As enzimas são proteínas que atuam para diminuir a energia de ativação em reações químicas, embora não sejam consumidas na reação. Biologicamente, as enzimas são moléculas essenciais que aceleram as reações nos sistemas metabólicos. Como resultado, a cinética enzimática estuda a taxa de reação das enzimas em vários ambientes químicos. Muitos fatores afetam a velocidade de uma enzima. A concentração de um substrato, temperatura, inibidores e pH influenciam o limiar de uma enzima em uma reação química. Com a ajuda de relações lineares, como o gráfico Lineweaver-Burk, você pode encontrar a taxa máxima de uma enzima.
Facilidade de calcular o Vmax no gráfico Lineweaver-Burk
Comece traçando a equação de Michaelis-Menten para obter uma curva de hipérbole. Em seguida, use o recíproco da equação de Michaelis-Menten para obter uma forma de declive-interceptação da atividade da enzima. A seguir, você obterá a taxa de atividade da enzima como 1 / Vo = Km / Vmax (1 / [S]) + 1 / Vmax, onde Vo é a taxa inicial, Km é o constante de dissociação entre o substrato e a enzima, Vmax é a taxa máxima e S é a concentração do substrato.
Uma vez que a equação declive-interceptação relaciona a taxa com a concentração do substrato, você pode usar o típico fórmula de y = mx + b, onde y é a variável dependente, m é a inclinação, x é a variável independente e b é o interceptação y. Antes do software de computador específico, você usaria papel milimetrado para traçar a linha. Agora, você usa um software de banco de dados típico para plotar a equação. Portanto, conhecendo a taxa inicial, Vo, e as várias concentrações do substrato, você pode criar uma linha reta. O gráfico de linha representa a inclinação de Km / Vmax e a interceptação y de 1 / Vmax. Em seguida, use o recíproco da interceptação y para calcular o Vmax da atividade da enzima.
Usos para o enredo Lineweaver-Burk
Os inibidores alteram a taxa máxima da atividade enzimática principalmente de duas maneiras: competitivamente e não competitivamente. Um inibidor competitivo se liga ao local de ativação de uma enzima que bloqueia o substrato. Desta forma, o inibidor compete com o substrato para se ligar ao local da enzima. Permitir alta concentração do inibidor competitivo garante a ligação ao local. Conseqüentemente, o inibidor competitivo altera a dinâmica da taxa enzimática. Primeiro, o inibidor modifica a inclinação e o Km de interceptação x criando uma inclinação muito mais acentuada. No entanto, a taxa máxima, Vmax, permanece a mesma.
Por outro lado, um inibidor não competitivo liga-se a um local diferente do local de ativação da enzima e não compete com o substrato. O inibidor modifica os componentes estruturais do local de ativação, evitando que o substrato ou outra molécula se ligue ao local. Essa mudança afeta a afinidade do substrato para a enzima. Os inibidores não competitivos alteram a inclinação e a interceptação y do gráfico Lineweaver-Burk, diminuindo o Vmax e aumentando a interceptação y com uma inclinação mais acentuada. No entanto, a interceptação x permanece a mesma. Embora o gráfico Lineweaver-Burk seja útil de várias maneiras, o gráfico de linhas tem limitações. Infelizmente, o gráfico começa a distorcer as taxas em concentrações de substrato muito altas ou baixas, criando extrapolações no gráfico.