複製時間が短い最小の分子や生物でさえ、研究したいものを生成するのに長い時間がかかる可能性があります。 ペトリ皿内のバクテリアの場合、反応の速度は、反応物の量と酵素の存在に依存します。 いずれの場合でも、方程式を使用してこれらの生化学反応の速度を決定できます。
酵素反応速度論
化学では、反応速度を使用して説明されていますk値反応物から生成物への反応の速さを測定します。 触媒を使用する反応の場合、反応速度を加速する生物学的化合物、速度、kネコ、反応の最大速度を決定できます。 ザ・最大反応速度, V最大は、酵素が完全に溶解したときに反応の生成物に変換される分子の数を示します。
酵素は、反応の活性化エネルギー、つまり反応が起こるのに必要なエネルギー量を下げることによって、これらの高速を達成します。 酵素が基質、観察している分子または化合物に結合すると、酵素-基質複合体を形成します。 それらはあなたが持っている反応物や生成物の化合物の量に直接影響を与えません、そしてそれらはまた 酵素の濃度、温度、pH、イオン間の強度などの他の要因に依存します 絆。
KCAT方程式
反応速度を使用すると、方程式を記述して、さまざまな量の反応物がどの程度の生成物を持っているかを判断できます。 の基本的な反応についてxA + yB→zC（つまり、変換バツのモルAとyのモルB収量zのモルC）、反応速度式は次のようになります
r = k [A] ^ m \ times [B] ^ n
反応速度についてr、速度定数kおよびのモル濃度AそしてB括弧で示されます。 Mとnは、反応が発生する速度を測定する実験を通じて決定する指数です。 F
酵素触媒反応の特定のケースでは、初速度v0です
v_0 = \ frac {k_ {cat}} {K_m}
初期反応速度v0. この速度は、これにおける触媒作用の速度を示しますkネコ式。Kmそれはミカエリス・メンテン定数、実験的に測定するか、最大速度の半分での基質濃度として計算することができます。
定数は、からその名前を取得しますミカエリス・メンテン方程式
v_0 = \ frac {v_ {max} \ times [S]} {K_m + [S]}
基質濃度について[S]と最大速度v最大酵素反応の速さを教えてくれます。 あなたが計算するときkネコ、あなたも書くことができます
v_0 = \ frac {k_ {cat} \ times [E] \ times [S]} {K_m}
酵素と基質の濃度の反応速度の一般的な方法として[E]そして[S]、それぞれ。
その他のKCAT方程式の方法
これらのさまざまな方程式により、バクテリアの繁殖速度であれ、燃料とガス間の着火速度であれ、必要な目的に最も適した方程式を使用できます。 これらの方程式を使用して、実験的観測と理論モデルおよび計算の両方を組み合わせることができます。 反応速度を定義するこれらのさまざまな方法を通じて、ミカエリスメンテン方程式法の重要性について学ぶことができます。
ザ・kネコ方程式は作成の基礎を提供しますバイオリアクター. これらは、微生物を最適な環境で成長させ、可能な限り多くの製品を生産できるシステムです。 バイオリアクターは、一部のアジア諸国では発酵食品の製造にも使用されています。
一般に、の意味を判断することは非常に困難または不可能です。Km詳細情報なし。 科学者は比率を使用しますkcat / Km酵素が基質とどの程度特異的かつ効率的に結合するかを測定します。 特異性定数として知られるこの比率kSP、ミカエリスメンテン方程式を次のように再定式化できます
v = \ frac {k_ {SP} [S]} {1+ \ frac {k_ {SP} [S]} {k_ {cat}}}
より正確な値を測定するにはkSP.