print logo

Enzymkinetikk

Enzymkinetikk (gr. kinetikos - å bevege seg) - Kvantitative aspekter av enzymkatalyserte reaksjoner. Initialhastigheten til enzymkatalyserte reaksjoner øker hyperbolsk med økende substratkonsentrasjon. Ved substratmetning øker ikke hastigheten ytterligere. De tyske enzymologene Leonor Michaelis og Maud Menten postulerte i 1913 en teori for enzymkatalyserte reaksjoner. Ifølge Michaelis-Menten-hypotesen kan katalysereaksjonen deles i to prosesser. Først danner enzymet et kompleks med substratet (enzym-substratkompleks ES). Den kjemiske reaksjonen skjer i neste trinn hvor enzymsubstratkomplekset ES spaltes og danner produkt (P) og fritt enzym (E). Hastighetskonstanten for denne 1. ordens reaksjon er kcat (den katalyttiske konstanten).

Enzym-substrat likevekt

Sammenhengen mellom den initielle reaksjonshastigheten v (dannelse av produkt eller fjerning av substrat) og substratkonsentrasjonen S er gitt ved Michaelis-Menten- ligningen:

Michaelis-Menten

Vmax er den maksimale reaksjonshastigheten for enzymet og Km (Michaelis-konstanten) er substratkonsentrasjonen som gir halvparten av den maksimale reaksjonshastigheten. Man forutsetter at konsentrasjonen av enzym er liten i forhold til substratkonsentrasjonen(e). Vanligvis er reaksjonshastigheten proporsjonal med enzymkonsentrasjonen [E]0. Initialhastigheten i en enzymreaksjon måles før substratkonsentrasjonen har sunket nevneverdig og produktkonsentrasjonen er derved lav. Initialhastigheten finnes ved å trekke en tangent fra starten av kurven som fås ved å plotte reaksjonshastigheten som funksjon av tiden.

H. Lineweaver og D. Burk laget en lineær utgave av Michaelis- Menten-ligningen kalt Lineweaver-Burk ligningen eller et dobbelt-resiprokt plot.

Lineweaver-Burk

Lages det en grafisk framstilling av 1/[S] på x-aksen mot 1/v på y-aksen får man en rett linje som skjærer y-aksen ved 1/Vmax og x-aksen ved -1/Km. Derved kan man bestemme de kinetiske konstantene Vmax og Km for enzymreaksjonen. Lineweaver-Burk- ligningen har en ulempe ved at dataene som har størst betydning for bestemmelse av de kinetiske konstantene tillegges minst vekt. For å unngå dette kan man lage et Eadie- Hofstee-plot hvor v på x-aksen plottes mot v/[S] på y-aksen. Da får man en linje med stigningskoeffisient -Km og linjen skjærer X-aksen ved verdien for Vmax. I eksemplet ovenfor er det et enzym som bare reagerer med ett substrat. De fleste enzymer har imidlertid to substrater. Kinetikken for allosteriske enzymer kan studeres ved et Hill-plot. Dixon-plot er en grafisk metode for å bestemme inhibitorkonstanten Ki ved kompetitiv eller nonkompetitiv hemming av enzymreaksjoner. Gjøres ved å plotte den inverse av reaksjonshastigheten mot inhibitor-konsentrasjone ved en konstant substratkonsentrasjon. Haldane relasjon er et utrykk som kobler likevektskonstantene til enzymreaksjoner med de kinetiske konstantene for forover- og reversreaksjonene.

Enzymaktivitet måles i katal. 1 katal (kat) er enzymaktiviteten som omdanner ett mol substrat per sekund.

Kcat er den katalyttiske hastighetskonstanten til en enzymreaksjon, omsetningstallet, som er lik Vmax/[E] hvor Vmax er maksimal reaksjonshastigheten og [E] er den molare konsentrasjonen av aktive seter på enzymet.

Publisert 4. feb. 2011 10:17 - Sist endret 4. feb. 2011 10:17