효소 반응 속도론 시뮬레이터
이 시뮬레이션의 방정식
| v | 반응 속도 | 초당 생기는 생성물 (µM/s). [S]가 낮을 때 가파르게 오르다가 Vmax에서 평평해진다 | |
|---|---|---|---|
| [S] | 기질 농도 (쓰일수록 줄어든다) | 기질 농도 [S]₀에서 시작 | |
| Km | 미카엘리스 상수 Km (mM) | 속도가 Vmax의 절반이 되는 [S]. Km이 낮으면 기질이 적어도 효소가 잘 잡는다 | |
| Vmax | 최대 속도 | 모든 효소가 바쁠 때 도달한다 |
현재 값을 넣으면:
| kcat | 전환수 kcat (초당) | 포화 상태에서 효소 하나가 초당 바꾸는 기질 분자 수: 많은 효소가 약 100, 카탈레이스는 10⁶ | |
|---|---|---|---|
| [E]₀ | 효소 농도 [E]₀ (µM) | 효소를 두 배로 하면 Vmax는 두 배가 되지만 Km은 그대로다 |
현재 값을 넣으면:
| [I] | 억제제 농도 [I] (mM) | ||
|---|---|---|---|
| Ki | 억제 상수 Ki (mM) | 자유 효소를 절반으로 줄이는 억제제 농도. 낮을수록 강한 억제제다 | |
| Km′, Vmax′ | 억제제가 있을 때의 겉보기 상수 | 경쟁적 억제제는 기질을 늘리면 밀어낼 수 있어 Vmax가 변하지 않는다. 비경쟁적 억제제는 그렇지 않다 |
현재 값을 넣으면:
| 1 ÷ v | 라인위버-버크 그래프 | 직선이 된다: y축과 1 ÷ Vmax에서, x축과 −1 ÷ Km에서 만나므로 억제제는 회전하는 직선 (경쟁적), 위로 올라가는 직선 (비경쟁적), 평행하게 옮겨 가는 직선 (반경쟁적)으로 나타난다 |
|---|
현재 값을 넣으면:
| 피팅한 Km, Vmax | 측정 시리즈에서 | 기질 농도 8가지에서 잰 초기 속도, 각각 몇 %의 측정 잡음 포함, 최소제곱법으로 피팅 |
|---|
현재 값을 넣으면:
효소 반응 속도론 시뮬레이터 사용법
- 기질 농도, Km, kcat, 효소 농도를 정합니다. 상자 안에서 파란 효소가 초록 기질 분자를 붙잡아 활성 부위에 잡고 있다가 노란 생성물로 내놓습니다. 표시와 그래프는 기질이 쓰일수록 속도가 떨어지는 모습을 보여 줍니다.
- 측정 시리즈 실행을 누르면 기질 농도 여덟 가지에서 초기 속도를 재고 (측정 잡음이 조금 들어갑니다), 거기에 미카엘리스-멘텐 곡선을 피팅합니다. 피팅한 Km과 Vmax가 그림 아래에 나타납니다. 그래프를 라인위버-버크로 바꾸면 같은 데이터를 직선으로 볼 수 있습니다.
- 억제제를 넣고 시리즈를 다시 실행합니다. 경쟁적 억제제는 Km을 올리고 Vmax는 그대로 두며, 비경쟁적 억제제는 Vmax를 낮추고 Km은 그대로 두고, 반경쟁적 억제제는 둘 다 낮춥니다. 회색 곡선은 억제제가 없는 효소입니다. 용량-반응 시리즈에서 절반 억제 농도를 구하려면 IC50 계산기를 쓰세요.
자주 묻는 질문
Km과 Vmax는 무슨 뜻인가요?
Vmax는 모든 효소 분자가 바쁠 때 효소가 낼 수 있는 가장 빠른 속도로, Vmax = kcat × [E]입니다. 미카엘리스 상수 Km은 Vmax의 절반 속도를 주는 기질 농도입니다. Km이 낮으면 기질이 적어도 효소가 잘 일합니다. Vmax는 넣은 효소의 양에 달려 있지만 Km은 그렇지 않습니다.
왜 속도가 평평해지나요?
기질이 적을 때는 대부분의 효소가 놀고 있으므로, 기질을 두 배로 하면 속도도 거의 두 배가 됩니다. 기질이 많을 때는 거의 모든 효소가 이미 기질 분자를 잡고 있어서 더 넣어도 빨라지지 않습니다. 효소가 포화되어 속도가 Vmax에 다가갑니다.
세 종류의 억제제는 어떻게 다른가요?
경쟁적 억제제는 활성 부위에 들어가 기질과 경쟁합니다. 효소에 기질을 잔뜩 넣으면 억제제가 밀려나므로 Vmax는 변하지 않지만 기질이 더 필요해져 겉보기 Km이 커집니다. 비경쟁적 억제제는 다른 곳에 결합해 기질이 어떻든 효소를 못 쓰게 하므로 Vmax가 낮아집니다. 반경쟁적 억제제는 효소-기질 복합체에만 결합하며 둘 다 낮춥니다.
왜 라인위버-버크 대신 곡선을 피팅하나요?
1/v를 취하면 가장 느린 측정의 잡음이 커져 직선 피팅을 좌우하게 됩니다. 미카엘리스-멘텐 곡선을 최소제곱법으로 직접 피팅하면 모든 점을 공정하게 다루어 더 좋은 Km과 Vmax를 얻습니다. 그래도 이중 역수 그래프는 억제제 종류를 눈으로 구별하는 가장 분명한 방법입니다.
WebGL이 꺼져 있다고 나옵니다.
3D 화면에는 WebGL이 필요하며, 최신 브라우저는 모두 지원합니다. 브라우저 설정에서 하드웨어 가속이 꺼져 있거나 그래픽 드라이버가 매우 오래되면 비활성화될 수 있습니다. 하드웨어 가속을 켜거나 다른 브라우저를 사용해 보세요.
무언가 업로드되나요?
아니요. 시뮬레이션은 사용자의 브라우저가 WebGL로 직접 그립니다. 어디에도 전송되지 않으며, 페이지를 한 번 불러오면 오프라인에서도 계속 작동합니다.