תוֹכֶן
אפילו הקטן ביותר של מולקולות או אורגניזמים עם זמני רבייה מהירים יכול לקחת זמן רב לייצר את מה שאתה רוצה ללמוד. עבור חיידקים בכלי פטרי, מהירות התגובה תלויה בכמות מהגיב שיש כמו גם בנוכחות אנזימים. יהיה אשר יהיה, תוכלו להשתמש במשוואות כדי לקבוע את המהירות של התגובות הביוכימיות הללו.
קינמטיקה של אנזים
בכימיה, שיעורי תגובה מתוארים באמצעות ערכי k שמודדים כמה מהר מתרחשת תגובה מגיבים למוצרים. עבור תגובות המשתמשות בזרזים, תרכובות ביולוגיות המזרזות את קצב התגובה, את הקצב, kחתול, מאפשר לך לקבוע את המהירות המרבית של התגובה. ה שיעור התגובה המרבי, Vמקסימום, אומר לך כמה מולקולות מומרות לתוצר של התגובה כאשר האנזים ממיס את עצמו במלואו.
אנזימים משיגים מהירויות גבוהות אלה על ידי הפחתת אנרגיית ההפעלה של תגובה, כמות האנרגיה הנדרשת כדי שהתגובה תתרחש. כאשר אנזים נקשר למצע, למולקולה או לתרכובות שאתה צופה בה, הוא יוצר קומפלקס אנזים-מצע. הם אינם משפיעים באופן ישיר על כמות המגיבים או תרכובות המוצר שיש להם, והם תלויים גם בגורמים אחרים כמו ריכוז האנזים, pH הטמפרטורה וכוחו בין קשרים יוניים.
משוואת KCAT
קצב התגובה מאפשר לך לכתוב משוואות כדי לקבוע כמה כמויות שונות של מגיבים מובילים לכמות המוצרים שיש לך. לתגובה בסיסית של xA + yB → zC (כלומר המרה איקס שומות של א עם y שומות של ב תשואות ז שומות של ג), משוואת השיעור תהיה r = k M איקס n_ לשיעור התגובה _r, שיעור קבוע k וריכוזי טוחנות של א ו ב מסומן בסוגריים. M ו- n הם מרכיבים שאתה קובע באמצעות ניסויים שמודדים כמה מהר מתרחשת תגובה. ו
למקרה הספציפי של תגובה מנותלת אנזים המהירות הראשונית v0 פועל עזר לגוף שני v0 = קחתול/ קמ למהירות התגובה הראשונית v0. מהירות זו אומרת לך את קצב הקטליזה בזה kחתול נוסחה. קM האם ה מיכאליס-מנטן קבוע, שתוכלו למדוד בניסוי או לחשב כריכוז המצע בחצי מהמהירות המרבית.
הקבוע מקבל את שמו מה- משוואת מיכאליס-מנטן v0 = vמקסימום x / (KM + ) לריכוז המצע ומהירות מירבית vמקסימום אומר לך כמה מהר תגובה אנזימטית. כשאת מחשבת kחתול, אתה יכול גם לכתוב v0 = קחתול x x / KM כשיטה כללית לקצב התגובה לריכוזי האנזים והמצע ו בהתאמה.
שיטות משוואה אחרות של KCAT
משוואות שונות אלה מאפשרות לך להשתמש בזה המתאים ביותר לכל מטרה שתזדקק לו, בין אם זה קצב התרבות החיידקים או קצב ההצתה בין דלקים וגז. אתה יכול אפילו להשתמש במשוואות אלה בשילוב של שתי תצפיות ניסיוניות עם מודלים תיאורטיים וחישובים. תוכלו ללמוד על המשמעות של שיטות משוואת Michaelis Menten באמצעות דרכים שונות אלה להגדרת קצב התגובה.
ה kחתול המשוואה משמשת את הבסיס ליצירה ביולוגים. אלה מערכות שמאפשרות למיקרואורגניזמים לצמוח בסביבה אופטימלית, כזו שיכולה לייצר כמה שיותר מוצר. ביו-ריאקטורים משמשים אפילו בייצור מזון מותסס בכמה מדינות באסיה.
בדרך כלל קשה מאוד או בלתי אפשרי לקבוע את המשמעות של קM ללא מידע נוסף. מדענים משתמשים ביחס kcat / km כדי למדוד באיזו ספציפיות ויעילות קשר אנזים עם מצע. יחס זה, המכונה קבוע הספציפיות kSP, מאפשר לך לשנות את משוואת מיכאליס-מנטן כ v = kSP/ (1 + kSP/ kחתול) למדוד ערכים מדויקים יותר של kSP.