Innhold
Selv de minste molekyler eller organismer med rask reproduksjonstid kan ta lang tid å produsere det du vil studere. For bakterier i en petriskål avhenger reaksjonshastigheten av hvor mye av reaktanten som er, så vel som tilstedeværelsen av enzymer. Uansett hva tilfellet måtte være, kan du bruke ligninger for å bestemme hastigheten på disse biokjemiske reaksjonene.
Enzymkinematikk
I kjemi, reaksjonshastigheter er beskrevet ved bruk av k verdier som måler hvor raskt en reaksjon oppstår fra reaktanter til produkter. For reaksjoner som bruker katalysatorer, biologiske forbindelser som fremskynder reaksjonshastighet, hastigheten, kkatt, lar deg bestemme reaksjonshastigheten. De maksimal reaksjonshastighet, Vmax, forteller deg hvor mange molekyler som blir omdannet til reaksjonsproduktet når enzymet fullstendig løser seg opp.
Enzymer oppnår disse høye hastighetene ved å senke aktiveringsenergien til en reaksjon, mengden energi som kreves for at reaksjonen skal skje. Når et enzym binder seg til underlaget, molekylet eller forbindelsene du observerer, danner det et enzym-substratkompleks. De påvirker ikke direkte hvor mye av reaktanten eller produktforbindelsene du har, og de avhenger også av andre faktorer som konsentrasjon av enzymet, temperatur pH og styrke mellom ioniske bindinger.
KCAT ligning
Reaksjonshastighet lar deg skrive ligninger for å bestemme hvordan forskjellige mengder reaktanter fører til hvor mye produkter du har. For en grunnleggende reaksjon av xA + yB → zC (det vil si konvertering x føflekker av EN med y føflekker av B utbytter z føflekker av C), ville rate ligningen være r = k m x n_for reaksjonshastigheten _r, rate konstant k og molare konsentrasjoner av EN og B betegnet med parentesene. M og n er eksponenter som du bestemmer gjennom eksperimenter som måler hvor raskt en reaksjon oppstår. F
For det spesifikke tilfellet av en enzym-katalysert reaksjon, den første hastigheten v0 er v0 = kkatt/ Km for innledende reaksjonshastighet v0. Denne hastigheten forteller deg hastigheten på katalyse i dette kkatt formel. Km er den Michaelis-Menten konstant, som du enten kan måle eksperimentelt eller beregne som underlagskonsentrasjon til halvparten av maksimal hastighet.
Konstanten får navnet sitt fra Michaelis-Menten-ligningen v0 = vmax x / (Km + ) for underlagskonsentrasjon og maksimal hastighet vmax forteller deg hvor raskt en enzymatisk reaksjon. Når du beregner kkatt, kan du også skrive v0 = kkatt x x / Km som en generell metode for reaksjonshastighet for konsentrasjoner av enzym og substrat og henholdsvis.
Andre KCAT ligningsmetoder
Disse forskjellige ligningene lar deg bruke det som er mest passende for hvilket formål du trenger, enten det er bakterienes reproduksjonshastighet eller tenningsgraden mellom drivstoff og gass. Du kan til og med bruke disse ligningene i å kombinere både eksperimentelle observasjoner med teoretiske modeller og beregninger. Du kan lære om betydningen av Michaelis Menten ligningsmetoder gjennom disse forskjellige måtene å definere reaksjonshastighet på.
De kkatt ligning tjener grunnlaget for å skape bioreaktorer. Dette er systemer som lar mikroorganismer vokse i et optimalt miljø, et som kan produsere så mye produkt som mulig. Bioreaktorer brukes til og med til å lage fermentert mat i noen asiatiske land.
Det er generelt veldig vanskelig eller umulig å bestemme betydningen av Km uten mer informasjon. Forskere bruker forholdet kcat / Km å måle hvor spesifikt og effektivt et enzym binder seg til et underlag. Dette forholdet, kjent som spesifisitetskonstanten kSP, lar deg reformere Michaelis-Menten-ligningen som v = kSP/ (1 + kSP/ kkatt) å måle mer nøyaktige verdier av kSP.