เอนไซม์คือโปรตีนที่ทำงานเพื่อลดพลังงานกระตุ้นในปฏิกิริยาเคมีในขณะที่ไม่ถูกบริโภคในปฏิกิริยา ในทางชีววิทยา เอ็นไซม์เป็นโมเลกุลสำคัญที่เร่งปฏิกิริยาในระบบเมแทบอลิซึม เป็นผลให้จลนพลศาสตร์ของเอนไซม์ศึกษาอัตราการเกิดปฏิกิริยาของเอนไซม์ในการตั้งค่าทางเคมีต่างๆ มีหลายปัจจัยที่ส่งผลต่อความเร็วของเอนไซม์ ความเข้มข้นของซับสเตรต อุณหภูมิ สารยับยั้ง และ pH ส่งผลต่อขีดจำกัดของเอนไซม์ในปฏิกิริยาเคมี ด้วยความช่วยเหลือของความสัมพันธ์เชิงเส้น เช่น พล็อต Lineweaver-Burk คุณสามารถหาอัตราสูงสุดของเอนไซม์ได้
ง่ายต่อการคำนวณ Vmax ใน Lineweaver-Burk Plot
เริ่มต้นด้วยการพลอตสมการมิคาเอลิส-เมนเทนเพื่อให้ได้เส้นโค้งอติพจน์ จากนั้น ใช้ส่วนกลับของสมการ Michaelis-Menten เพื่อให้ได้รูปแบบความชัน-ค่าตัดขวางของกิจกรรมของเอนไซม์ ต่อไปคุณจะได้อัตราการทำงานของเอนไซม์เป็น 1/Vo = Km/Vmax (1/[S]) + 1/Vmax โดยที่ Vo คืออัตราเริ่มต้น Km คือ ค่าคงที่การแยกตัวระหว่างซับสเตรตและเอ็นไซม์ Vmax คืออัตราสูงสุด และ S คือความเข้มข้นของ พื้นผิว
เนื่องจากสมการความชัน-ค่าตัดขวางสัมพันธ์กับอัตรากับความเข้มข้นของสารตั้งต้น คุณจึงใช้ค่าปกติได้ สูตรของ y = mx + b โดยที่ y คือตัวแปรตาม m คือความชัน x คือตัวแปรอิสระ และ b คือ y-สกัดกั้น ก่อนใช้ซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์เฉพาะ คุณจะต้องใช้กระดาษกราฟวาดเส้น ตอนนี้ คุณใช้ซอฟต์แวร์ฐานข้อมูลทั่วไปเพื่อพล็อตสมการ ดังนั้น เมื่อทราบอัตราเริ่มต้น Vo และความเข้มข้นต่างๆ ของซับสเตรต คุณสามารถสร้างเส้นตรงได้ พล็อตเส้นแสดงถึงความชันของ Km/Vmax และจุดตัดแกน y ของ 1/Vmax ต่อไป ใช้ส่วนกลับของจุดตัด y เพื่อคำนวณ Vmax ของกิจกรรมของเอนไซม์
ใช้สำหรับพล็อต Lineweaver-Burk
สารยับยั้งจะเปลี่ยนอัตราสูงสุดของกิจกรรมของเอนไซม์เป็นหลักในสองวิธี: แบบแข่งขันและไม่แข่งขัน ตัวยับยั้งการแข่งขันจะจับกับบริเวณกระตุ้นการทำงานของเอนไซม์ที่ขัดขวางสารตั้งต้น ด้วยวิธีนี้ ตัวยับยั้งจะแข่งขันกับซับสเตรตเพื่อจับกับไซต์ของเอนไซม์ การยอมให้มีความเข้มข้นสูงของตัวยับยั้งการแข่งขันทำให้แน่ใจได้ว่ามีการผูกมัดกับไซต์ ดังนั้นตัวยับยั้งการแข่งขันจะเปลี่ยนพลวัตของอัตราเอนไซม์ อย่างแรก ตัวยับยั้งจะปรับเปลี่ยนความชันและ x-intercept Km ทำให้เกิดความชันมากขึ้น อย่างไรก็ตาม อัตราสูงสุด Vmax ยังคงเท่าเดิม
ในทางกลับกัน ตัวยับยั้งที่ไม่สามารถแข่งขันได้จะจับที่ตำแหน่งที่แตกต่างจากไซต์กระตุ้นของเอนไซม์และไม่แข่งขันกับซับสเตรต ตัวยับยั้งปรับเปลี่ยนส่วนประกอบโครงสร้างของตำแหน่งกระตุ้นซึ่งป้องกันซับสเทรตหรือโมเลกุลอื่นจากการจับกับตำแหน่ง การเปลี่ยนแปลงนี้ส่งผลต่อความสัมพันธ์ของซับสเตรตกับเอนไซม์ สารยับยั้งที่ไม่สามารถแข่งขันได้จะเปลี่ยนความชันและจุดตัด y ของพล็อต Lineweaver-Burk โดยลด Vmax ในขณะที่เพิ่มจุดตัด y ด้วยความชันที่ชันกว่า อย่างไรก็ตาม การสกัดกั้น x ยังคงเหมือนเดิม แม้ว่าพล็อต Lineweaver-Burk จะมีประโยชน์ในหลาย ๆ ด้าน แต่การพล็อตบรรทัดก็มีข้อจำกัด น่าเสียดายที่โครงเรื่องเริ่มบิดเบือนอัตราที่ความเข้มข้นของสารตั้งต้นที่สูงมากหรือต่ำมาก ทำให้เกิดการคาดการณ์บนโครงเรื่อง