Ферменты - это белки, которые снижают энергию активации химических реакций, но при этом не расходуются. Биологически ферменты - это важные молекулы, которые ускоряют реакции в метаболических системах. В результате кинетика ферментов изучает скорость реакции ферментов в различных химических условиях. Многие факторы влияют на скорость фермента. Концентрация субстрата, температура, ингибиторы и pH влияют на порог активности фермента в химической реакции. С помощью линейных соотношений, таких как график Лайнуивера-Берка, вы можете найти максимальную скорость фермента.
Легкость расчета Vmax на графике Лайнуивера-Берка
Начните с построения уравнения Михаэлиса-Ментен, чтобы получить кривую гиперболы. Затем используйте обратное уравнение Михаэлиса-Ментен, чтобы получить наклонную форму ферментной активности. Затем вы получите скорость активности фермента как 1 / Vo = Km / Vmax (1 / [S]) + 1 / Vmax, где Vo - начальная скорость, Km - константа диссоциации между субстратом и ферментом, Vmax - максимальная скорость, а S - концентрация субстрат.
Поскольку уравнение пересечения наклона связывает скорость с концентрацией субстрата, вы можете использовать типичный формула y = mx + b, где y - зависимая переменная, m - наклон, x - независимая переменная, а b - y-перехват. До появления специального компьютерного программного обеспечения вы использовали миллиметровую бумагу, чтобы провести линию. Теперь вы используете типичное программное обеспечение базы данных для построения уравнения. Итак, зная начальную скорость Vo и различные концентрации субстрата, вы можете построить прямую линию. Линейный график представляет наклон Km / Vmax и точку пересечения по оси Y 1 / Vmax. Затем используйте обратную величину точки пересечения по оси y, чтобы рассчитать Vmax активности фермента.
Использование графика Лайнуивера-Берка
Ингибиторы изменяют максимальный уровень активности фермента главным образом двумя способами: конкурентным и неконкурентным. Конкурентный ингибитор связывается с сайтом активации фермента, блокирующего субстрат. Таким образом, ингибитор конкурирует с субстратом за связывание с сайтом фермента. Допущение высокой концентрации конкурентного ингибитора обеспечивает связывание с сайтом. Следовательно, конкурентный ингибитор изменяет динамику ферментативной скорости. Во-первых, ингибитор изменяет наклон и точку пересечения по оси x Km, создавая гораздо более крутой наклон. Однако максимальная скорость Vmax остается неизменной.
С другой стороны, неконкурентный ингибитор связывается в другом сайте, чем сайт активации фермента, и не конкурирует с субстратом. Ингибитор модифицирует структурные компоненты сайта активации, предотвращая связывание субстрата или другой молекулы с сайтом. Это изменение влияет на сродство субстрата к ферменту. Неконкурентные ингибиторы изменяют наклон и точку пересечения по оси Y графика Лайнуивера-Берка, уменьшая Vmax и увеличивая точку пересечения по оси Y с более крутым наклоном. Однако пересечение по оси x остается прежним. Хотя график Лайнуивера-Берка полезен во многих отношениях, линейный график имеет ограничения. К сожалению, график начинает искажать скорости при очень высоких или низких концентрациях субстрата, создавая экстраполяцию на графике.