enzymy15

Kinetyka enzymów

-> E+P

V

Vn = ^

Aktywność enzymu wyraża się zwykle jako początkową szybkość (Vq) katalizowanej reakcji. Jednostką E₀ jest umol-min'¹, ale można ją również wyrazić w jednostkach enzymatycznych (U) lub katalach (kat), przy czym 1 umol-min'¹ = 1U = 16,67 nanokat. Określenie aktywność (lub aktywność całkowita) odnosi się do całkowitej ilości jednostek enzymu w próbce, natomiast określenie aktywność specyficzna jest liczbą jednostek przypadającą na miligram białka (jednostki • mg^-1).

Przy małych stężeniach substratu ([S]) podwojenie [S] prowadzi do podwojenia wartości Vo, natomiast przy większych [S] enzym ulega wysyceniu, a jego Vq już dalej nie wzrasta. Wykres V₀ jako funkcji [S] daje krzywą hiperboliczną. Gdy [S] ma wartość wysycającą, podwojenie stężenia enzymu powoduje podwojenie wartości Vo-

Temperatura wpływa na szybkość reakcji katalizowanej enzymatycznie przez zwiększanie termicznej energii cząsteczek substratu. Zwiększa to proporcję cząsteczek mających dostateczną ilość energii, aby przekroczyć barierę aktywacji, i przez to powoduje wzrost szybkości reakcji. Zarazem jednak wzrasta energia termiczna cząsteczek samego enzymu, co wywołuje denaturację białka enzymatycznego, wynikającą z rozerwania niekowalencyjnych oddziaływań utrzymujących funkcjonalną strukturę enzymu.

Każdy enzym ma optymalną wartość pH, przy której szybkość katalizowanej reakcji jest maksymalna. Niewielkie odchylenia od optymalnej wartości pH powodują zmniejszenie szybkości reakcji.

Duże odchylenia wartości pH prowadzą do denaturaqi enzymu, wywołanej zmianami w stanie jonizacji reszt aminokwasów i zerwaniem niekowalencyjnych oddziaływań.

Model Michaelisa-Menten opiera się na następującej koncepcji katalizy enzymatycznej:

E + sA es k₂

gdzie stałe szybkości k\, kz i h opisują szybkości dotyczące każdego etapu procesu katalitycznego. Przy małym [S], Vq jest wprost proporcjonalne do [S], natomiast przy dużym [S] szybkość zbliża się do szybkości maksymalnej (P_max). Równanie Michaelisa-Menten:

•[S]

K_m + [S]

opisuje obserwowane zależności i narzuca hiperboliczny kształt krzywej dla wartości Po jako funkcji [S]. Stała Michaelisa, K_m, jest