Для описания ферментативных реакций используются несколько кинетических моделей, но наиболее известной и широко применяемой является модель Михаэлиса–Ментен. Эта модель описывает, как скорость ферментативной реакции зависит от концентрации субстрата. Основные допущения модели включают:

Фермент (E) связывается с субстратом (S), образуя комплекс фермент-субстрат (ES).Комплекс ES может распадаться либо обратно в фермент и субстрат, либо в продукт реакции (P), при этом скорость реакции достигает максимума при высокой концентрации субстрата.Процесс обратимого связывания и необратимого превращения в продукт.

Уравнение Михаэлиса–Ментен выглядит следующим образом:

[ v = \frac{V_{max} [S]}{K_m + [S]} ]

где:

( v ) — скорость реакции,( V_{max} ) — максимальная скорость реакции,( [S] ) — концентрация субстрата,( Km ) — константа Михаэлиса, которая соответствует концентрации субстрата, при которой скорость реакции составляет половину от ( V{max} ).Измерение параметров Михаэлиса–Ментен

1. Опытные данные:
Для определения параметров ( Km ) и ( V{max} ) проводят эксперименты, в которых измеряют скорость реакции ( v ) при различных концентрациях субстрата ( [S] ).

2. Сбор данных:
Создаются графики зависимости скорости реакции от концентрации субстрата. На таких графиках обычно можно изобразить:

Прямую зависимость ( v ) от ( [S] ), что позволяет визуально оценить, как изменяется скорость реакции.

3. Построение графика:
На графике построить кривую, которая показывает увеличение скорости реакции при увеличении концентрации субстрата до достижения максимума.

4. Определение ( V_{max} ):
Максимальная скорость ( V_{max} ) может быть определена как асимптота, к которой стремится скорость реакции при увеличении концентрации субстрата.

5. Определение ( K_m ):
Концентрация субстрата ( Km ) определяется на уровне, при котором скорость реакции составляет половину от ( V{max} ). Это также можно определить с помощью дополнительного анализа данных, например, с использованием линейной трансформации Лайнава́йера–Бурка, где:

[ \frac{1}{v} = \frac{Km}{V{max}} \cdot \frac{1}{[S]} + \frac{1}{V_{max}} ]

В этом уравнении можно построить график зависимости ( \frac{1}{v} ) от ( \frac{1}{[S]} ), что позволяет получить пересечение с осью ( Y ) для определения ( V_{max} ) и наклон для определения ( K_m ).

Эти методы позволяют точно измерить кинетические параметры ферментов и лучше понять их поведение в различных условиях.