Enzyme specificity

קינטיקה אנזימתית E + S ES E + P

2 גרפים שונים להצגת נתונים קינטיים: V Vs. C C Vs. T

הפיתוח המלא כולל הנחות המודל של משוואת מיכאליס מנטן קינטיקה אנזימתית E + S ES E + P k1 k-1 k2 הפיתוח המלא כולל הנחות המודל של משוואת מיכאליס מנטן

From 3 constants we’ll define one; michaelis constant -Km The M&M equation… From 3 constants we’ll define one; michaelis constant -Km In general: (Limiting step) [E][S] complex creation :

Michaelis-Menten equation At the point of Vmax/2: Remember? Agree? Michaelis-Menten equation One last thing…

שאלה 3: סמן את המשפטים הנכונים : א. Km הוא קבוע קישור המייצג תמיד את האפיניות של האנזים לסובסטרט. ב. Km מייצג שיקלול בין האפיניות של סובסטרט לאנזים ובין הקצב בו סובסטרט קשור הופך לתוצר. ג. אם K2 קטן משמעותית מ K-1 אזי Km מהווה קבוע אפיניות בין האנזים לסובסטרט. ד. K2 גבוה מיוחס לאנזימים איטיים במיוחד. ה. מודל Michaelis Menten הוא מודל לא מציאותי. ו. עבור כמות סובסטרט נמוכה הריאקציה ביחס לסובסטרט היא מסדר ראשון . עבור ריכוזי רוויה הריאקציה עבור הסובסטרט היא מסדר פסאודו אפס.

Expressing Reaction Rates for Multistep Reactions E + S ES EP E + P k1 k-1 k2 k3

Kcat – The turnover number Kcat הקרוי גם Turnover number הוא המספר של מולקולות סובסטרט ההופכות לתוצר ע"י אנזים אחד בשנייה (אנלוגי ל RPM). כאשר כל האנזים – E0 רווי בסובסטרט: M-M equation: V = Vmax[S]/(KM + [S]) can be rewritten as: V = kcat[E0] [S] / ( KM + [S]) במקרים בהם מודל מיכאליס מנטן נכון : K2≈Kcat=Vmax/E0 ערכי Kcat מציאותיים נעים מ 1 במינימום עד לכמה מיליונים . עבור ריאקציות מורכבות יותר מהנחת מיכאליס מנטן Kcat הוא שקלול של כל השלבים מגבילי המהירות. הערך החשוב עבורנו להתייחסות הוא היחס Kcat/Km המייצג יעילות אנזים.

הערך החשוב עבורנו להתייחסות הוא היחס Kcat/Km המייצג יעילות אנזים. V = Kcat [Eo][S] KM+[S] ככל שיחס זה גדול יותר היעילות גבוהה יותר: האנזים פועל במהירות גבוהה יותר ובריכוזי סובסטרט נמוכים יותר. KM>>>>[S] [Eo]=[E] V = Kcat KM [E][S] VB VA = (Kcat/KM)B[E][B] (Kcat/KM)A[E][A] (Kcat/KM)B (Kcat/KM)A

שאלה 4: ה- Km של אנזים המזרז ריאקציה מסוימת הוא 2x10-3M. מדדו את מהירות הריאקציה כאשר ריכוז הסובסטרט היה 2x10-3M וקיבלו ערך מסוים. כאשר שינו את ריכוז הסובסטרט ל 2x10-1M, מהירות הריאקציה: א. קטנה פי 100 ב. גדלה פי 100 ג. גדלה פי 10 ד. קטנה פי 2 ה. גדלה פי 2 ו. לא השתנתה.

שאלה 5: מספר המחזור (Turnover number) של האנזים כימוטריפסין הוא 100 sec-1, ואילו של האנזים ד.נ.א פולימראז הוא 15 sec-1. מכאן נובע כי: א. כימוטריפסין קושר את הסובסטרט שלו באפיניות גבוהה יותר מאשר ד.נ.א פולימראז. ב. כל מחזור קטליטי של ד.נ.א פולימראז חל בזמן ממוצע של 0.067 שניות. ג. מהירות הריאקציה המקוטלזת ע"י כימוטריפסין היא תמיד גבוהה מזו המקוטלזת ע"י ד.נ.א פולימראז. ד. מהירות הריאקציה של הכימוטריפסין, בריכוז אנזים מסויים ובריכוז מרווה של סובסטרט, תהיה נמוכה ממהירות הראקציה של ד.נ.א פולימראז באותם תנאים.

משוואת Lineweaver-Burk The best way to analyze enzyme kinetic data is to fit the data directly to the Michaelis-Menten equation using nonlinear regression. Before nonlinear regression was available, investigators had to transform curved data into straight lines, so they could analyze with linear regression.

Demo

משוואת Eadie-Hofstee