Enzymer er proteiner som arbeider for å senke aktiveringsenergien i kjemiske reaksjoner mens de ikke forbrukes i reaksjonen. Biologisk sett er enzymer essensielle molekyler som fremskynder reaksjonene i metabolske systemer. Som et resultat studerer enzymkinetikk reaksjonshastigheten til enzymer i forskjellige kjemiske omgivelser. Mange faktorer påvirker hastigheten til et enzym. Konsentrasjonen av et substrat, temperatur, hemmere og pH påvirker terskelen til et enzym i en kjemisk reaksjon. Ved hjelp av lineære forhold som Lineweaver-Burk-plottet, kan du finne den maksimale hastigheten til et enzym.
Enkel å beregne Vmax i Lineweaver-Burk Plot
Begynn med å tegne Michaelis-Menten-ligningen for å få en hyperbolkurve. Bruk deretter den gjensidige av Michaelis-Menten-ligningen for å oppnå en skråningsavskjæringsform av enzymaktiviteten. Deretter vil du få hastigheten på enzymaktiviteten som 1 / Vo = Km / Vmax (1 / [S]) + 1 / Vmax, der Vo er den opprinnelige hastigheten, Km er den dissosiasjonskonstant mellom substratet og enzymet, Vmax er maksimal hastighet, og S er konsentrasjonen av underlag.
Siden hellingsavskjæringslikningen relaterer hastigheten til konsentrasjonen av underlaget, kan du bruke det typiske formel for y = mx + b, hvor y er den avhengige variabelen, m er hellingen, x er den uavhengige variabelen, og b er den y-avskjæring. Før spesifikk dataprogramvare, vil du bruke grafpapir til å tegne linjen. Nå bruker du typisk databaseprogramvare for å plotte ligningen. Så når du kjenner starthastigheten, Vo og de forskjellige konsentrasjonene av substratet, kan du lage en rett linje. Linjeplottet representerer hellingen til Km / Vmax og y-skjæringspunktet til 1 / Vmax. Deretter bruker du den gjensidige av y-skjæringspunktet for å beregne Vmax av enzymaktiviteten.
Bruksområder for Lineweaver-Burk-tomten
Hemmere endrer maksimal hastighet på enzymaktiviteten hovedsakelig på to måter: konkurransedyktig og ikke-konkurransedyktig. En konkurransedyktig hemmer binder seg til aktiveringsstedet til et enzym som blokkerer substratet. På denne måten konkurrerer inhibitoren med substratet om å binde seg til enzymstedet. Å tillate høy konsentrasjon av den konkurransedyktige hemmeren sikrer binding til stedet. Derfor endrer den konkurransehemmende dynamikken i den enzymatiske hastigheten. For det første modifiserer inhibitoren skråningen og x-skjæringen Km og skaper en mye brattere skråning. Den maksimale hastigheten, Vmax, forblir imidlertid den samme.
På den annen side binder en ikke-konkurransedyktig hemmer på et annet sted enn aktiveringsstedet av enzymet og konkurrerer ikke med substratet. Inhibitoren modifiserer strukturelle komponenter i aktiveringsstedet som forhindrer at substratet eller et annet molekyl binder seg til stedet. Denne endringen påvirker substratets affinitet til enzymet. Ikke-konkurransedyktige hemmere endrer hellingen og y-skjæringspunktet til Lineweaver-Burk-plottet, og reduserer Vmax mens du øker y-skjæringen med en brattere skråning. Imidlertid forblir x-skjæringspunktet det samme. Mens Lineweaver-Burk-plottet er nyttig på mange måter, har linjeplottet begrensninger. Dessverre begynner plottet å forvrenge hastigheter ved veldig høye eller lave substratkonsentrasjoner, og skaper ekstrapoleringer på plottet.