Gli enzimi sono proteine che lavorano per abbassare l'energia di attivazione nelle reazioni chimiche mentre non vengono consumati nella reazione. Biologicamente, gli enzimi sono molecole essenziali che accelerano le reazioni nei sistemi metabolici. Di conseguenza, la cinetica enzimatica studia la velocità di reazione degli enzimi in vari ambienti chimici. Molti fattori influenzano la velocità di un enzima. La concentrazione di un substrato, la temperatura, gli inibitori e il pH influenzano la soglia di un enzima in una reazione chimica. Con l'aiuto di relazioni lineari come il grafico Lineweaver-Burk, puoi trovare la velocità massima di un enzima.
Facilità di calcolo del Vmax in Lineweaver-Burk Plot
Inizia tracciando l'equazione di Michaelis-Menten per ottenere una curva iperbole. Quindi, utilizzare il reciproco dell'equazione di Michaelis-Menten per ottenere una forma di intercettazione pendenza dell'attività enzimatica. Successivamente, otterrai il tasso di attività enzimatica come 1/Vo = Km/Vmax (1/[S]) + 1/Vmax, dove Vo è il tasso iniziale, Km è il costante di dissociazione tra il substrato e l'enzima, Vmax è la velocità massima e S è la concentrazione del substrato.
Poiché l'equazione pendenza-intercetta mette in relazione la velocità con la concentrazione del substrato, è possibile utilizzare il tipico formula di y = mx + b, dove y è la variabile dipendente, m è la pendenza, x è la variabile indipendente e b è la y-intercetta. Prima di un software specifico per computer, avresti usato la carta millimetrata per disegnare la linea. Ora, usi un tipico software di database per tracciare l'equazione. Quindi, conoscendo la velocità iniziale, Vo, e le varie concentrazioni del substrato, puoi creare una linea retta. Il grafico a linee rappresenta la pendenza di Km/Vmax e l'intercetta y di 1/Vmax. Quindi, utilizzare il reciproco dell'intercetta y per calcolare il Vmax dell'attività enzimatica.
Usi per il diagramma Lineweaver-Burk
Gli inibitori alterano la velocità massima dell'attività enzimatica principalmente in due modi: competitivo e non competitivo. Un inibitore competitivo si lega al sito di attivazione di un enzima bloccando il substrato. In questo modo, l'inibitore compete con il substrato per legarsi al sito dell'enzima. Consentire un'elevata concentrazione dell'inibitore competitivo garantisce il legame al sito. Quindi, l'inibitore competitivo cambia la dinamica del tasso enzimatico. Innanzitutto, l'inibitore modifica la pendenza e l'intercetta x Km creando una pendenza molto più ripida. Tuttavia, la velocità massima, Vmax, rimane la stessa.
D'altra parte, un inibitore non competitivo si lega in un sito diverso dal sito di attivazione dell'enzima e non compete con il substrato. L'inibitore modifica i componenti strutturali del sito di attivazione impedendo al substrato o ad un'altra molecola di legarsi al sito. Questo cambiamento influisce sull'affinità del substrato con l'enzima. Gli inibitori non competitivi modificano la pendenza e l'intercetta y del grafico Lineweaver-Burk, diminuendo la Vmax mentre aumentano l'intercetta y con una pendenza più ripida. Tuttavia, l'intercetta x rimane la stessa. Mentre il grafico Lineweaver-Burk è utile in molti modi, il grafico a linee ha dei limiti. Sfortunatamente, il grafico inizia a distorcere i tassi a concentrazioni di substrato molto alte o basse, creando estrapolazioni sul grafico.