Enzimi su proteini koji rade na smanjenju energije aktivacije u kemijskim reakcijama, a pritom se ne troše u reakciji. Biološki, enzimi su ključne molekule koje ubrzavaju reakcije u metaboličkim sustavima. Kao rezultat toga, enzimska kinetika proučava brzinu reakcije enzima u različitim kemijskim uvjetima. Mnogi čimbenici utječu na brzinu enzima. Koncentracija supstrata, temperatura, inhibitori i pH utječu na prag enzima u kemijskoj reakciji. Uz pomoć linearnih odnosa kao što je Lineweaver-Burk plot, možete pronaći maksimalnu brzinu enzima.
Jednostavnost izračuna Vmax u Lineweaver-Burk plot
Započnite s crtanjem Michaelis-Mentenove jednadžbe kako biste dobili krivulju hiperbole. Zatim upotrijebite recipročnu vrijednost Michaelis-Mentenove jednadžbe da biste dobili oblik presjeka nagiba enzimske aktivnosti. Zatim ćete dobiti brzinu enzimske aktivnosti kao 1 / Vo = Km / Vmax (1 / [S]) + 1 / Vmax, gdje je Vo početna stopa, Km je konstanta disocijacije između supstrata i enzima, Vmax je maksimalna brzina, a S koncentracija podloga.
Budući da jednadžba presjeka nagiba povezuje brzinu s koncentracijom podloge, možete koristiti tipičnu formula y = mx + b, gdje je y ovisna varijabla, m nagib, x neovisna varijabla, a b y-presretanje. Prije određenog računalnog softvera za crtanje biste koristili milimetarski papir. Sada za izradu jednadžbe koristite tipični softver baze podataka. Dakle, znajući početnu brzinu, Vo i različite koncentracije supstrata, možete stvoriti ravnu crtu. Crtež linije prikazuje nagib Km / Vmax i presjek y-a od 1 / Vmax. Zatim upotrijebite uzajamni presjek y da biste izračunali Vmax aktivnosti enzima.
Upotrebe za Lineweaver-Burk Plot
Inhibitori mijenjaju maksimalnu brzinu enzimske aktivnosti uglavnom na dva načina: kompetitivno i nekonkurentno. Kompetitivni inhibitor veže se na mjesto aktivacije enzima koji blokira supstrat. Na taj se način inhibitor natječe sa supstratom da se veže na mjesto enzima. Omogućavanje visoke koncentracije kompetitivnog inhibitora osigurava vezanje na mjesto. Dakle, kompetitivni inhibitor mijenja dinamiku enzimske brzine. Prvo, inhibitor modificira nagib i x-presretanje Km stvarajući znatno strmiji nagib. Međutim, maksimalna stopa, Vmax, ostaje ista.
S druge strane, nekonkurentni inhibitor veže se na mjestu različitom od mjesta aktivacije enzima i ne nadmeće se sa supstratom. Inhibitor modificira strukturne komponente aktivacijskog mjesta sprječavajući vezivanje supstrata ili druge molekule na mjestu. Ova promjena utječe na afinitet supstrata prema enzimu. Nekonkurentni inhibitori mijenjaju nagib i presjek y presjeka Lineweaver-Burk, smanjujući Vmax istodobno povećavajući presjek y sa strmijim nagibom. Međutim, presjek x ostaje isti. Iako je plot Lineweaver-Burk koristan u mnogo čemu, linijski plot ima ograničenja. Nažalost, parcela počinje iskrivljavati brzine pri vrlo visokim ili niskim koncentracijama supstrata, stvarajući ekstrapolacije na plohi.