Még a legkisebb, gyors szaporodási idejű molekula vagy szervezet is hosszú időbe telhet, amíg előállítja, amit tanulmányozni szeretne. A petri-csészében lévő baktériumok esetében a reakció sebessége attól függ, hogy mennyi a reagens, valamint az enzimek. Bármi legyen is az eset, egyenletek segítségével meghatározhatja e biokémiai reakciók sebességét.
Enzim kinematika
A kémia területénreakciósebességekhasználatával írják lek értékekmérik, hogy milyen gyorsan alakul ki reakció a reagensektől a termékekig. Katalizátorokat használó reakciók esetén olyan biológiai vegyületek, amelyek felgyorsítják a reakció sebességét,kmacska, lehetővé teszi a reakció maximális sebességének meghatározását. Aa reakció maximális sebessége, Vmax, megmondja, hogy hány molekula alakul a reakció termékévé, amikor az enzim teljesen feloldódik.
Az enzimek úgy érik el ezeket a nagy sebességeket, hogy csökkentik a reakció aktiválási energiáját, a reakció bekövetkezéséhez szükséges energia mennyiségét. Amikor egy enzim kötődik a szubsztrátumhoz, a megfigyelt molekulához vagy vegyületekhez, az enzim-szubsztrát komplexet képez. Közvetlenül nem befolyásolják a reagensek vagy termékvegyületek mennyiségét, és ezek sem befolyásolják függ más tényezőktől, például az enzim koncentrációjától, a hőmérséklet pH-jától és az ionok közötti erősségtől kötvények.
KCAT egyenlet
A reakciósebesség lehetővé teszi, hogy egyenleteket írjon annak meghatározásához, hogy a különböző reagensek különböző mennyisége mennyi termékhez vezet. Az alapvető reakcióhozxA + yB → zC(vagyis konvertálóxanyajegyekAval velyanyajegyekBhozamokzanyajegyekC), a kamategyenlet az lenne
r = k [A] ^ m \ -szeres [B] ^ n
a reakció sebességéhezr,sebességállandókés moláris koncentrációjaAésBzárójelekkel jelölve. M ésnolyan kitevők, amelyeket olyan kísérletek segítségével határoz meg, amelyek mérik a reakció gyorsaságát. F
Egy enzim által katalizált reakció specifikus esete esetén a kezdeti sebességv0van
v_0 = \ frac {k_ {cat}} {K_m}
a kezdeti reakciósebességrev0. Ez a sebesség megmondja a katalízis sebességét ebbenkmacskaképlet.Kmaz aMichaelis-Menten állandó, amelyet kísérletileg is mérhet, vagy kiszámíthatja szubsztrátkoncentrációként a maximális sebesség felénél.
Az állandó a nevét aMichaelis-Menten egyenlet
v_0 = \ frac {v_ {max} \ szor [S]} {K_m + [S]}
a szubsztrát koncentrációjához[S]és a maximális sebességvmaxmegmondja, milyen gyors egy enzimatikus reakció. Amikor kiszámolodkmacska, írhat is
v_0 = \ frac {k_ {cat} \ szor [E] \ szor [S]} {K_m}
az enzim és a szubsztrát koncentrációinak reakciósebességének általános módszereként[E]és[S]ill.
Egyéb KCAT-egyenletmódszerek
Ezek a különböző egyenletek lehetővé teszik, hogy a kívánt célra a legmegfelelőbbet használja, legyen az a baktériumok szaporodásának sebessége, vagy az üzemanyagok és a gáz közötti gyújtási sebesség. Ezeket az egyenleteket akár kísérleti megfigyelések elméleti modellekkel és számításokkal történő kombinálásában is felhasználhatja. A reakciósebesség meghatározásának ezen különböző módszereivel megismerheti a Michaelis Menten egyenlet módszerek jelentőségét.
Akmacskaegyenlet szolgálja a létrehozás alapjátbioreaktorok. Ezek olyan rendszerek, amelyek lehetővé teszik a mikroorganizmusok optimális környezetben való növekedését, amely a lehető legtöbb terméket képes előállítani. A bioreaktorokat néhány ázsiai országban fermentált élelmiszerek készítéséhez is használják.
Általában nagyon nehéz vagy lehetetlen meghatározni a jelentésétKmtovábbi információk nélkül. A tudósok használják az aránytkcat / Kmannak mérésére, hogy egy enzim mennyire specifikusan és hatékonyan kötődik egy szubsztrátumhoz. Ez az arány, amely a specifitási állandó néven ismertkSP, lehetővé teszi a Michaelis-Menten egyenlet átalakítását as
v = \ frac {k_ {SP} [S]} {1+ \ frac {k_ {SP} [S]} {k_ {cat}}}
pontosabb értékeinek mérésérekSP.