المحتوى
حتى أصغر الجزيئات أو الكائنات الحية التي لديها أوقات تكاثر سريعة يمكن أن تستغرق وقتًا طويلاً لإنتاج ما تريد دراسته. بالنسبة للبكتيريا في طبق بتري ، تعتمد سرعة التفاعل على مقدار المادة المتفاعلة بالإضافة إلى وجود الإنزيمات. مهما كانت الحالة ، يمكنك استخدام المعادلات لتحديد سرعة هذه التفاعلات الكيميائية الحيوية.
الإنزيمات الحركية
في الكيمياء، معدلات رد الفعل موصوفة باستخدام ك القيم التي تقيس مدى سرعة رد الفعل يحدث من المواد المتفاعلة إلى المنتجات. بالنسبة للتفاعلات التي تستخدم المحفزات ، المركبات البيولوجية التي تسرع معدل التفاعل ، معدل ، كقطيتيح لك تحديد الحد الأقصى لسرعة رد الفعل. ال معدل التفاعل الأقصى, الخامسماكس، يخبرك بعدد الجزيئات التي يتم تحويلها إلى ناتج التفاعل عندما يذوب الإنزيم نفسه تمامًا.
تحقق الإنزيمات هذه السرعات العالية عن طريق خفض طاقة التنشيط للتفاعل ، وكمية الطاقة اللازمة لحدوث التفاعل. عندما يرتبط أي إنزيم بالركيزة أو الجزيء أو المركبات التي تراقبها ، فإنه يشكل مركبًا إنزيمًا - الركيزة. لا تؤثر بشكل مباشر على مقدار المركبات المتفاعلة أو المنتج لديك ، كما أنها تعتمد على عوامل أخرى مثل تركيز الإنزيم ودرجة الحموضة في درجة الحرارة والقوة بين الروابط الأيونية.
معادلة KCAT
يتيح لك معدل التفاعل كتابة المعادلات لتحديد مقدار الكميات المختلفة من المواد المتفاعلة التي تؤدي إلى كمية المنتجات التي لديك. لرد فعل أساسي من xA + yB → zC (وهذا هو ، تحويل إكس الشامات من أ مع ذ الشامات من ب عائدات ض الشامات من C) ، فإن المعادلة معدل يكون ص = ك م إكس ن_ لمعدل التفاعل _r ، معدل ثابت ك وتركيزات المولي من أ و ب تدل عليه بين قوسين. م و ن هي الدعاة التي تحددها من خلال التجارب التي تقيس مدى سرعة رد الفعل يحدث. F
بالنسبة للحالة المحددة لتفاعل محفز بالإنزيم ، تكون السرعة الأولية الخامس0 يكون الخامس0 = كقط/كم لسرعة رد الفعل الأولي الخامس0. هذه السرعة تخبرك بمعدل الحفز في هذا كقط معادلة. كم هل ميكايليس مينتين ثابت، والتي يمكنك إما قياسها تجريبياً أو حساب كتركيز الركيزة بنصف الحد الأقصى للسرعة.
ثابت يحصل اسمها من معادلة مايكليس - مينتين الخامس0 = الخامسماكس س / (كم + ) لتركيز الركيزة والحد الأقصى للسرعة الخامسماكس يخبرك مدى سرعة رد فعل الأنزيمية. عند حساب كقط، يمكنك أيضا الكتابة الخامس0 = كقط س س / كم كطريقة عامة لمعدل التفاعل لتركيزات الانزيم والركيزة و ، على التوالي.
طرق معادلة KCAT الأخرى
تتيح لك هذه المعادلات المختلفة استخدام المعادلة الأكثر ملاءمة لأي غرض تحتاجه سواء كان معدل تكاثر البكتيريا أو معدل الإشعال بين الوقود والغاز. يمكنك حتى استخدام هذه المعادلات في الجمع بين كل من الملاحظات التجريبية والنماذج والحسابات النظرية. يمكنك التعرف على أهمية طرق معادلة Michaelis Menten من خلال هذه الطرق المختلفة لتحديد معدل التفاعل.
ال كقط يخدم المعادلة الأساس لخلق المفاعلات الحيوية. هذه هي الأنظمة التي تسمح للكائنات الحية الدقيقة بالنمو في بيئة مثالية ، والتي يمكن أن تنتج أكبر قدر ممكن من المنتجات. تستخدم المفاعلات الحيوية في صنع الأطعمة المخمرة في بعض البلدان الآسيوية.
عموما من الصعب جدا أو من المستحيل تحديد معنى كم دون مزيد من المعلومات. يستخدم العلماء النسبة kcat / كم لقياس مدى ارتباط وكفاءة انزيم الروابط مع الركيزة. هذه النسبة ، والمعروفة باسم ثابت الخصوصية كSPيتيح لك إصلاح معادلة Michaelis-Menten ت = كSP/ (1 + كSP/كقط) لقياس قيم أكثر دقة من كSP.