Innehåll
Enzymer är proteiner som arbetar för att sänka aktiveringsenergin i kemiska reaktioner medan de inte konsumeras i reaktionen. Biologiskt sett är enzymer viktiga molekyler som påskyndar reaktioner i metaboliska system. Som ett resultat studerar enzymkinetik reaktionshastigheten för enzymer i olika kemiska miljöer. Många faktorer påverkar hastigheten hos ett enzym. Koncentrationen av ett substrat, temperatur, hämmare och pH påverkar tröskeln för ett enzym i en kemisk reaktion. Med hjälp av linjära förhållanden som Lineweaver-Burk-plotten kan du hitta den maximala hastigheten för ett enzym.
Enkel beräkning av Vmax i Lineweaver-Burk-tomten
Börja med att plotta Michaelis-Menten-ekvationen för att få en hyperbole-kurva. Använd sedan det ömsesidiga av Michaelis-Menten-ekvationen för att erhålla en lutningsavlyssningsform av enzymaktiviteten. Därefter får du hastigheten för enzymaktivitet som 1 / Vo = Km / Vmax (1 /) + 1 / Vmax, där Vo är den initiala hastigheten, Km är dissociationskonstanten mellan substratet och enzymet, Vmax är den maximala och S är koncentrationen av substratet.
Eftersom lutningsavlyssningsekvationen relaterar hastigheten till koncentrationen av substratet, kan du använda den typiska formeln för y = mx + b, där y är den beroende variabeln, m är lutningen, x är den oberoende variabeln och b är y-fånget. Innan specifik datorprogramvara skulle du använda grafpapper för att rita linjen. Nu använder du typisk databasprogramvara för att plotta ekvationen. Så genom att känna till initialhastigheten, Vo och den olika koncentrationen av underlaget kan du skapa en rak linje. Linjeplottet representerar lutningen för Km / Vmax och y-skärning av 1 / Vmax. Använd sedan y-skärmens ömsesidighet för att beräkna Vmax för enzymaktiviteten.
Användningar för Lineweaver-Burk-tomten
Hämmare förändrar den maximala hastigheten för enzymaktiviteten främst på två sätt: konkurrenskraftigt och icke-konkurrenskraftigt. En konkurrerande hämmare binder till aktiveringsstället för ett enzym som blockerar substratet. På detta sätt tävlar hämmaren med substratet för att binda till enzymstället. Att tillåta hög koncentration av den konkurrerande hämmaren garanterar bindningen till platsen. Därför förändrar den konkurrerande hämmaren dynamiken i den enzymatiska hastigheten.Först modifierar hämmaren lutningen och x-fångaren km och skapar en mycket brantare sluttning. Den maximala hastigheten, Vmax, förblir dock densamma.
Å andra sidan binder en icke-konkurrenskraftig hämmare på en annan plats än enzymets aktiveringsställe och konkurrerar inte med substratet. Hämmaren modifierar de strukturella komponenterna i aktiveringsstället som förhindrar substratet eller en annan molekyl från att binda till stället. Denna förändring påverkar substratets affinitet till enzymet. Icke-konkurrenskraftiga hämmare ändrar lutningen och y-avlyssningen av Lineweaver-Burk-plottet, vilket minskar Vmaxen medan du ökar y-avlyssningen med en brantare sluttning. Emellertid förblir x-avlyssningen densamma. Medan Lineweaver-Burk-tomten är användbar på många sätt har linjeplottet begränsningar. Tyvärr börjar tomten att snedvrida hastigheter vid mycket höga eller låga substratkoncentrationer, vilket skapar extrapolationer på tomten.