Biochimie structurală/Enzime/Michaelis și Menten Ecuația
V0 = Vmax (/( + M))
ecuația Michaelis-Menten rezultă din ecuația generală pentru o reacție enzimatică: E + S ↔ ES ↔ E + P, unde ” E ” e enzima, S este substratul, ES este enzima-substrat complex, iar P este produsul. Astfel, enzima se combină cu substratul pentru a forma complexul ES, care la rândul său se transformă în produs, păstrând în același timp enzima. Viteza reacției înainte de la E + S la ES poate fi denumită k1, iar reacția inversă ca k-1. La fel, pentru reacția de la complexul ES la E și P, viteza de reacție înainte este k2, iar inversul este k-2. Prin urmare, complexul ES se poate dizolva înapoi în enzimă și substrat sau poate avansa pentru a forma produs.
la timpul de reacție inițial, când t 0, se produce o formare redusă a produsului, prin urmare viteza de reacție înapoi A k-2 poate fi neglijată. Noua reacție devine:
E + E ↔ ES → E + P,
Presupunând că starea de echilibru, următoarele rata de ecuații poate fi scris ca:
Rata de formare a ES = k1
Rata de defalcare a ES = (k-1 + k2)
și setați egale cu fiecare alte (Rețineți că paranteze reprezintă concentrații).Prin urmare:
k1 = (k-1 + k2)
rearanjarea Termeni,
/ = (k-1 + k2)/k1
fracția / a fost inventat Km, sau Constanta Michaelis.
conform ecuațiilor cinetice ale lui Michaelis-Menten, la concentrații scăzute de substrat, , concentrația este aproape neglijabilă în numitor ca KM>> , deci ecuația este în esență
V0 = Vmax/KM
care seamănă cu o reacție de ordinul întâi.
la concentrații mari de substrat,>> KM, și astfel termenul / (+KM) devine în esență unul și viteza inițială s-a apropiat de Vmax, care seamănă cu reacția de ordin zero.
ecuația Michaelis-Menten este:
În această ecuație:
V0 este viteza inițială a reacției.
Vmax este viteza maximă a reacției.
este concentrația substratului.
Km este Constanta Michaelis-Menten care arată concentrația substratului atunci când viteza de reacție este egală cu jumătate din viteza maximă pentru reacție. Poate fi, de asemenea, gândit ca o măsură a cât de bine se complexează un substrat cu o anumită enzimă, altfel cunoscută sub numele de afinitatea sa de legare. O ecuație cu o valoare Km scăzută indică o afinitate mare de legare, deoarece reacția se va apropia de Vmax mai rapid. O ecuație cu un Km înalt indică faptul că enzima nu se leagă la fel de eficient cu substratul, iar Vmax va fi atins numai dacă concentrația substratului este suficient de mare pentru a satura enzima.
pe măsură ce concentrația substraturilor crește la o concentrație constantă a enzimei, locurile active ale proteinei vor fi ocupate pe măsură ce reacția se desfășoară. Când toate locurile active au fost ocupate, reacția este completă, ceea ce înseamnă că enzima este la capacitatea maximă și creșterea concentrației de substrat nu va crește rata de rotație. Iată o analogie care ajută la înțelegerea mai ușoară a acestui concept.
Vmax este egal cu produsul Constantei vitezei catalizatorului (kcat) și concentrația enzimei. Ecuația Michaelis-Menten poate fi apoi rescrisă ca V = Kcat / (Km + ). Kcat este egal cu K2 și măsoară numărul de molecule de substrat „transformate” de enzimă pe secundă. Unitatea de Kcat este în 1/sec. reciprocul Kcat este atunci timpul necesar unei enzime pentru a „întoarce” o moleculă de substrat. Cu cât Kcat este mai mare, cu atât mai multe substraturi se transformă într-o secundă.
Km este concentrația substraturilor atunci când reacția atinge jumătate din Vmax. Un Km mic indică o afinitate ridicată, deoarece înseamnă că reacția poate atinge jumătate din Vmax într-un număr mic de concentrații de substrat. Acest Km mic se va apropia de Vmax mai repede decât valoarea Km mare.
când Kcat/Km, ne oferă o măsură a eficienței enzimei cu o unitate de 1/ (molaritate*secundă)= L / (mol*s). Eficiența enzimei poate fi crescută deoarece Kcat are o cifră de afaceri mare și un număr mic de Km.
luând reciproca ambelor părți ale ecuației Michaelis-Menten dă: 
pentru a determina valorile KM și Vmax. Ar putea fi utilizată dubla reciprocitate a ecuației Michaels-Menten.
un grafic al ecuației dublu-reciproce este, de asemenea, numit Lineweaver-Burk, 1/vo vs 1/. Interceptarea y este 1 / Vmax; interceptarea x este -1/KM; iar panta este KM/Vmax. Graficele Lineweaver-Burk sunt deosebit de utile pentru analiza modului în care se schimbă cinematica enzimatică în prezența inhibitorilor, competitivi, necompetitivi sau a unui amestec al celor două.
există patru inhibitori reversibili: inhibitori competitivi, necompetitivi, necompetitivi și mixți. Ele pot fi reprezentate pe un complot dublu reciproc. Inhibitorii competitivi sunt molecule care arată ca substraturi și se leagă de locul activ și încetinesc reacțiile. Prin urmare, inhibitorii competitivi cresc valoarea Km (scade afinitatea, mai puține șanse ca substraturile să poată merge la locul activ), iar Vmax rămâne același. Pe teren dublu reciproc, inhibitorul competitiv deplasează axa x (1/) spre dreapta spre zero în comparație cu panta fără inhibitor prezent.Inhibitorii necompetitivi se pot lega aproape de locul activ, dar nu ocupă locul activ. Ca urmare, inhibitorii necompetitivi scad Km (cresc afinitatea) și scad Vmax. Pe grafic dublu reciproc, axa x (1/) este deplasată spre stânga și în sus pe axa y (1 / V) comparativ cu panta fără inhibitor. Inhibitorii necompetitivi nu sunt legați de situsul activ, ci undeva pe acea enzimă care își schimbă activitatea. Are același Km, dar Vmax mai mic la cei fără inhibitori. Pe parcela dublă reciprocă, panta merge mai sus pe axa y (1/V) decât cea fără inhibitor.Valoarea Km este numeric egală cu concentrația substratului la care jumătatea moleculelor enzimatice sunt asociate cu substratul. valoarea km este un indice al afinității enzimei pentru substratul său particular.Inhibarea necompetitivă nu are niciun efect asupra valorii Km.
Leave a Reply