الإنزيمات والبروتينات: دليل دراسة

الأفكار الأساسية

تسرّع الإنزيمات التفاعلات بخفض طاقة التنشيط، وتصف معادلة ميكايليس–مينتن كيف يعتمد المعدل على تركيز الركيزة. تغيّر المثبطات الصورة بطريقة يمكن التنبؤ بها.

• ميكايليس–مينتن: v = Vmax[S] ÷ (Km + [S]). عندما [S] = Km يكون المعدل نصف Vmax تماماً، فيقيس Km مدى شدة ارتباط الركيزة (Km أقل، ارتباط أشد).
• عند [S] عالٍ جداً يتشبع الإنزيم ويقترب v من Vmax. عدد الدوران kcat = Vmax ÷ [E] وهو عدد جزيئات الركيزة التي يحولها إنزيم واحد في الثانية.
• المثبط التنافسي ينافس الركيزة: لا يتغير Vmax ويبدو Km أكبر. والمثبط غير التنافسي يخفض Vmax ولا يغيّر Km.
• تغيّر الحرارة وpH المعدلات، وتُمسخ الإنزيمات عند القيم المتطرفة. ويمكن قياس تركيز بروتين من امتصاصه عند 280 nm.

المعادلات الأساسية

• v = Vmax[S] ÷ (Km + [S])
• kcat = Vmax ÷ [E]
• A = εcl
• at [S] = Km, v = Vmax ÷ 2

مثال محلول

لإنزيم Vmax = 100 µmol/min و Km = 2 mM. عند [S] = 6 mM يكون v = 100 × 6 ÷ (2 + 6) = 75 µmol/min، وعند [S] = 2 mM يكون 50 µmol/min. وإذا أعطى 0.010 µmol من الإنزيم ذلك الـ Vmax فإن kcat = 100 ÷ 0.010 = 10 000 min⁻¹ أي نحو 167 s⁻¹.

أخطاء شائعة

• الظن أن Km هو تركيز الركيزة الذي يعطي Vmax. هو يعطي نصف Vmax.
• القول إن المثبط التنافسي يخفض Vmax. يمكن التغلب عليه بمزيد من الركيزة فلا يتغير Vmax.
• اعتبار معدل استقر علامة على تلف الإنزيم. هو مشبع لا ممسوخ.

تدرّب

اختبر نفسك بأسئلة تدريبية في هذا الموضوع: الإنزيمات والبروتينات