Περιεχόμενο
Στις βιολογικές αντιδράσεις, τα ένζυμα λειτουργούν σαν καταλύτες, παρέχοντας εναλλακτικές οδούς για την εμφάνιση αντιδράσεων και επιτάχυνση της συνολικής διαδικασίας. Ένα ένζυμο λειτουργεί μέσα σε ένα υπόστρωμα και η ικανότητά του να αυξάνει την ταχύτητα της αντίδρασης εξαρτάται από το πόσο καλά συνδέεται με το υπόστρωμα. Η σταθερά του Michaelis, που υποδηλώνει ο ΚΜ, είναι ένα μέτρο συγγένειας ενζύμου / υποστρώματος. Μία μικρότερη τιμή δείχνει αυστηρότερη σύνδεση, πράγμα που σημαίνει ότι η αντίδραση θα φτάσει τη μέγιστη ταχύτητά της σε χαμηλότερη συγκέντρωση. κΜ έχει τις ίδιες μονάδες με τη συγκέντρωση υποστρώματος και είναι ίση με τη συγκέντρωση του υποστρώματος όταν η ταχύτητα της αντίδρασης είναι στο μισό της μέγιστης τιμής.
Το οικόπεδο Michaelis-Menten
Η ταχύτητα μιας καταλυόμενης από ένζυμο αντίδρασης είναι συνάρτηση της συγκέντρωσης του υποστρώματος. Για να προκύψει μια γραφική παράσταση για μια συγκεκριμένη αντίδραση, οι ερευνητές ετοιμάζουν αρκετά δείγματα υποστρώματος σε διαφορετικές συγκεντρώσεις και καταγράφουν το ρυθμό σχηματισμού προϊόντος για κάθε δείγμα. Μια γραφική παράσταση της ταχύτητας (V) έναντι της συγκέντρωσης () παράγει μια καμπύλη που ανεβαίνει γρήγορα και ξεκουραίνει στη μέγιστη ταχύτητα, που είναι το σημείο στο οποίο το ένζυμο λειτουργεί όσο πιο γρήγορα γίνεται. Αυτό ονομάζεται οικόπεδο κορεσμού ή οικόπεδο Michaelis-Menten.
Η εξίσωση που ορίζει το οικόπεδο Michaelis-Menten είναι:
V = (VΜέγιστη ) ÷ (KΜ +, η εξίσωση αυτή μειώνεται στο V = VΜέγιστη ÷ 2, έτσι KΜ είναι ίση με τη συγκέντρωση του υποστρώματος όταν η ταχύτητα είναι η μισή της μέγιστης τιμής. Αυτό καθιστά θεωρητικά δυνατή την ανάγνωση του KΜ από το γράφημα. Αν και είναι δυνατόν να διαβάσει το ΚΜ από ένα οικόπεδο Michaelis-Menten, δεν είναι εύκολο ή αναγκαστικά ακριβές. Μια εναλλακτική λύση είναι να σχεδιαστεί η αμοιβαία της εξίσωσης Michaelis-Menten, η οποία είναι (αφού όλοι οι όροι έχουν αναδιαταχθεί): 1 / V = {ΚΜ/ (VΜέγιστη ×)} + (1 / VΜέγιστη) Αυτή η εξίσωση έχει τη μορφή y = mx + b, όπου Αυτή είναι η βιοχημική εξίσωση που συνήθως χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό του KΜ. Προετοιμάζουν διάφορες συγκεντρώσεις υποστρώματος (επειδή είναι ευθεία γραμμή, τεχνικά χρειάζονται μόνο δύο), σχεδιάζουν τα αποτελέσματα και διαβάζουν το ΚΜ απευθείας από το γράφημα.Το γράφημα Lineweaver-Burk