เนื้อหา
แม้แต่โมเลกุลหรือสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กที่สุดที่มีเวลาในการขยายพันธุ์อย่างรวดเร็วอาจใช้เวลานานในการผลิตสิ่งที่คุณต้องการศึกษา สำหรับแบคทีเรียในจานเลี้ยงเชื้อความเร็วของปฏิกิริยาขึ้นอยู่กับปริมาณของสารตั้งต้นที่มีอยู่รวมถึงการมีเอนไซม์ คุณสามารถใช้สมการเพื่อกำหนดความเร็วของปฏิกิริยาทางชีวเคมีเหล่านี้
จลนศาสตร์ของเอนไซม์
ในวิชาเคมี อัตราการเกิดปฏิกิริยา มีการอธิบายการใช้ ค่า k ที่วัดความรวดเร็วของปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นจากสารตั้งต้นกับผลิตภัณฑ์ สำหรับปฏิกิริยาที่ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาสารประกอบชีวภาพที่เร่งอัตราการเกิดปฏิกิริยาอัตรา kแมวช่วยให้คุณกำหนดความเร็วสูงสุดของปฏิกิริยา อัตราการเกิดปฏิกิริยาสูงสุด, Vสูงสุดบอกคุณว่ามีกี่โมเลกุลที่ถูกแปลงเป็นผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยาเมื่อเอนไซม์ละลายอย่างสมบูรณ์
เอนไซม์บรรลุความเร็วสูงเหล่านี้โดยการลดพลังงานกระตุ้นของปฏิกิริยาปริมาณพลังงานที่ต้องการสำหรับปฏิกิริยาที่จะเกิดขึ้น เมื่อเอนไซม์จับกับซับสเตรตโมเลกุลหรือสารประกอบที่คุณสังเกตอยู่มันจะกลายเป็นคอมเพล็กซ์ของเอ็นไซม์และสารตั้งต้น พวกมันไม่ส่งผลกระทบโดยตรงต่อปริมาณของสารตั้งต้นหรือสารที่คุณมีและพวกมันยังขึ้นอยู่กับปัจจัยอื่น ๆ เช่นความเข้มข้นของเอนไซม์ค่าความเป็นกรด - ด่างอุณหภูมิและความแข็งแรงระหว่างพันธะไอออนิก
สมการ KCAT
อัตราการเกิดปฏิกิริยาช่วยให้คุณเขียนสมการเพื่อกำหนดปริมาณสารตั้งต้นที่แตกต่างกันนำไปสู่ปริมาณผลิตภัณฑ์ที่คุณมี สำหรับปฏิกิริยาพื้นฐานของ xA + yB → zC (นั่นคือการแปลง x โมลของ กับ Y โมลของ B อัตราผลตอบแทน Z โมลของ C) สมการอัตราจะเป็น r = k ม. x n_ สำหรับอัตราการเกิดปฏิกิริยา _r อัตราคงที่ k และความเข้มข้นของโมลาร์ของ และ B แสดงโดยวงเล็บ น. และ n เป็นเลขชี้กำลังที่คุณพิจารณาผ่านการทดลองที่วัดว่าปฏิกิริยาเกิดขึ้นเร็วแค่ไหน F
สำหรับกรณีเฉพาะของปฏิกิริยาเร่งปฏิกิริยาของเอนไซม์ความเร็วเริ่มต้น โวลต์0 คือ โวลต์0 = kแมว/ กิโลเมตร สำหรับความเร็วปฏิกิริยาเริ่มต้น โวลต์0. ความเร็วนี้บอกอัตราการเร่งปฏิกิริยาในนี้ kแมว สูตร. Kม. คือ Michaelis-Menten คงที่ซึ่งคุณสามารถวัดการทดลองหรือคำนวณความเข้มข้นของสารตั้งต้นที่ครึ่งหนึ่งของความเร็วสูงสุด
ค่าคงที่ได้รับชื่อจาก สมการ Michaelis-Menten โวลต์0 = vสูงสุด x / (Kม. + ) สำหรับความเข้มข้นของสารตั้งต้น และความเร็วสูงสุด โวลต์สูงสุด บอกคุณว่าปฏิกิริยาของเอนไซม์รวดเร็วแค่ไหน เมื่อคุณคำนวณ kแมวคุณยังสามารถเขียน โวลต์0 = kแมว x x / Kม. เป็นวิธีการทั่วไปของอัตราการเกิดปฏิกิริยาสำหรับความเข้มข้นของเอนไซม์และสารตั้งต้น และ ตามลำดับ
วิธีการสมการ KCAT อื่น ๆ
สมการที่แตกต่างกันเหล่านี้ให้คุณใช้สิ่งที่เหมาะสมที่สุดสำหรับวัตถุประสงค์ใด ๆ ที่คุณต้องการไม่ว่าจะเป็นอัตราการแพร่พันธุ์ของแบคทีเรียหรืออัตราการจุดระเบิดระหว่างเชื้อเพลิงกับก๊าซ คุณสามารถใช้สมการเหล่านี้ในการรวมทั้งการสังเกตเชิงทดลองกับแบบจำลองเชิงทฤษฎีและการคำนวณ คุณสามารถเรียนรู้เกี่ยวกับความสำคัญของวิธีการสมการ Michaelis Menten ผ่านวิธีต่างๆในการกำหนดอัตราการเกิดปฏิกิริยา
kแมว สมการทำหน้าที่พื้นฐานสำหรับการสร้าง เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพ. เหล่านี้เป็นระบบที่ปล่อยให้จุลินทรีย์เติบโตในสภาพแวดล้อมที่เหมาะสมซึ่งสามารถผลิตผลิตภัณฑ์ได้มากที่สุด เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพใช้ในการทำอาหารหมักในบางประเทศในเอเชีย
โดยทั่วไปมันยากมากหรือเป็นไปไม่ได้ที่จะกำหนดความหมายของ Kม. ไม่มีข้อมูลเพิ่มเติม นักวิทยาศาสตร์ใช้อัตราส่วน kcat / Km เพื่อวัดว่าพันธะของเอนไซม์นั้นมีความจำเพาะและมีประสิทธิภาพกับสารตั้งต้นอย่างไร อัตราส่วนนี้เรียกว่าค่าคงที่จำเพาะ kSPช่วยให้คุณปฏิรูปสมการ Michaelis-Menten เป็น v = kSP/ (1 + kSPk /แมว) เพื่อวัดค่าที่แม่นยำยิ่งขึ้นของ kSP.