เนื้อหา
เอนไซม์เป็นโปรตีนที่ทำงานเพื่อลดพลังงานกระตุ้นในปฏิกิริยาเคมีในขณะที่ไม่ถูกใช้ในปฏิกิริยา ในทางชีววิทยาแล้วเอนไซม์เป็นโมเลกุลสำคัญที่ช่วยเร่งปฏิกิริยาในระบบเมแทบอลิซึม เป็นผลให้จลนพลศาสตร์ของเอนไซม์ศึกษาอัตราการเกิดปฏิกิริยาของเอนไซม์ในสภาพแวดล้อมทางเคมีต่างๆ มีหลายปัจจัยที่ส่งผลต่อความเร็วของเอนไซม์ ความเข้มข้นของสารตั้งต้น, อุณหภูมิ, สารยับยั้งและค่าความเป็นกรดเป็นด่างมีผลต่อค่าเกณฑ์ของเอนไซม์ในปฏิกิริยาทางเคมี ด้วยความช่วยเหลือของความสัมพันธ์เชิงเส้นเช่นพล็อต Lineweaver-Burk คุณสามารถค้นหาอัตราสูงสุดของเอนไซม์
ความง่ายในการคำนวณ Vmax ในพล็อต Lineweaver-Burk
เริ่มต้นด้วยการวางแผนสมการ Michaelis-Menten เพื่อให้ได้เส้นโค้งไฮเปอร์โบล จากนั้นใช้ส่วนกลับของสมการ Michaelis-Menten เพื่อให้ได้รูปแบบความชัน - ดักจับของกิจกรรมของเอนไซม์ ถัดไปคุณจะได้รับอัตราการทำงานของเอนไซม์เป็น 1 / Vo = Km / Vmax (1 /) + 1 / Vmax โดยที่ Vo เป็นอัตราเริ่มต้น Km จะเป็นค่าคงที่การแยกตัวระหว่างสารตั้งต้นและเอนไซม์ Vmax เป็นค่าสูงสุด rate และ S คือความเข้มข้นของสารตั้งต้น
เนื่องจากสมการความชัน - จุดตัดเกี่ยวข้องกับอัตราความเข้มข้นของสารตั้งต้นคุณสามารถใช้สูตรทั่วไปของ y = mx + b โดยที่ y คือตัวแปรตาม, m คือความชัน, x คือตัวแปรอิสระและ b คือ ค่าตัดแกน y ก่อนซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์เฉพาะคุณจะใช้กระดาษกราฟเพื่อวาดเส้น ตอนนี้คุณใช้ซอฟต์แวร์ฐานข้อมูลทั่วไปเพื่อกำหนดสมการ ดังนั้นเมื่อทราบอัตราเริ่มต้น Vo และความเข้มข้นต่าง ๆ ของวัสดุพิมพ์คุณสามารถสร้างเส้นตรงได้ เส้นกราฟแสดงความชันของ Km / Vmax และค่าตัดแกน y ของ 1 / Vmax จากนั้นใช้ส่วนกลับของจุดตัดแกน y เพื่อคำนวณ Vmax ของกิจกรรมของเอนไซม์
ใช้สำหรับพล็อต Lineweaver-Burk
สารยับยั้งเปลี่ยนแปลงอัตราสูงสุดของกิจกรรมของเอนไซม์ส่วนใหญ่ในสองวิธี: การแข่งขันและแบบไม่มีการแข่งขัน สารยับยั้งการแข่งขันผูกติดอยู่กับไซต์การเปิดใช้งานของเอนไซม์ที่ปิดกั้นสารตั้งต้น ด้วยวิธีนี้สารยับยั้งจะแข่งขันกับสารตั้งต้นเพื่อจับกับไซต์ของเอนไซม์ การให้ความเข้มข้นสูงของสารยับยั้งการแข่งขันช่วยให้มั่นใจได้ถึงความผูกพันกับเว็บไซต์ ดังนั้นตัวยับยั้งการแข่งขันจึงเปลี่ยนแปลงพลวัตของอัตราการทำงานของเอนไซม์ขั้นแรกให้สารยับยั้งปรับเปลี่ยนความลาดชันและ x-intercept Km สร้างความชันมากขึ้น อย่างไรก็ตามอัตราสูงสุด Vmax ยังคงเหมือนเดิม
ในทางกลับกันตัวยับยั้งแบบไม่มีปฏิกิริยาจะถูกจับที่บริเวณอื่นนอกเหนือจากบริเวณส่วนกระตุ้นของเอนไซม์และไม่สามารถแข่งขันกับสารตั้งต้นได้ สารยับยั้งจะปรับเปลี่ยนส่วนประกอบโครงสร้างของไซต์การเปิดใช้งานเพื่อป้องกันไม่ให้ซับสเตรตหรือโมเลกุลอื่นจับกับไซต์ การเปลี่ยนแปลงนี้ส่งผลกระทบต่อความสัมพันธ์ของสารตั้งต้นกับเอนไซม์ สารยับยั้ง Noncompetitive เปลี่ยนความชันและจุดตัดแกน y ของพล็อต Lineweaver-Burk ทำให้ Vmax ลดลงในขณะที่เพิ่มจุดตัดแกน y ลงด้วยความชันชัน อย่างไรก็ตามการตัดแกน x ยังคงเหมือนเดิม ในขณะที่พล็อต Lineweaver-Burk มีประโยชน์ในหลาย ๆ ด้านพล็อตบรรทัดมีข้อ จำกัด น่าเสียดายที่พล็อตเริ่มบิดเบือนอัตราที่ความเข้มข้นของสารตั้งต้นสูงหรือต่ำมาก