Wie , um die katalytische Effizienz zu berechnen

Enzyme sind unerlässlich Moleküle - sie die Reaktionen, die Leben möglich machen katalysieren. Natur bietet eine bemerkenswerte Vielfalt an Enzymen, die eine Vielzahl von Reaktionen katalysieren. Beim Vergleich dieser Enzyme kann es manchmal hilfreich , um sie im Hinblick auf ihre katalytische Wirksamkeit zu betrachten , die auch als die Spezifitätskonstante , der misst, wie effizient das Enzym wandelt das Substrat ( das Molekül auf fungiert ) in das Produkt . Enzyme, die für das, was Biochemiker nennen Michaelis -Menten-Kinetik folgen, können diese Konstante einfach aus experimentellen Daten berechnet werden. Anweisungen
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Notieren Sie sich die Km und die kcat . Diese Konstanten sind experimentell bestimmt , so sollten Sie bereits haben , bevor Sie versuchen, die Spezifität konstant berechnen beginnen.
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Daran erinnern, dass der Km- stellt (k -1 + k2) /k1, wobei k1 der Preis für die Bildung eines Enzym -Substrat-Komplex konstante k -1 die Geschwindigkeitskonstante für die Trennung dieses Komplexes , und k2 die Geschwindigkeitskonstante für die Bildung des Produkts aus dem Enzym -Substrat-Komplexes . Weitere ( und vielleicht Beleuchtungs ) Weg, Km definiert ist als die Konzentration des Substrats, wenn die Reaktion bei der Hälfte der maximalen Geschwindigkeit fährt . Wenn ein Enzym hat ein großes Km , dauert es eine Menge von Substrat zu Höchstsatz des Enzyms zu erreichen , während ein kleiner Km bedeutet nur, ein wenig Substrat benötigt wird , um die verfügbaren Enzym sättigen.
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Daran erinnern, dass kcat ist die Geschwindigkeitskonstante für den geschwindigkeitsbestimmenden Schritt in Enzym- katalysierten Reaktion . Der geschwindigkeitsbestimmende Schritt ist die langsamste Stufe oder der Flaschenhals , der bestimmt, wie schnell die Reaktion insgesamt laufen kann.
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Teilen kcat von Km , um die Spezifität konstant zu erhalten. Zum Beispiel, wenn kcat ist 600 Sekunden ^ -1 und Km 10 Mikromol , dann ist die katalytische Effizienz ist 60 microM ^ -1 s ^ -1 .
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Beachten Sie, dass die Diffusionsgeschwindigkeit setzt ein obere Grenze für die maximale katalytische Effizienz , üblicherweise in der Größenordnung von 10 8 bis 10 ^ ^ ^ 9 M -1 s ^ -1 . Biochemiker manchmal sagen, dass ein Enzym, dessen katalytische Effizienz nähert sich diesem Limit " katalytische Perfektion" erreicht .