A). Dependența vitezei de reacție enzimatică asupra cantității de enzimă
La efectuarea reacției enzimatice în condiții de exces de substrat viteza de reacție va depinde de concentrația de enzimă. reprezentare grafică a acestei reacții are forma unei linii drepte .Cu toate cantitatea de enzimă este adesea imposibil să se determine, în termeni absoluți, cu toate acestea, în practică, utilizează cantități convenționale ce caracterizează activitatea enzimei: O unitate internațională de activitate (ME) este cantitatea de enzimă care catalizează conversia 1 micromol de substrat pe 1 minute în condiții optime a reacției enzimatice. Condiții optime pentru fiecare enzimă individuală și depinde de temperatura mediului ambiant, pH-ul soluției, în absența activatori și inhibitori.
Dependența acumulării produsului (A) și scăderea substratului (B) din timp (durata) a reacției. viteza de reacție enzimatică este determinată de modificarea produsului sau substrat concentrația per unitate de timp. În reacțiile catalizate de enzime 1 și 2, viteza inițială a reacției catalizată de enzima 1 este mai mică decât rata reacției catalizată de enzima 2, deoarece panta tangentei la profilul reacției efectuată din punctul „O“ a doua enzimă de mai sus ca în cazul acumulării produsului (a) și scăderea substratului (B). Rata la orice moment t este determinată de panta tangentei la răspunsul profilului la momentul t. Perioada de timp a reacției enzimatice [t0 -T1] caracterizată printr-o acumulare liniară de produs (sau descreștere a substratului), în funcție de durata reacției. Perioada de reacție enzimatică [t1 - tx] caracterizată printr-o acumulare neliniar de produs (sau descreștere a substratului), în funcție de timpul de reacție.
Numărul NME de unități de activitate determinată prin formula:
B). Dependența vitezei de reacție enzimatică de la temperatura ambiantă
Creșterea temperaturii în anumite limite afecta rata enzimatică
reacții precum influența temperaturii asupra oricăror reacții chimice. Cu o creștere a temperaturii accelerează mișcarea moleculelor, rezultând o probabilitate crescută de interacțiune a reactanților. Mai mult, temperatura poate crește energia moleculelor reactive, ceea ce conduce de asemenea la accelerarea reacției. Cu toate acestea, rata reacțiilor chimice catalizate de enzime are temperatura optima, excesul de care este însoțită de o scădere a activității enzimei, care rezultă din cauza Denaturarea termică a moleculei de proteină
Pentru cele mai multe enzime umane temperatura optima 37-38 ° C. Cu toate acestea, există în natură și enzime termostabile. De exemplu, Taq-polimerază izolate din microorganisme care trăiesc în izvoare fierbinți, nu inactivat prin creșterea temperaturii la 95 ° C Această enzimă este utilizată în medicina științifică și practică pentru diagnosticul molecular al bolilor utilizând reacția în lanț a polimerazei (PCR).
B). Dependența reacției enzimatice din cantitatea de viteză substrat
Când valoarea vitezei inițiale a crește substrat. Atunci când substratul enzimatic devine complet saturată, adică Aceasta are loc posibil, la o concentrație dată de enzimă formarea complexului enzimă-substrat se observă o viteză maximă de formare a produsului. O creștere suplimentară a concentrației substratului nu conduce la o creștere a formării produsului, adică, crește viteza de reacție. Această stare corespunde unei viteze maxime Vmax a reacției.
Astfel, concentrația de enzimă - factor de limitare în formarea produsului. Această observație a constituit baza cineticii enzimatice, dezvoltat de oamenii de știință L. Michaelis și M. Menten în 1913
Viteza de reacție este proporțională cu concentrația ES-complex enzimă substrat, o rată de formare a ES depinde de concentrația substratului și concentrația de enzimă liberă. Concentrarea ES ES afectează rata de formare și dezintegrare.
Rata maximă de reacție se observă și în cazul în care toate moleculele enzimei se găsesc în complexul cu substratul, adică, într-un substrat-enzimă ES complex, adică [E] = [ES].
Dependența vitezei de reacție enzimatică de la o concentrație de substrat este exprimată prin următoarea ecuație (matematică excreția acestei formule pot fi găsite în manuale cineticii enzimatice)
V = Vmax [S] / Km + [S]
Această ecuație a fost numită ecuația Michaelis-Menten.
ecuația Michaelis-Menten - ecuația de bază a cinetici enzimatice, care descrie dependența vitezei de reacție enzimatică pe concentrația substratului.
Dacă concentrația substratului este mult mai mare Km (S >> Km), pentru a crește concentrația substratului la valoarea Km nu are practic nici un efect asupra cantității (Km + S) și poate fi considerat egal cu concentrația substratului. Prin urmare, viteza de reacție devine egală cu viteza maximă: V = Vmax. În aceste condiții, reacția este de ordinul zero, adică Ea nu depinde de concentrația substratului. Se poate concluziona că Vmax - constantă pentru o concentrație dată de enzimă, care este independentă de concentrația substratului.
Dacă concentrația substratului este mult mai mică Km (S < Vmah și Km - caracteristicile de performanță cinetice ale enzimei. Vmax caracterizează activitatea catalitică a enzimei și are o dimensiune de enzimatică vitezei de reacție mol / l, adică Aceasta indică posibilitatea maximă de formare a produsului la o concentrație de enzimă dată și în condiții de exces de substrat. Km caracterizează afinitatea enzimei la acest substrat și este o valoare constantă, care este independentă de concentrația enzimei. Mai mici Km, cu atât mai mare afinitatea enzimei pentru substratul dat, mai mare viteza de reacție inițială și invers, mai Km, cea mai mică viteza de reacție inițială, cea mai mică afinitatea enzimei la substrat.articole similare