Enzimler, reaksiyonda tüketilmeden kimyasal reaksiyonlarda aktivasyon enerjisini düşürmeye çalışan proteinlerdir. Biyolojik olarak enzimler, metabolik sistemlerdeki reaksiyonları hızlandıran temel moleküllerdir. Sonuç olarak, enzim kinetiği, çeşitli kimyasal ortamlarda enzimlerin reaksiyon hızını inceler. Bir enzimin hızını birçok faktör etkiler. Bir substratın konsantrasyonu, sıcaklık, inhibitörler ve pH, bir kimyasal reaksiyonda bir enzimin eşiğini etkiler. Lineweaver-Burk grafiği gibi doğrusal ilişkilerin yardımıyla bir enzimin maksimum oranını bulabilirsiniz.
Lineweaver-Burk Grafiğinde Vmax Hesaplama Kolaylığı
Bir hiperbol eğrisi elde etmek için Michaelis-Menten denklemini çizerek başlayın. Ardından, enzim aktivitesinin eğim-kesişim formunu elde etmek için Michaelis-Menten denkleminin tersini kullanın. Daha sonra, enzim aktivite hızını 1/Vo = Km/Vmax (1/[S]) + 1/Vmax olarak elde edeceksiniz, burada Vo başlangıç hızı, Km ise substrat ve enzim arasındaki ayrışma sabiti, Vmax maksimum hızdır ve S, maddenin konsantrasyonudur. substrat.
Eğim-kesişim denklemi, oranı substratın konsantrasyonuyla ilişkilendirdiğinden, tipik olanı kullanabilirsiniz. y = mx + b formülü, burada y bağımlı değişken, m eğim, x bağımsız değişken ve b y-kesişim. Belirli bir bilgisayar yazılımından önce, çizgiyi çizmek için grafik kağıdı kullanırdınız. Şimdi, denklemi çizmek için tipik bir veritabanı yazılımı kullanıyorsunuz. Böylece, başlangıç hızını, Vo'yu ve alt tabakanın çeşitli konsantrasyonunu bilerek, düz bir çizgi oluşturabilirsiniz. Çizgi grafiği, Km/Vmax'ın eğimini ve 1/Vmax'ın y-kesişimini temsil eder. Ardından, enzim aktivitesinin Vmax'ını hesaplamak için y-kesişiminin tersini kullanın.
Lineweaver-Burk Grafiğinin Kullanım Alanları
İnhibitörler, enzim aktivitesinin maksimum hızını esas olarak iki şekilde değiştirir: rekabetçi ve rekabetçi olmayan. Rekabetçi bir inhibitör, substratı bloke eden bir enzimin aktivasyon bölgesine bağlanır. Bu şekilde inhibitör, enzim bölgesine bağlanmak için substrat ile rekabet eder. Rekabetçi inhibitörün yüksek konsantrasyonuna izin vermek, siteye bağlanmayı sağlar. Bu nedenle, rekabetçi inhibitör, enzimatik hızın dinamiklerini değiştirir. İlk olarak, inhibitör eğimi değiştirir ve x-kesişim Km'yi çok daha dik bir eğim oluşturarak değiştirir. Ancak maksimum hız olan Vmax aynı kalır.
Öte yandan, rekabetçi olmayan bir inhibitör, enzimin aktivasyon bölgesinden farklı bir bölgeye bağlanır ve substrat ile rekabet etmez. İnhibitör, substratın veya başka bir molekülün bölgeye bağlanmasını önleyerek aktivasyon bölgesinin yapısal bileşenlerini değiştirir. Bu değişiklik, substratın enzime afinitesini etkiler. Rekabetçi olmayan inhibitörler Lineweaver-Burk grafiğinin eğimini ve y-kesişimini değiştirir, Vmax'ı azaltırken y-kesişimini daha dik bir eğimle arttırır. Ancak, x kesişimi aynı kalır. Lineweaver-Burk grafiği birçok yönden faydalı olsa da, çizgi grafiğinin sınırlamaları vardır. Ne yazık ki, arsa çok yüksek veya düşük substrat konsantrasyonlarında oranları bozmaya başlar ve arsa üzerinde ekstrapolasyonlar yaratır.