Enzymer er proteiner, der arbejder for at sænke aktiveringsenergien i kemiske reaktioner, mens de ikke forbruges i reaktionen. Biologisk er enzymer essentielle molekyler, der fremskynder reaktioner i metaboliske systemer. Som et resultat studerer enzymkinetik reaktionshastigheden af enzymer i forskellige kemiske omgivelser. Mange faktorer påvirker hastigheden af et enzym. Koncentrationen af et substrat, temperatur, hæmmere og pH påvirker tærsklen for et enzym i en kemisk reaktion. Ved hjælp af lineære forhold som Lineweaver-Burk-plottet kan du finde den maksimale hastighed for et enzym.
Let at beregne Vmax i Lineweaver-Burk plot
Begynd med at tegne Michaelis-Menten-ligningen for at få en hyperkurve. Brug derefter den gensidige af Michaelis-Menten-ligningen for at opnå en hældningsafskæringsform af enzymaktiviteten. Dernæst opnår du hastigheden af enzymaktivitet som 1 / Vo = Km / Vmax (1 / [S]) + 1 / Vmax, hvor Vo er den oprindelige hastighed, Km er den dissociationskonstant mellem substratet og enzymet, Vmax er den maksimale hastighed, og S er koncentrationen af underlag.
Da hældningsinterceptligningen relaterer hastigheden til koncentrationen af substratet, kan du bruge det typiske formel for y = mx + b, hvor y er den afhængige variabel, m er hældningen, x er den uafhængige variabel, og b er den y-aflytning. Før specifik computersoftware bruger du grafpapir til at tegne linjen. Nu bruger du typisk databasesoftware til at plotte ligningen. Så ved at kende den oprindelige hastighed, Vo og de forskellige koncentrationer af substratet, kan du oprette en lige linje. Linjeplottet repræsenterer hældningen af Km / Vmax og y-skæring af 1 / Vmax. Brug derefter det gensidige af y-skæringspunktet til at beregne Vmax for enzymaktiviteten.
Anvendelser til Lineweaver-Burk plot
Hæmmere ændrer den maksimale hastighed af enzymaktiviteten hovedsageligt på to måder: konkurrencedygtigt og ikke-konkurrencedygtigt. En kompetitiv inhibitor binder til aktiveringsstedet for et enzym, der blokerer substratet. På denne måde konkurrerer inhibitoren med substratet om at binde til enzymstedet. Tilladelse af høj koncentration af den konkurrerende inhibitor sikrer binding til stedet. Derfor ændrer den konkurrerende inhibitor dynamikken i den enzymatiske hastighed. For det første ændrer inhibitoren hældningen og x-skæringen Km, hvilket skaber en meget stejlere hældning. Den maksimale hastighed, Vmax, forbliver dog den samme.
På den anden side binder en ikke-konkurrencedygtig inhibitor på et andet sted end aktiveringsstedet for enzymet og konkurrerer ikke med substratet. Inhibitoren modificerer de strukturelle komponenter i aktiveringsstedet, hvilket forhindrer substratet eller et andet molekyle i at binde til stedet. Denne ændring påvirker substratets affinitet til enzymet. Ikke-konkurrerende hæmmere ændrer hældningen og y-skæringen af Lineweaver-Burk-plottet, hvilket reducerer Vmax, mens y-skæringspunktet øges med en stejlere hældning. Imidlertid forbliver x-skæringen den samme. Mens Lineweaver-Burk-plottet er nyttigt på mange måder, har linjeplottet begrænsninger. Desværre begynder plottet at fordreje hastigheder ved meget høje eller lave substratkoncentrationer, hvilket skaber ekstrapoleringer på plottet.