Entsyymit ovat proteiineja, jotka pyrkivät vähentämään aktivointienergiaa kemiallisissa reaktioissa, mutta eivät kuluta niitä reaktiossa. Biologisesti entsyymit ovat välttämättömiä molekyylejä, jotka nopeuttavat reaktioita aineenvaihduntajärjestelmissä. Tämän seurauksena entsyymikinetiikka tutkii entsyymien reaktionopeutta eri kemiallisissa olosuhteissa. Useat tekijät vaikuttavat entsyymin nopeuteen. Substraatin pitoisuus, lämpötila, estäjät ja pH vaikuttavat entsyymin kynnykseen kemiallisessa reaktiossa. Lineaaristen suhteiden, kuten Lineweaver-Burk-juoni, avulla voit löytää entsyymin maksiminopeuden.
Helppo laskea Vmax Lineweaver-Burk -piirroksessa
Aloita piirtämällä Michaelis-Menten-yhtälö saadaksesi hyperbolikäyrän. Käytä sitten Michaelis-Menten-yhtälön vastavuoroista, jotta saat entsyymiaktiivisuuden kaltevuuden leikkaavan muodon. Seuraavaksi saat entsyymiaktiivisuuden nopeuden muodossa 1 / Vo = Km / Vmax (1 / [S]) + 1 / Vmax, missä Vo on alkuperäinen nopeus, Km on dissosiaatiovakio substraatin ja entsyymin välillä, Vmax on suurin nopeus ja S on konsentraatio substraatti.
Koska kaltevuus-leikkausyhtälö suhteuttaa nopeuden substraatin pitoisuuteen, voit käyttää tyypillistä kaava y = mx + b, jossa y on riippuva muuttuja, m on kaltevuus, x on riippumaton muuttuja ja b on y-sieppaus. Ennen tiettyä tietokoneohjelmistoa sinun tulisi piirtää viivaa graafisella paperilla. Nyt käytät tyypillistä tietokantaohjelmistoa yhtälön piirtämiseen. Joten, kun tiedät alkunopeuden, Vo: n ja alustan erilaiset pitoisuudet, voit luoda suoran viivan. Viivakaavio edustaa Km / Vmax: n kaltevuutta ja 1 / Vmax: n y-leikkausta. Käytä seuraavaksi y-leikkauksen vastavuoroista laskemaan entsyymiaktiivisuuden Vmax.
Käytetään Lineweaver-Burkin tontille
Estäjät muuttavat entsyymiaktiivisuuden enimmäisnopeutta pääasiassa kahdella tavalla: kilpailun ja kilpailun ulkopuolella. Kilpaileva inhibiittori sitoutuu substraattia estävän entsyymin aktivointikohtaan. Tällä tavalla estäjä kilpailee substraatin kanssa sitoutuakseen entsyymikohtaan. Kilpailevan inhibiittorin suuren pitoisuuden salliminen varmistaa sitoutumisen kohtaan. Siksi kilpaileva estäjä muuttaa entsymaattisen nopeuden dynamiikkaa. Ensinnäkin inhibiittori muuttaa kaltevuutta ja x-sieppauksen Km luoden paljon jyrkemman kaltevuuden. Suurin nopeus, Vmax, pysyy kuitenkin samana.
Toisaalta ei-kilpailukykyinen inhibiittori sitoutuu eri kohtaan kuin entsyymin aktivaatiokohta eikä kilpaile substraatin kanssa. Inhibiittori muuttaa aktivaatiokohdan rakenteellisia komponentteja, mikä estää substraatin tai muun molekyylin sitoutumisen kohtaan. Tämä muutos vaikuttaa substraatin affiniteettiin entsyymiin. Ei-kilpailukykyiset estäjät muuttavat Lineweaver-Burkin käyrän kaltevuutta ja y-leikkausta pienentäen Vmax: ta samalla, kun y-leikkaus kasvaa jyrkemmällä kaltevuudella. X-sieppaus pysyy kuitenkin samana. Vaikka Lineweaver-Burk-juoni on hyödyllinen monella tapaa, viivapiirrolla on rajoituksia. Valitettavasti käyrä alkaa vääristää nopeuksia hyvin korkeilla tai matalilla substraattikonsentraatioilla, mikä luo ekstrapolaatioita kaavioon.