Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Math

Sådan beregnes den katalytiske effektivitet

Enzymer er essentielle molekyler - de katalyserer de reaktioner, der får livet til at ske. Naturen har et bemærkelsesværdigt udvalg af enzymer, der katalyserer en bred vifte af reaktioner. Ved sammenligning af disse enzymer kan det nogle gange være nyttigt at overveje dem med hensyn til deres katalytiske effektivitet, også kaldet specificitetskonstanten, som måler hvor effektivt enzymet omdanner substratet (molekylet det virker på) ind i produktet. For enzymer, der følger hvilke biokemister der kalder Michaelis-Menten kinetik, kan denne konstant let beregnes ud fra eksperimentelle data.

Skriv ned Km og kcat. Disse konstanter bestemmes eksperimentelt, så du bør allerede have det før du begynder at forsøge at beregne specificitetskonstanten.

Husk at Km repræsenterer (k-1 + k2) /k1, hvor k1 er hastighedskonstanten for dannelsen af ​​et enzym-substratkompleks, k-1 er hastighedskonstanten for brydningen af ​​dette kompleks, og k2 er hastighedskonstanten til dannelse af produkt fra enzym-substratkomplekset. En anden (og måske mere lysende) måde at definere Km er som koncentrationen af ​​substrat, når reaktionen kører ved halv hastighed. Hvis et enzym har en stor Km, tager det meget substrat at nå enzymets maksimale hastighed, mens en lille Km betyder, at kun et lille substrat er nødvendigt for at mætte det tilgængelige enzym.

Husk at kcat er satsen konstant for hastighedsbegrænsende trin i den enzymkatalyserede reaktion. Den hastighedsbegrænsende trin er det langsomste trin eller flaskehalsen, der bestemmer, hvor hurtigt reaktionen kan køre.

Opdel kcat ved Km for at få specificiteten konstant. For eksempel, hvis kcat er 600 sekunder ^ -1 og Km er 10 mikromolær, så er den katalytiske effektivitet 60 microM ^ -1 s ^ -1.

Bemærk, at diffusionshastigheden sætter en øvre grænse på maksimal katalytisk effektivitet, sædvanligvis i størrelsesordenen 10 ^ 8 til 10 ^ 9 M ^ -1 s ^ -1. Biokemister vil undertiden sige, at et enzym, hvis katalytiske effektivitet nærmer sig denne grænse, har opnået "katalytisk perfektion".

Tip

Katalytisk effektivitet er ikke svært at beregne ud fra eksperimentelle data, men det er vigtigt at lave sikker på at du forstår hvad det betyder (i stedet for bare at tilslutte tal).

Klik for at udvide hele teksten