Encimi so beljakovine, ki delujejo na zniževanje aktivacijske energije v kemijskih reakcijah, vendar se pri reakciji ne porabijo. Biološko so encimi bistvene molekule, ki pospešujejo reakcije v presnovnih sistemih. Kot rezultat, encimska kinetika preučuje hitrost reakcije encimov v različnih kemijskih okoljih. Številni dejavniki vplivajo na hitrost encima. Koncentracija substrata, temperatura, zaviralci in pH vplivajo na prag encima v kemijski reakciji. S pomočjo linearnih razmerij, kot je ploskev Lineweaver-Burk, lahko najdete največjo stopnjo encima.
Enostavnost izračuna Vmax v Lineweaver-Burk Plot
Začnite z načrtovanjem Michaelis-Mentenove enačbe, da dobite hiperbolo krivuljo. Nato uporabite vzajemno enačbo Michaelis-Menten, da dobite naklonsko prerezano obliko encimske aktivnosti. Nato boste dobili stopnjo aktivnosti encimov kot 1 / Vo = Km / Vmax (1 / [S]) + 1 / Vmax, kjer je Vo začetna hitrost, Km je disociacijska konstanta med substratom in encimom, Vmax je največja hitrost, S pa koncentracija substrat.
Ker enačba preloma naklona povečuje hitrost s koncentracijo podlage, lahko uporabite tipično formula y = mx + b, kjer je y odvisna spremenljivka, m naklon, x neodvisna spremenljivka in b y-prestrezanje. Pred določeno računalniško programsko opremo bi črto črtali z milimetrskim papirjem. Zdaj za načrtovanje enačbe uporabljate tipično programsko opremo zbirke podatkov. Torej, če poznate začetno hitrost, Vo in različne koncentracije substrata, lahko ustvarite ravno črto. Črtna ploskev predstavlja naklon Km / Vmax in presek y 1 / Vmax. Nato uporabite vzajemno vrednost intervala y za izračun Vmax aktivnosti encima.
Uporabe za Lineweaver-Burk Plot
Zaviralci spremenijo največjo stopnjo aktivnosti encimov predvsem na dva načina: konkurenčno in nekonkurenčno. Konkurenčni inhibitor se veže na aktivacijsko mesto encima, ki blokira substrat. Na ta način inhibitor tekmuje s substratom, da se veže na mesto encima. Omogočanje visoke koncentracije konkurenčnega zaviralca zagotavlja vezavo na mesto. Konkurenčni zaviralec torej spremeni dinamiko stopnje encimov. Prvič, inhibitor spremeni naklon in x-intercept Km, kar ustvari veliko bolj strm naklon. Vendar najvišja stopnja Vmax ostane enaka.
Po drugi strani pa se nekonkurenčni inhibitor veže na drugačnem mestu kot aktivacijsko mesto encima in ne konkurira substratu. Inhibitor spreminja strukturne komponente aktivacijskega mesta, kar preprečuje, da bi se substrat ali druga molekula vezala na to mesto. Ta sprememba vpliva na afiniteto substrata do encima. Nekonkurenčni zaviralci spremenijo naklon in y-presek ploskve Lineweaver-Burk, zmanjšajo Vmax, hkrati pa povečajo y-prerez z bolj strmim naklonom. Vendar presek x ostane enak. Čeprav je ploskev Lineweaver-Burk v več pogledih koristna, ima linijski načrt omejitve. Na žalost ploskev začne izkrivljati stopnje pri zelo visokih ali nizkih koncentracijah substrata, kar ustvarja ekstrapolacije na ploskvi.