Tudi najmanjše molekule ali organizmi s hitrim časom razmnoževanja lahko dolgo trajajo, da ustvarijo tisto, kar želite preučiti. Pri bakterijah v petrijevki je hitrost reakcije odvisna od količine reaktanta in prisotnosti encimov. Ne glede na to lahko z enačbami določimo hitrost teh biokemičnih reakcij.
Kinematika encimov
V kemijihitrosti reakcijeso opisani z uporabok vrednostiki merijo, kako hitro pride do reakcije reaktantov na proizvode. Za reakcije, ki uporabljajo katalizatorje, biološke spojine, ki pospešujejo hitrost reakcije, hitrost,kmačka, vam omogoča, da določite največjo hitrost reakcije. Thenajvečja hitrost reakcije, Vmaks, pove, koliko molekul se pretvori v produkt reakcije, ko se encim popolnoma raztopi.
Encimi te visoke hitrosti dosežejo tako, da znižajo aktivacijsko energijo reakcije, tj. Količino energije, ki je potrebna za reakcijo. Ko se encim veže na substrat, molekulo ali spojine, ki jih opazujete, tvori kompleks encim-substrat. Ne vplivajo neposredno na količino reaktanta ali spojin izdelkov, ki jih imate, pa tudi odvisni od drugih dejavnikov, kot so koncentracija encima, temperatura pH in jakost med ionskimi obveznice.
Enačba KCAT
Hitrost reakcije vam omogoča, da napišete enačbe, da ugotovite, kako različne količine reaktantov vodijo do tega, koliko izdelkov imate. Za osnovno reakcijoxA + yB → zC(to je pretvorbaxmoliAsymoliBdonosizmoliC), bi bila enačba stopnje
r = k [A] ^ m \ krat [B] ^ n
za hitrost reakcijer,konstanta hitrostikin molskih koncentracijahAinBoznačena z oklepaji. M innso eksponenti, ki jih določite s poskusi, ki merijo, kako hitro pride do reakcije. F
Za poseben primer encimsko katalizirane reakcije začetna hitrostv0je
v_0 = \ frac {k_ {mačka}} {K_m}
za začetno hitrost reakcijev0. Ta hitrost pove hitrost katalize pri temkmačkaformula.Kmali jeKonstanta Michaelis-Menten, ki ga lahko poskusno izmerite ali izračunate kot koncentracijo substrata pri polovici največje hitrosti.
Konstanta dobi ime poEnačba Michaelis-Menten
v_0 = \ frac {v_ {max} \ krat [S]} {K_m + [S]}
za koncentracijo substrata[S]in največjo hitrostjovmakspove, kako hitro encimska reakcija. Ko računatekmačka, lahko tudi pišete
v_0 = \ frac {k_ {mačka} \ krat [E] \ krat [S]} {K_m}
kot splošna metoda reakcijske hitrosti za koncentracije encima in substrata[E]in[S]oziroma.
Druge metode enačbe KCAT
Te različne enačbe vam omogočajo, da uporabite tisto, ki je najprimernejša za kakršen koli namen, ne glede na to, ali gre za hitrost razmnoževanja bakterij ali stopnjo vžiga med gorivi in plinom. Te enačbe lahko celo uporabite pri kombiniranju eksperimentalnih opazovanj s teoretičnimi modeli in izračuni. S pomočjo različnih načinov določanja hitrosti reakcije lahko spoznate pomen metod enačbe Michaelisa Mentena.
Thekmačkaenačba je osnova za ustvarjanjebioreaktorji. To so sistemi, ki mikroorganizmom omogočajo, da rastejo v optimalnem okolju, ki lahko proizvede čim več izdelkov. Bioreaktorji se v nekaterih azijskih državah uporabljajo celo za pripravo fermentirane hrane.
Na splošno je zelo težko ali nemogoče določiti pomenKmbrez več informacij. Znanstveniki uporabljajo razmerjekcat / kmza merjenje, kako natančno in učinkovito se encim veže na substrat. To razmerje, znano kot konstanta specifičnostikSP, vam omogoča, da spremenite Michaelis-Mentenovo enačbo kot
v = \ frac {k_ {SP} [S]} {1+ \ frac {k_ {SP} [S]} {k_ {mačka}}}
za merjenje natančnejših vrednostikSP.