4.8: Параметри ферменту

Last updated
Save as PDF

Page ID: 4288

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Малюнок 4.7.1. Зверніть увагу, як збільшення швидкості майже лінійне в трубках з найменшою кількістю субстрату. Це вказує на те, що субстрат обмежує, і фермент перетворює його в продукт, як тільки він може зв'язати його. Однак у міру збільшення концентрації субстрату швидкість реакції в трубках з більш високою концентрацією субстрату перестає лінійно збільшуватися, а натомість починає розплющуватися, що вказує на те, що, коли концентрація субстрату стає все вище і вище, ферменту важче підтримувати, щоб перетворити субстрат до продукту. Те, що відбувається, фермент насичується субстратом при більш високих концентраціях останнього. Не дивно, що коли фермент повністю насичується субстратом, йому не доведеться чекати, поки субстрат розсіюється з ним, і тому буде працювати з максимальною швидкістю.

\(V_{max}\)&\(K_{cat}\)

На графіку Швидкість проти концентрації субстрату (V проти [S]) максимальна швидкість (відома як Vmax) - це значення на осі Y, до якої крива асимптотично наближається. Слід зазначити, що значення V max залежить від кількості ферменту, що використовується в реакції. Подвоїти кількість ферменту, подвоїти Vmax. Якби хтось хотів порівняти швидкості двох різних ферментів, необхідно було б використовувати однакові кількості ферменту в різних реакціях, які вони каталізують. Бажано мати міру швидкості, яка не залежить від концентрації ферменту. Для цього ми визначаємо значення Kcat, також відоме як номер обороту. Математично

\[\text{Kcat} = \frac{V_{max}}{ [Enzyme]} \tag{4.7.1}\]

Щоб визначити Kcat, потрібно, очевидно, знати Vmax при певній концентрації ферменту, але краса терміна полягає в тому, що це міра швидкості, незалежна від концентрації ферменту, завдяки терміну в знаменнику. Таким чином, Kcat є постійною для ферменту в заданих умовах. Одиниці K кішки є\(\text{time}^{-1}\). Прикладом може бути 35 за секунду. Це означало б, що кожна молекула ферменту каталізує утворення 35 молекул продукту щосекунди. Хоча це може здатися високим значенням, відомі ферменти (наприклад, карбоангідрази), які мають значення Kcat\(10^6\) /second. Це дивовижне число ясно ілюструє, чому ферменти здаються майже магічними у своїй дії.

Малюнок 4.7.2: *Загальні номери оборотів*

\(K_M\)

Ще один корисний параметр ферменту відомий як КМ, постійна Міхаеліса. Простими словами, він вимірює спорідненість ферменту до свого субстрату. Спорідненість ферментів до субстратів значно варіюється, тому знання КМ допомагає нам зрозуміти, наскільки добре фермент підходить для використовуваного субстрату. Вимірювання КМ залежить від вимірювання Vmax. На графіку V проти [S] KM визначається як значення x, яке дає Vmax/2. Поширеною помилкою студентів при описі V max є те, що КМ = Vmax/2. Це, звичайно, неправда. КМ - це концентрація субстрату і кількість субстрату, необхідного для того, щоб фермент досяг Vmax/2. З іншого боку, Vmax/2 - це швидкість і не більше того. Значення КМ обернено пов'язане з спорідненістю ферменту до його субстрату. Високі значення КМ відповідають низькій спорідненості ферментів до субстрату (для отримання Vmax потрібно більше субстрату). Низькі значення КМ для ферменту відповідають високій спорідненості до субстрату.

Дописувачі

Template:ContribAhern