תוֹכֶן
אנזימים הם חלבונים הפועלים להפחתת אנרגיית ההפעלה בתגובות כימיות בזמן שאינם נצרכים בתגובה. מבחינה ביולוגית אנזימים הם מולקולות חיוניות המזרזות תגובות במערכות מטבוליות. כתוצאה מכך, קינטיקה באנזים בוחנת את קצב התגובה של אנזימים במסגרות כימיות שונות. גורמים רבים משפיעים על מהירות האנזים. ריכוז המצע, הטמפרטורה, המעכבים וה- pH משפיעים על סף האנזים בתגובה כימית. בעזרת מערכות יחסים ליניאריות כמו עלילת Lineweaver-Burk, תוכלו למצוא את הקצב המרבי של אנזים.
קלות חישוב ה- Vmax בעלילת Lineweaver-Burk
התחל על ידי עלילת משוואת מיכאליס-מנטן לקבלת עקומת היפר-בול. לאחר מכן, השתמשו בהדדיות של משוואת מיכאליס-מנטן כדי לקבל צורת יירוט שיפוע של פעילות האנזים. בשלב הבא תקבלו את קצב פעילות האנזים כ- 1 / Vo = Km / Vmax (1 /) + 1 / Vmax, כאשר Vo הוא הקצב ההתחלתי, Km הוא קבוע הניתוק בין המצע לאנזים, Vmax הוא המקסימום קצב, ו- S הוא ריכוז המצע.
מכיוון שמשוואת יירוט השיפוע מקשרת את הקצב לריכוז המצע, תוכלו להשתמש בנוסחה האופיינית של y = mx + b, כאשר y הוא המשתנה התלוי, m הוא המדרון, x הוא המשתנה הבלתי תלוי, ו- b הוא היירוט y. לפני תוכנת מחשב ספציפית, היית משתמש בנייר גרף כדי לשרטט את הקו. כעת אתה משתמש בתוכנת מסד נתונים טיפוסית כדי לשרטט את המשוואה. לכן, בידיעת הקצב ההתחלתי, ה- Vo והריכוז השונה של המצע, תוכלו ליצור קו ישר. עלילת הקו מייצגת את השיפוע של Km / Vmax ו- יירוט Y של 1 / Vmax. בשלב הבא השתמשו בהדדיות של יירוט ה- y כדי לחשב את ה- Vmax של פעילות האנזים.
שימושים עבור העלילה Lineweaver-Burk
מעכבים משנים את השיעור המרבי של פעילות האנזים בעיקר בשני אופנים: תחרותי ולא תחרותי. מעכב תחרותי נקשר לאתר ההפעלה של אנזים החוסם את המצע. באופן זה המעכב מתחרה עם המצע כדי להיקשר לאתר האנזים. מתן ריכוז גבוה של המעכב התחרותי מבטיח את הכריכה לאתר. מכאן שהמעכב התחרותי משנה את הדינמיקה של הקצב האנזימטי.ראשית, המעכב משנה את המדרון ואת ה- x-intercept Km ויוצר שיפוע הרבה יותר תלול. עם זאת, השיעור המרבי, Vmax, נשאר זהה.
מצד שני, מעכב לא תחרותי נקשר באתר שונה מאשר אתר ההפעלה של האנזים ואינו מתחרה במצע. המעכב משנה את המרכיבים המבניים של אתר ההפעלה ומונע את המצע או מולקולה אחרת להיקשר לאתר. שינוי זה משפיע על זיקת המצע לאנזים. מעכבים לא תחרותיים משנים את המדרון ואת יירוט ה- y של העלילה Lineweaver-Burk, ומורידים את ה- Vmax תוך הגדלת יירוט ה- Y במדרון תלול יותר. עם זאת, יירוט ה- x נשאר זהה. בעוד שעלילת Lineweaver-Burk מועילה במובנים רבים, יש לעלילת הקו מגבלות. לרוע המזל העלילה מתחילה לעוות שיעורים בריכוזי מצע גבוהים מאוד או נמוכים מאוד, ויוצרת אקסטרפולציות על העלילה.