Bioquímica estrutural/Enzyme/Michaelis e Menten Equação
V0 = Vmax (/( + KM))
O Michaelis-Menten equação surge a partir da equação geral de uma reação enzimática: E + S ↔ ES ↔ E + P, onde E é a enzima, S é o substrato, ES é a enzima-substrato complexo, e P é o produto. Assim, a enzima combina-se com o substrato para formar o complexo ES, que por sua vez se converte em produto, preservando a enzima. A taxa da reação forward de E + S A ES pode ser denominada k1, e a reação reversa como k-1. Da mesma forma, para a reação do complexo de ES Para E E P, a taxa de reação forward é k2, e o reverso é k-2. Portanto, o complexo ES pode dissolver-se de novo na enzima e no substrato, ou mover-se para a frente para formar o produto.
no tempo de reação inicial, quando t ≈ 0, pouca formação de produto ocorre, portanto a taxa de reação reversa de k-2 pode ser negligenciada. A nova reacção torna-se:
E + S ↔ ES → e + P
assumindo o estado estacionário, as seguintes equações de taxa podem ser escritas como:
taxa de formação de ES = k1
taxa de discriminação de ES = (k-1 + k2)
e ser iguais entre si (Note-se que os parêntesis representam concentrações).Portanto:
k1 = (k – 1 + k2)
rearranjando Termos,
/ = (k-1 + k2)/k1
a fração / foi cunhada Km, ou a constante de Michaelis.
de Acordo com Michaelis-Menten da cinética de equações, em baixas concentrações de substrato , a concentração é quase insignificante, no denominador, como KM >> , de modo que a equação é essencialmente
V0 = Vmax /KM
que se assemelha a uma primeira ordem de reação.
Em Altas concentrações de substrato, >> KM, e assim, o termo /( + KM) torna-se essencialmente uma e a velocidade inicial se aproximou de Vmax, que se assemelha a reação de ordem zero.a equação de Michaelis-Menten é::
nesta equação:
V0 é a velocidade inicial da reação.
Vmax é a taxa máxima da reacção.
é a concentração do substrato.
Km é a constante de Michaelis-Menten que mostra a concentração do substrato quando a velocidade de reação é igual a metade da velocidade máxima para a reação. Também pode ser considerado como uma medida de quão bem um substrato complexo com uma dada enzima, também conhecida como sua afinidade de ligação. Uma equação com um baixo valor Km indica uma grande afinidade de ligação, uma vez que a reação se aproximará mais rapidamente do Vmax. Uma equação com um Km elevado indica que a enzima não se liga tão eficientemente ao substrato, e o Vmax só será atingido se a concentração do substrato for suficientemente elevada para saturar a enzima.à medida que a concentração dos substratos aumenta a uma concentração enzimática constante, os locais activos da proteína serão ocupados à medida que a reacção prossegue. Quando todos os locais ativos foram ocupados, a reação está completa, o que significa que a enzima está em sua capacidade máxima e o aumento da concentração do substrato não vai aumentar a taxa de rotatividade. Aqui está uma analogia que ajuda a entender este conceito mais fácil.
Vmax é igual ao produto da constante de Velocidade do catalisador (kcat) e da concentração da enzima. A equação de Michaelis-Menten pode então ser reescrita como V= Kcat / (Km + ). Kcat é igual a K2, e mede o número de moléculas de substrato “viradas” por enzima por segundo. A unidade do Kcat está em 1 / s. o recíproco do Kcat é então o tempo necessário por uma enzima para “virar” uma molécula de substrato. Quanto mais alto é o Kcat, mais substratos são virados em um segundo.
Km é a concentração de substratos quando a reacção atinge metade do Vmax. Um pequeno Km indica uma elevada afinidade, uma vez que significa que a reacção pode atingir metade de Vmax num pequeno número de concentrações de substrato. Este pequeno Km aproximar-se-á Vmax mais rapidamente do que o valor de Km elevado.
Quando Kcat/ Km, nos dá uma medida de eficiência enzimática com uma unidade de 1/(molaridade*segundo)= L/ (mol*s). A eficiência enzimática pode ser aumentada à medida que o Kcat tem um elevado volume de negócios e um pequeno número de Km.
tomando o recíproco de ambos os lados da equação de Michaelis-Menten dá:
para determinar os valores de KM e Vmax. A dupla reciprocidade da equação de Michaels-Menten poderia ser usada.
você pode encontrar Um gráfico duplo-recíproco equação é também chamada de Lineweaver-Burk, 1/Vo vs 1/. A intercepção y é de 1 / Vmax; a intercepção x é de -1 / KM; e o declive é de KM/Vmax. Os grafos Lineweaver-Burk são particularmente úteis para analisar como a cinemática enzimática muda na presença de inibidores, competitivos, não-competitivos, ou uma mistura dos dois.existem quatro inibidores reversíveis.: inibidores competitivos, não competitivos, Não Competitivos e mistos. Eles podem ser traçados em duplo plano recíproco. Inibidores competitivos são moléculas que se parecem com substratos e se ligam ao local ativo e retardar as reações. Assim, os inibidores competitivos aumentam o valor do Km (diminuição da afinidade, menor probabilidade de os substratos irem para o local ativo), e o Vmax permanece o mesmo. Numa parcela de dupla reciprocidade, o inibidor competitivo desloca o eixo dos x (1/) para a direita em direcção a zero, em comparação com o declive sem presença de inibidores.Os inibidores não competitivos podem ligar-se perto do local activo, mas não ocupam o local activo. Consequentemente, os inibidores não competitivos diminuem os Km (aumentam a afinidade) e os Vmax mais baixos. Na dupla parcela recíproca, o eixo x (1/) é deslocado para a esquerda e para cima no eixo y (1/V) em comparação com o declive sem inibidor. Os inibidores não competitivos não se ligam ao sítio activo, mas sim a qualquer parte dessa enzima que altera a sua actividade. Tem o mesmo Km, mas menor Vmax para aqueles sem inibidores. Na parcela dupla recíproca, o declive é mais elevado no eixo y (1/V) do que o sem inibidor.O valor Km é numericamente igual à concentração do substrato na qual a metade das moléculas da enzima está associada ao substrato. o valor km é um índice da afinidade da enzima pelo seu substrato particular.A inibição não competitiva não tem efeito no valor de Km.
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