วิธีการคำนวณ KCAT และ VMAX

แม้แต่โมเลกุลหรือสิ่งมีชีวิตที่เล็กที่สุดที่มีเวลาการสืบพันธุ์ที่รวดเร็วก็อาจใช้เวลานานในการผลิตสิ่งที่คุณต้องการศึกษา สำหรับแบคทีเรียในจานเพาะเชื้อ ความเร็วของปฏิกิริยาขึ้นอยู่กับปริมาณสารตั้งต้นที่มีอยู่และการมีอยู่ของเอนไซม์ ไม่ว่าในกรณีใด คุณสามารถใช้สมการเพื่อกำหนดความเร็วของปฏิกิริยาทางชีวเคมีเหล่านี้ได้

จลนศาสตร์ของเอนไซม์

ในวิชาเคมีอัตราการเกิดปฏิกิริยาอธิบายโดยใช้k ค่าที่วัดความเร็วของปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นจากสารตั้งต้นสู่ผลิตภัณฑ์ สำหรับปฏิกิริยาที่ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา สารประกอบชีวภาพที่เร่งอัตราการเกิดปฏิกิริยา อัตราkแมวช่วยให้คุณกำหนดความเร็วสูงสุดของปฏิกิริยาได้ ดิอัตราการเกิดปฏิกิริยาสูงสุด​, ​วีmaxบอกคุณว่ามีการแปลงโมเลกุลกี่ตัวเป็นผลคูณของปฏิกิริยาเมื่อเอนไซม์ละลายตัวเองเต็มที่

เอ็นไซม์บรรลุความเร็วสูงเหล่านี้โดยการลดพลังงานกระตุ้นของปฏิกิริยา ซึ่งเป็นปริมาณพลังงานที่จำเป็นสำหรับปฏิกิริยาที่จะเกิดขึ้น เมื่อเอ็นไซม์จับกับซับสเตรต โมเลกุลหรือสารประกอบที่คุณกำลังสังเกต จะสร้างสารเชิงซ้อนของเอ็นไซม์-ซับสเตรต ไม่ส่งผลโดยตรงต่อปริมาณสารตั้งต้นหรือสารประกอบของผลิตภัณฑ์ที่คุณมี และยัง ขึ้นอยู่กับปัจจัยอื่นๆ เช่น ความเข้มข้นของเอนไซม์ อุณหภูมิ pH และความแข็งแรงระหว่างไอออนิก พันธบัตร

instagram story viewer

สมการ KCAT

อัตราการเกิดปฏิกิริยาช่วยให้คุณเขียนสมการเพื่อกำหนดว่าปริมาณสารตั้งต้นที่แตกต่างกันนำไปสู่ปริมาณผลิตภัณฑ์ที่คุณมีมากน้อยเพียงใด สำหรับปฏิกิริยาพื้นฐานของxA + yB → zC(นั่นคือการแปลงxไฝของอากับyไฝของบีผลผลิตzไฝของ) สมการอัตราจะเป็น

r=k[A]^m\times[B]^n

สำหรับอัตราการเกิดปฏิกิริยาร,อัตราคงที่kและความเข้มข้นของกรามของอาและบีแสดงโดยวงเล็บ เอ็มและเป็นเลขชี้กำลังที่คุณกำหนดได้จากการทดลองที่วัดว่าปฏิกิริยาเกิดขึ้นเร็วแค่ไหน F

สำหรับกรณีเฉพาะของปฏิกิริยาเร่งปฏิกิริยาด้วยเอนไซม์ ความเร็วเริ่มต้น theวี0คือ

v_0=\frac{k_{cat}}{K_m}

สำหรับความเร็วปฏิกิริยาเริ่มต้นวี0. ความเร็วนี้บอกคุณถึงอัตราการเร่งปฏิกิริยาในสิ่งนี้kแมวสูตร.Kคือมิคาเอลิส-เมนเทน ค่าคงที่ซึ่งคุณสามารถวัดในการทดลองหรือคำนวณเป็นความเข้มข้นของสารตั้งต้นที่ครึ่งหนึ่งของความเร็วสูงสุด

ค่าคงที่ได้ชื่อมาจากสมการมิคาเอลิส-เมนเทนten

v_0=\frac{v_{max}\times[S]}{K_m+[S]}

สำหรับความเข้มข้นของสารตั้งต้น[ส]และความเร็วสูงสุดวีmaxบอกคุณว่าปฏิกิริยาของเอนไซม์เร็วแค่ไหน เมื่อคุณคำนวณkแมวคุณยังสามารถเขียน

v_0=\frac{k_{cat}\times [E]\times [S]}{K_m}

เป็นวิธีการทั่วไปของอัตราการเกิดปฏิกิริยาสำหรับความเข้มข้นของเอนไซม์และซับสเตรต[E]และ[ส]ตามลำดับ

วิธีสมการ KCAT อื่นๆ 

สมการต่างๆ เหล่านี้ช่วยให้คุณใช้สมการที่เหมาะสมที่สุดสำหรับจุดประสงค์ใดก็ได้ ไม่ว่าจะเป็นอัตราการแพร่พันธุ์ของแบคทีเรียหรืออัตราการจุดไฟระหว่างเชื้อเพลิงและก๊าซ คุณสามารถใช้สมการเหล่านี้ในการรวมทั้งการสังเกตเชิงทดลองกับแบบจำลองทางทฤษฎีและการคำนวณ คุณสามารถเรียนรู้เกี่ยวกับความสำคัญของวิธีสมการของ Michaelis Menten ได้จากวิธีกำหนดอัตราการเกิดปฏิกิริยาแบบต่างๆ เหล่านี้

ดิkแมวสมการทำหน้าที่เป็นพื้นฐานสำหรับการสร้างเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพ. สิ่งเหล่านี้คือระบบที่ช่วยให้จุลินทรีย์เติบโตในสภาพแวดล้อมที่เหมาะสม ซึ่งสามารถผลิตผลิตภัณฑ์ได้มากที่สุด เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพยังใช้ในการปรุงอาหารหมักในบางประเทศในเอเชีย

โดยทั่วไปเป็นเรื่องยากหรือเป็นไปไม่ได้ที่จะกำหนดความหมายของKโดยไม่มีข้อมูลเพิ่มเติม นักวิทยาศาสตร์ใช้อัตราส่วนkcat/กมเพื่อวัดว่าเอนไซม์จับกับสารตั้งต้นได้อย่างไรโดยเฉพาะและมีประสิทธิภาพ อัตราส่วนนี้เรียกว่าค่าคงที่ความจำเพาะkSPให้คุณปฏิรูปสมการมิคาเอลิส-เมนเทนเป็น

v=\frac{k_{SP}[S]}{1+\frac{k_{SP}[S]}{k_{cat}}}

เพื่อวัดค่าที่แม่นยำยิ่งขึ้นของkSP​.

Teachs.ru
  • แบ่งปัน
instagram viewer