Объясните, как ферментативная кинетика по Михаэлю — Ментен описывает скорость биохимических реакций, какие предположения лежат в основе модели и как ингибиторы влияют на параметры Vmax и Km

14 Окт в 14:57
4 +4
0
Ответы
1

Схема и уравнение:
(E + S \xrightleftharpoons[k_{-1}]{k1} ES \xrightarrow{k{cat}} E + P).
Михаэлисово–Ментен уравнение для начальной скорости:
(v=\dfrac{V_{max}[S]}{K_m+[S]}),

где (V{max}=k{cat}[E]_t), а
(Km=\dfrac{k{-1}+k_{cat}}{k_1}).

Основные предположения модели:

стационарное состояние для комплекса ES: (\dfrac{d[ES]}{dt}=0);суммарная концентрация фермента постоянна: ([E]_t=[E]+[ES]);измеряются начальные скорости (концентрация продукта мала, обратная реакция пренебрежима);один субстрат и один активный центр (нет аллостерии);субстрат обычно в избытке относительно фермента.

Физический смысл (Km): концентрация субстрата при половинном (V{max}); при (k{cat}\ll k{-1}) приближённо равна диссоциационной константе (K_d) комплекса ES (показатель «аффинности»).

Влияние ингибиторов (обозначим концентрацию ингибитора ([I]) и константы связывания (K_i), для смешанного — (K_i) (связывание с E) и (K_i') (с ES)):

Конкурентный ингибитор (связывается с (E), конкурирует с (S)):

(V{max}^{app}=V{max});(K_m^{app}=K_m\left(1+\dfrac{[I]}{Ki}\right)).
Уравнение: (v=\dfrac{V{max}[S]}{K_m(1+[I]/K_i)+[S]}).

Неконкурентный (чистый) ингибитор (связывается с (E) и (ES) с одинаковой константой):

(V{max}^{app}=\dfrac{V{max}}{1+[I]/K_i});(K_m^{app}=K_m) (не меняется).

Неполный (смешанный) ингибитор (разные константы для (E) и (ES)):

(V{max}^{app}=\dfrac{V{max}}{1+[I]/K_i'}) (если (K_i') — для ES);(K_m^{app}=K_m\dfrac{1+[I]/K_i}{1+[I]/K_i'}).
При (K_i=K_i') возвращаемся к чистому неконкурентному случаю.

Унконкурентный ингибитор (связывается только с (ES)):

(V{max}^{app}=\dfrac{V{max}}{1+[I]/K_i});(K_m^{app}=\dfrac{K_m}{1+[I]/K_i}).
(Оба уменьшаются одинаково — отношение (Km/V{max}) сохраняется.)

Краткая диагностика на графиках Лайнуивера–Бёрка ((1/v) против (1/[S])):

конкурентный: общая y-пересечение (один и тот же (1/V_{max})), разные x-пересечения;унконкурентный: параллельные линии;неконкурентный/смешанный: пересекаются левее/ниже по-разному в зависимости от типа.

Это главное о том, как М–М описывает скорость и как разные типы ингибиторов меняют (V_{max}) и (K_m).

14 Окт в 17:36
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Прямой эфир