אנזימים הם חלבונים הפועלים להורדת אנרגית ההפעלה בתגובות כימיות תוך שהם לא נצרכים בתגובה. מבחינה ביולוגית, אנזימים הם מולקולות חיוניות המזרזים את התגובות במערכות מטבוליות. כתוצאה מכך, קינטיקת האנזים חוקרת את קצב התגובה של האנזימים במצבים כימיים שונים. גורמים רבים משפיעים על מהירות האנזים. ריכוז המצע, הטמפרטורה, המעכבים וה- pH משפיעים על סף האנזים בתגובה כימית. בעזרת קשרים לינאריים כמו עלילת Lineweaver-Burk, אתה יכול למצוא את הקצב המרבי של אנזים.
קלות חישוב ה- Vmax בעלילת Lineweaver-Burk
התחל בתכנון משוואת מיכאליס-מנטן כדי לקבל עקומת יתר. לאחר מכן, השתמש בהדדי של משוואת מיכאליס-מנטן כדי להשיג צורת יירוט שיפוע של פעילות האנזים. לאחר מכן, תקבל את קצב פעילות האנזים כ 1 / Vo = Km / Vmax (1 / [S]) + 1 / Vmax, כאשר Vo הוא הקצב ההתחלתי, Km הוא קבוע דיסוציאציה בין המצע לאנזים, Vmax הוא הקצב המקסימלי, ו- S הוא ריכוז ה- מצע.
מכיוון שמשוואת יירוט השיפוע מתייחסת לקצב לריכוז המצע, ניתן להשתמש במאפיין האופייני הנוסחה של y = mx + b, כאשר y הוא המשתנה התלוי, m הוא השיפוע, x הוא המשתנה הבלתי תלוי, ו- b הוא יירוט y. לפני תוכנת מחשב ספציפית, היית משתמש בנייר גרף כדי לשרטט את הקו. עכשיו אתה משתמש בתוכנת מסד נתונים טיפוסית כדי לשרטט את המשוואה. לכן, בידיעת הקצב ההתחלתי, ה- Vo והריכוז השונה של המצע, תוכלו ליצור קו ישר. עלילת הקו מייצגת את שיפוע Km / Vmax ואת יירוט ה- y של 1 / Vmax. לאחר מכן, השתמש בהדדי של יירוט ה- y כדי לחשב את ה- Vmax של פעילות האנזים.
שימושים לחלקת Lineweaver-Burk
מעכבים משנים את הקצב המקסימלי של פעילות האנזים בעיקר בשתי דרכים: תחרותית ולא תחרותית. מעכב תחרותי נקשר לאתר ההפעלה של אנזים החוסם את המצע. באופן זה, המעכב מתחרה במצע להיקשר לאזור האנזים. מתן אפשרות לריכוז גבוה של המעכב התחרותי מבטיח את הכריכה לאתר. לפיכך, המעכב התחרותי משנה את הדינמיקה של הקצב האנזימטי. ראשית, המעכב משנה את המדרון ואת ה- X- יירוט Km ויוצר מדרון תלול בהרבה. עם זאת, התעריף המרבי, Vmax, נשאר זהה.
מצד שני, מעכב שאינו תחרותי נקשר במקום אחר מאשר אתר ההפעלה של האנזים ואינו מתחרה במצע. המעכב משנה את המרכיבים המבניים של אתר ההפעלה המונע את התחברות המצע או מולקולה אחרת לאתר. שינוי זה משפיע על זיקת המצע לאנזים. מעכבים שאינם תחרותיים משנים את המדרון ואת יירוט ה- y של חלקת Lineweaver-Burk, ומקטינים את ה- Vmax תוך הגדלת יירוט ה- Y בשיפוע תלול יותר. עם זאת, יירוט ה- x נשאר זהה. בעוד שעלילת Lineweaver-Burk שימושית מבחינות רבות, לעלילת הקו יש מגבלות. למרבה הצער, העלילה מתחילה לעוות קצב בריכוזי מצע גבוהים או נמוכים מאוד, ויוצרת אקסטרפולציות על העלילה.