Innhold
Enzymer er proteiner som arbeider for å senke aktiveringsenergien i kjemiske reaksjoner mens de ikke blir konsumert i reaksjonen. Biologisk er enzymer essensielle molekyler som fremskynder reaksjoner i metabolske systemer. Som et resultat studerer enzymkinetikk reaksjonshastigheten til enzymer i forskjellige kjemiske omgivelser. Mange faktorer påvirker hastigheten til et enzym. Konsentrasjonen av et underlag, temperatur, hemmere og pH påvirker terskelen til et enzym i en kjemisk reaksjon. Ved hjelp av lineære forhold som Lineweaver-Burk-plottet, kan du finne den maksimale hastigheten for et enzym.
Enkel å beregne Vmax i Lineweaver-Burk-plottet
Begynn med å plotte Michaelis-Menten-ligningen for å få en hyperbole-kurve. Bruk deretter gjensidig av Michaelis-Menten-ligningen for å oppnå en helling-avskjæringsform av enzymaktiviteten. Neste, vil du oppnå frekvensen av enzymaktivitet som 1 / Vo = Km / Vmax (1 /) + 1 / Vmax, der Vo er den første hastigheten, Km er dissosiasjonskonstanten mellom underlaget og enzymet, Vmax er det maksimale hastighet, og S er konsentrasjonen av underlaget.
Siden ligningens avskjæringsligning relaterer hastigheten til konsentrasjonen av underlaget, kan du bruke den typiske formelen for y = mx + b, der y er den avhengige variabelen, m er skråningen, x er den uavhengige variabelen, og b er y-avskjæringen. Før spesifikk programvare vil du bruke grafikkpapir for å tegne streken. Nå bruker du typisk databaseprogramvare for å plotte ligningen. Så, å vite starthastigheten, Vo og den forskjellige konsentrasjonen av underlaget, kan du lage en rett linje. Linjeplottet representerer helningen på Km / Vmax og y-avskjæringen av 1 / Vmax. Deretter bruker du gjensidigheten til y-avskjæringen for å beregne Vmax for enzymaktiviteten.
Bruksområder for Lineweaver-Burk-tomten
Inhibitorer endrer den maksimale frekvensen av enzymaktiviteten hovedsakelig på to måter: konkurrerende og ikke-konkurrerende. En konkurrerende hemmer binder seg til aktiveringsstedet til et enzym som blokkerer underlaget. På denne måten konkurrerer inhibitoren med underlaget for å binde seg til enzymstedet. Å la høy konsentrasjon av konkurrerende hemmer sikre bindingen til stedet. Dermed endrer den konkurrerende hemmeren dynamikken i den enzymatiske hastigheten.For det første endrer hemmeren skråningen og x-avskjæringen km og skaper en mye brattere helning. Maksimumssatsen, Vmax, forblir imidlertid den samme.
På den annen side bindes en ikke-konkurrerende hemmer på et annet sted enn enzymets aktiveringssted og konkurrerer ikke med underlaget. Inhibitoren modifiserer de strukturelle komponentene i aktiveringsstedet og forhindrer at substratet eller et annet molekyl bindes til stedet. Denne endringen påvirker substratets affinitet til enzymet. Ikke-konkurrerende hemmere endrer helningen og y-avskjæringen av Lineweaver-Burk-plottet, og reduserer Vmax mens du øker y-avskjæringen med en brattere helling. Imidlertid forblir x-avskjæringen den samme. Mens Lineweaver-Burk-plottet er nyttig på mange måter, har linjeplottet begrensninger. Dessverre begynner plottet å forvrenge hastigheter ved veldig høye eller lave underlagskonsentrasjoner, noe som skaper ekstrapolasjoner på plottet.