Indvirkning af enzymkoncentration på reaktionshastigheder:Forståelse af forholdet

JVisentin/iStock/GettyImages

Enzymer er de usete motorer, der driver livets kemi. Uden dem ville vitale reaktioner forekomme for langsomt til at opretholde biologiske systemer. Men når enzymniveauet falder, kan selv katalyserede reaktioner vakle.

Accelererede reaktioner

Enzymer sænker den aktiveringsenergi, der kræves til en kemisk transformation, hvilket tillader reaktioner at fortsætte med den beskedne termiske energi, der er tilgængelig i en celle. Ved at give en mere effektiv vej gør de det muligt for et enkelt enzymmolekyle at udløse mange reaktioner hurtigt efter hinanden.

Et enzym, en reaktion

Hvert enzymmolekyle binder et specifikt substrat og katalyserer en enkelt reaktion ad gangen. Når antallet af enzymer falder, krymper puljen af ​​tilgængelige katalysatorer, hvilket tvinger ekstra substratmolekyler til at vente. Følgelig falder den samlede reaktionshastighed i direkte proportion til enzymkoncentrationen.

Et én-til-én-forhold

I de fleste cellulære miljøer er enzymkoncentrationer lavere end substratkoncentrationer. Under disse forhold er forholdet mellem enzymniveau og reaktionshastighed lineært:en ret linje med en hældning på én på et plot af hastighed versus koncentration. Tilsætning af et enzym øger hastigheden med én reaktion pr. tidsenhed; fjernelse af en reducerer den med samme mængde.

Enzymer uden substrater

Når enzymantallet overstiger de tilgængelige substrater, påvirker yderligere reduktioner i enzymkoncentrationen ikke længere reaktionshastigheden. Grafen udjævnes til en flad linje, når enzympuljen er stor nok til at binde alle substrater – dette er mætningspunktet.