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효소는 화학 반응에서 활성화 에너지를 낮추고 반응에서 소비되지 않는 단백질입니다. 생물학적으로 효소는 대사 시스템에서 반응 속도를 높이는 필수 분자입니다. 결과적으로, 효소 동역학은 다양한 화학적 환경에서 효소의 반응 속도를 연구합니다. 많은 요인들이 효소의 속도에 영향을 미칩니다. 기질, 온도, 억제제 및 pH의 농도는 화학 반응에서 효소의 임계 값에 영향을 미칩니다. Lineweaver-Burk 플롯과 같은 선형 관계의 도움으로 효소의 최대 속도를 찾을 수 있습니다.
Lineweaver-Burk Plot에서 Vmax 계산의 용이성
쌍곡선 곡선을 얻기 위해 Michaelis-Menten 방정식을 플로팅하여 시작하십시오. 그런 다음 Michaelis-Menten 방정식의 역수를 사용하여 효소 활성의 기울기-절편 형태를 얻습니다. 다음으로 1 / Vo = Km / Vmax (1 /) + 1 / Vmax로 효소 활성 속도를 얻습니다. 여기서 Vo는 초기 속도이고 Km은 기질과 효소 사이의 해리 상수, Vmax는 최대입니다 비율이며, S는 기질의 농도이다.
기울기-절편 방정식은 속도를 기질의 농도와 관련 시키므로 y = mx + b의 일반적인 공식을 사용할 수 있습니다. 여기서 y는 종속 변수, m은 기울기, x는 독립 변수, b는 y 절편 특정 컴퓨터 소프트웨어를 사용하기 전에 그래프 용지를 사용하여 선을 그립니다. 이제 일반적인 데이터베이스 소프트웨어를 사용하여 방정식을 플로팅합니다. 따라서 초기 속도, Vo 및 다양한 기질 농도를 알면 직선을 만들 수 있습니다. 선 그림은 Km / Vmax의 기울기와 1 / Vmax의 y 절편을 나타냅니다. 다음으로 y- 절편의 역수를 사용하여 효소 활성의 Vmax를 계산하십시오.
Lineweaver-Burk Plot의 용도
억제제는 주로 두 가지 방식, 즉 경쟁적 및 비 경쟁적 방식으로 효소 활성의 최대 속도를 변경합니다. 경쟁적 억제제는 기질을 차단하는 효소의 활성화 부위에 결합한다. 이러한 방식으로, 억제제는 기질과 경쟁하여 효소 부위에 결합한다. 경쟁적 억제제의 높은 농도를 허용함으로써 부위에 대한 결합을 보장한다. 따라서, 경쟁적 억제제는 효소 속도의 역학을 변화시킨다.먼저, 억제제는 기울기와 x 절편 Km을 수정하여 훨씬 가파른 기울기를 만듭니다. 그러나 최대 속도 Vmax는 동일하게 유지됩니다.
한편, 비경쟁 억제제는 효소의 활성화 부위와 다른 부위에서 결합하고 기질과 경쟁하지 않는다. 억제제는 활성화 부위의 구조적 성분을 변형시켜 기질 또는 다른 분자가 부위에 결합하는 것을 방지한다. 이러한 변화는 기질과 효소의 친화력에 영향을 미친다. 비경쟁 억제제는 Lineweaver-Burk 플롯의 기울기와 y 절편을 변경하여 Vmax를 줄이면서 y 절편을 더 가파른 기울기로 증가시킵니다. 그러나 x 절편은 동일하게 유지됩니다. Lineweaver-Burk 플롯은 여러 가지면에서 유용하지만 라인 플롯에는 제한이 있습니다. 불행하게도, 플롯은 매우 높거나 낮은 기질 농도에서 속도를 왜곡하기 시작하여 플롯에 외삽을 생성합니다.