I ty nejmenší z molekul nebo organismů s rychlou dobou reprodukce mohou dlouho vyrábět to, co chcete studovat. U bakterií v Petriho misce závisí rychlost reakce na množství reaktantu a na přítomnosti enzymů. Ať už je to jakkoli, můžete pomocí rovnic určit rychlost těchto biochemických reakcí.
Kinematika enzymů
V chemiireakční rychlostijsou popsány pomocíhodnoty kkterá měří, jak rychle probíhá reakce z reaktantů na produkty. U reakcí, které používají katalyzátory, biologické sloučeniny, které urychlují reakční rychlost, rychlost,kkočka, vám umožní určit maximální rychlost reakce. Themaximální rychlost reakce, PROTImaxvám řekne, kolik molekul se přemění na produkt reakce, když se enzym úplně rozpustí.
Enzymy dosahují těchto vysokých rychlostí snížením aktivační energie reakce, množství energie potřebné pro reakci. Když se enzym váže na substrát, molekulu nebo sloučeniny, které pozorujete, tvoří komplex enzym-substrát. Nemají přímý vliv na to, kolik reaktantů nebo sloučenin produktů máte, a také na ně závisí na dalších faktorech, jako je koncentrace enzymu, teplotní pH a síla mezi iontovými vazby.
Rovnice KCAT
Reakční rychlost vám umožňuje psát rovnice a určit, jak různá množství reaktantů vedou k tomu, kolik produktů máte. Pro základní reakcixA + yB → zC(tj. konvertováníXkrtciAsykrtciBvýnosyzkrtciC), rychlostní rovnice bude
r = k [A] ^ m \ krát [B] ^ n
pro rychlost reakcer,rychlostní konstantaka molární koncentraceAaBoznačeno v závorkách. M anjsou exponenty, které určíte pomocí experimentů, které měří, jak rychle dojde k reakci. F
Ve specifickém případě reakce katalyzované enzymy je počáteční rychlostproti0je
v_0 = \ frac {k_ {cat}} {K_m}
pro počáteční rychlost reakceproti0. Tato rychlost vám říká rychlost katalýzykkočkavzorec.K.mjeMichaelis-Mentenova konstanta, které můžete buď experimentálně změřit, nebo vypočítat jako koncentraci substrátu v polovině maximální rychlosti.
Konstanta dostává své jméno odMichaelis-Mentenova rovnice
v_0 = \ frac {v_ {max} \ krát [S]} {K_m + [S]}
pro koncentraci substrátu[S]a maximální rychlostprotimaxvám řekne, jak rychle probíhá enzymatická reakce. Když počítátekkočka, můžete také psát
v_0 = \ frac {k_ {cat} \ krát [E] \ krát [S]} {K_m}
jako obecná metoda reakční rychlosti pro koncentrace enzymu a substrátu[E]a[S], resp.
Další metody rovnice KCAT
Tyto různé rovnice vám umožňují použít tu nejvhodnější pro jakýkoli účel, který potřebujete, ať už jde o rychlost reprodukce bakterií nebo rychlost vznícení mezi palivy a plynem. Tyto rovnice můžete dokonce použít při kombinaci experimentálních pozorování s teoretickými modely a výpočty. O významu metod Michaelis Mentenovy rovnice se můžete dozvědět prostřednictvím těchto různých způsobů definování reakční rychlosti.
Thekkočkarovnice slouží jako základ pro tvorbubioreaktory. Jedná se o systémy, které umožňují růst mikroorganismů v optimálním prostředí, které dokáže vyprodukovat co nejvíce produktu. Bioreaktory se v některých asijských zemích dokonce používají k výrobě fermentovaných potravin.
Obecně je velmi obtížné nebo nemožné určit významK.mbez dalších informací. Vědci používají tento poměrkcat / kmměřit, jak konkrétně a efektivně se enzym váže na substrát. Tento poměr, známý jako konstanta specificitykSP, vám umožní reformovat Michaelis-Mentenovu rovnici jako
v = \ frac {k_ {SP} [S]} {1+ \ frac {k_ {SP} [S]} {k_ {cat}}}
měřit přesnější hodnotykSP.