ten artykuł rzuca światło na sześć czynników wpływających na aktywność enzymu.

sześć czynników to: (1) stężenie enzymu (2) stężenie substratu (3) Wpływ temperatury (4) wpływ pH (5) wpływ stężenia produktu i (6) działanie aktywatorów.

kontakt między enzymem a substratem jest najważniejszym warunkiem wstępnym aktywności enzymu.

ważne czynniki wpływające na szybkość reakcji enzymu są omówione poniżej:

czynnik # 1. Stężenie enzymu:

wraz ze wzrostem stężenia enzymu prędkość reakcji proporcjonalnie wzrasta (rys. 66.1). W rzeczywistości ta właściwość enzymu jest wykorzystywana do określania aktywności enzymów surowicy w diagnostyce chorób.

czynnik # 2. Stężenie substratu:

wzrost stężenia substratu stopniowo zwiększa szybkość reakcji enzymatycznej w ograniczonym zakresie poziomów substratu. Prostokątną hiperbolę uzyskuje się, gdy prędkość jest wykreślona względem stężenia substratu (rys. 66.2). Na wykresie widoczne są trzy różne fazy reakcji.

Kinetyka enzymu i wartość Km:

enzym (E) i substrat (s) łączą się ze sobą, tworząc niestabilny kompleks enzymatyczno-substratowy (E) w celu utworzenia produktu (P).

tutaj k1, k2 i k3 reprezentują stałe prędkości dla odpowiednich reakcji, jak wskazują strzałki.

Km, stała Michaelisa-Mentena (lub stała Briga i Haldane ’ a), jest dana wzorem

po odpowiedniej manipulacji algebraicznej otrzymuje się następujące równanie

gdzie v = zmierzona prędkość,

Vmax = maksymalna prędkość,

S = stężenie substratu,

Km = stała Michaelisa-Mentena.

Km lub stałą Michaelisa-Mentena definiuje się jako stężenie substratu (wyrażone w Mol/lit) w celu wytworzenia połowy maksymalnej prędkości w reakcji katalizowanej enzymem. Oznacza to, że połowa cząsteczek enzymu (tj. 50%) jest związana z cząsteczkami substratu, gdy stężenie substratu jest równe wartości Km.

wartość Km jest stałą i charakterystyczną cechą danego enzymu. Jest przedstawicielem do pomiaru wytrzymałości ES complex. Niska wartość Km wskazuje na silne powinowactwo między enzymem a substratem, podczas gdy wysoka wartość Km odzwierciedla słabe powinowactwo między nimi. Dla większości enzymów wartości Km mieszczą się w zakresie od 10-5 do 10-2 moli.

linia weaver-Burk double reciprocal plot:

w celu określenia wartości Km, krzywa nasycenia podłoża (rys. 66.2) nie jest zbyt dokładna, ponieważ Vmax jest zbliżony do niej asymptotycznie. Przyjmując odwrotność równania (1), otrzymuje się graficzną reprezentację prostą.

Wykres linii Tkacz-Burk pokazany jest na Rys. 66.3. Znacznie łatwiej jest obliczyć Km od punktu przecięcia na osi x, który wynosi -(1 / Km). Ponadto podwójny Wykres wzajemności jest przydatny w zrozumieniu wpływu różnych zahamowań.

czynnik # 3. Wpływ temperatury:

prędkość reakcji enzymu wzrasta wraz ze wzrostem temperatury do maksimum, a następnie spada. Zwykle obserwuje się krzywą w kształcie dzwonu (rys. 66.4).

optymalna temperatura dla większości enzymów wynosi od 40°C do 45°C. Jednak niektóre enzymy (np. fosfokinazy jadowe, kinazy adenylanowe mięśni) są aktywne nawet w temperaturze 100°C. Ogólnie, gdy enzymy są narażone na temperaturę powyżej 50°C, obserwuje się denaturację prowadzącą do derangementacji w natywnej (trzeciorzędowej) strukturze białka i miejsca aktywnego. Większość enzymów staje się nieaktywna w wyższej temperaturze (powyżej 70°C).

Wpływ pH:

wzrost stężenia jonów wodorowych (pH) znacznie wpływa na aktywność enzymu i zwykle uzyskuje się krzywą w kształcie dzwonka (rys. 66.5). Każdy enzym ma optymalne pH, przy którym prędkość jest maksymalna.

większość enzymów organizmów wyższych wykazuje optymalną aktywność wokół neutralnego pH (6-8). Istnieje jednak wiele wyjątków, takich jak pepsyna (1-2), fosfataza kwaśna (4-5) i fosfataza zasadowa (10-11) dla optymalnego pH.

czynnik # 5. Wpływ stężenia produktu:

nagromadzenie produktów reakcji zwykle zmniejsza prędkość enzymu. W przypadku niektórych enzymów produkty łączą się z aktywnym miejscem enzymu i tworzą luźny kompleks, a tym samym hamują aktywność enzymu. W systemie żywym tego typu zahamowanie jest zazwyczaj zapobiegane przez szybkie usuwanie powstałych produktów.

Działanie aktywatorów:

niektóre enzymy wymagają pewnych nieorganicznych kationów metalicznych, takich jak Mg2+, Mn2+, Zn2+, Ca2+, CO2+, Cu2+, Na+, K + itp. dla ich optymalnej aktywności. Rzadko do aktywności enzymatycznej potrzebne są również aniony, np. jon chlorkowy (CI -) dla amylazy.