DSCN7132

Enzymy o kinetyce ałlosterycznej

Enzymy allosteiyczne są białkami zbudowanymi zwykle z kilku podjednostek i działają niezgodnie z kinetyką opisaną modelem Michaelisa-Menten. Krzywa zależności szybkości reakcji od stężenia substratu ma kształt sigmoidalny. Wynika to z faktu, iż w enzymach allosterycznych związanie substratu w jednym miejscu aktywnym może zmienić właściwości drugiego miejsca aktywnego cząsteczki enzymu i tym samym zwiększa jego powinowactwo do substratu. W rezultacie współdziałania podjednostek w wiązaniu ligandów powstaje zjawisko kooperatywności w wiązaniu substratu. Zmiany te opisuje model symetryczny — MWC (Monoda, Wymana i Changeux) lub sekwencyjny (Koshlanda). Miarą kooperatywności jest współczynnik Hrlła, obrazujący zależność między połowicznym wysyceniem miejsc aktywnych ([S]so) a ilością podjednostek (n).

Wieolopodjednostkowa budowa enzymów allosterycznych sugeruje, iż zawierają one więcej niż jedno miejsce aktywne. Wyprowadzenie równania dokładnie opisującego zależność aktywności tego enzymu od stężenia substratu jest skomplikowane. Jednak rozwiązując ten problem można skorzystać z uproszczonego sposobu sugerowanego przez Atkinson korzystając z następujących przesłanek:

1.    Intermediaty ES, ES2, ES3, itd. są nietrwałymi kompleksami.

2.    Równowaga pomiędzy enzymem i cząsteczkami substratu jest osiągana błyskawicznie.

jeśli więc istnieje n miejsc wiążących Ugandy dla substratu Sto:

k+i

E i nS i -- ES„-► E + Produkt

k-i

vrsi

(1)    przekształcamy równanie v — Km + [S]

(2)    do postaci    V-v K

Rozwiązując to równanie względem v uzyskujemy:

V[S]^tt

(3)    v = K+ [S]“    | równanie Hilla

Jeśli enzym ma tylko jedno miejsce wiązania czyli n — 1, to równanie to jest analogiczne do równania Michaelisa - Menten (1), a wykres zależności v od S jest hiperbolą.

Stałe kinetyczne

Dobrym sposobem transformacji wykresu sigmoidalnego do liniowego jest logarytmowanie równania (2). Stałe kinetyczne będzie można odczytać z liniowego przebiegu tego wykresu.

(4)

log v/(V-v) = | log [S] i log K