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Nelle reazioni chimiche catalizzate da un enzima, l'enzima riduce la quantità di energia di attivazione richiesta legandosi temporaneamente con il substrato e ruotandolo in uno stato di tensione. Il k (catalizzatore) o "kcat" per la reazione si riferisce alla costante indipendente dalla concentrazione per la velocità con cui un particolare enzima può metabolizzare un substrato in una molecola di prodotto. Per calcolare il kcat, gli scienziati prima mischiano diverse provette con diverse concentrazioni di substrato (noto come "test enzimatico") e le testano ad intervalli di tempo costanti con uno spettrofotometro per misurare le concentrazioni crescenti di molecole di prodotto. Questi dati vengono quindi tracciati su un grafico e analizzati.
Calcolo delle velocità iniziali
Tracciare un grafico della concentrazione del prodotto rispetto al tempo per i dati della prima provetta dei test enzimatici. Nota: l'asse orizzontale dovrebbe essere "tempo" e l'asse verticale dovrebbe essere "concentrazione del prodotto".
Calcola la linea di regressione lineare per i punti dati tracciati nella Sezione 1, Passaggio 1. Mentre Excel e i calcolatori grafici possono facilmente determinare questo modello lineare, puoi derivare una stima della pendenza delle linee di regressione dividendo la differenza nella concentrazione del prodotto tra dati adiacenti punti per la loro differenza nel tempo.
Registrare la pendenza della linea di regressione lineare dalla Sezione 1, Passaggio 2 come "velocità di reazione iniziale (Vo)". Nota: nel modello della linea di regressione "= m + b," il coefficiente "m" è la pendenza.
Ripetere i passaggi 1, 2 e 3 per il resto delle provette nel test.
Calcolo di Vmax
Tracciare l'inverso della concentrazione del substrato per ciascuna provetta rispetto all'inverso della sua velocità di reazione iniziale (dalla Sezione 1, Passaggio 4). Ad esempio, se la velocità iniziale per una provetta con una concentrazione iniziale del substrato di 50 micromolari (uM) fosse 80 uM / s, le inversioni sarebbero 1/50 uM per la concentrazione del substrato e 1/80 uM / s per l'iniziale velocità. Nota: la concentrazione inversa del substrato deve essere sull'asse orizzontale e la velocità iniziale inversa sull'asse verticale.
Nota: la concentrazione del substrato dovrebbe essere sull'asse orizzontale e la velocità di reazione iniziale dovrebbe essere sull'asse verticale.
Determinare la linea di regressione lineare per il grafico tracciato nella Sezione 2, Passaggio 1. Nota: poiché sarà necessario conoscere l'intersezione y per la linea di regressione, è necessario immettere i punti dalla Sezione 2, Passaggio 1 in Excel o a calcolatrice grafica e utilizzare la funzionalità di modellazione della regressione integrata.
Dividi 1 per l'intersezione y dalla linea di regressione lineare. Questo ti darà il valore dell'inverso di Vmax, la massima velocità di reazione per l'enzima. Nota: se il modello di regressione lineare assume la forma "= m + b", il valore di "b" sarebbe l'intersezione y. Dividi 1 per "b" per calcolare l'inverso di Vmax.
Dividi 1 per il risultato della Sezione 2, Passaggio 3 per calcolare il valore effettivo di Vmax.
Determinare la concentrazione dell'enzima nel dosaggio originale (vedere i dati grezzi). Nota: la concentrazione di enzimi è la stessa per tutte le provette; solo le concentrazioni di substrato variano nel dosaggio.
Dividi il Vmax (dalla Sezione 2, Passaggio 4) per la concentrazione di enzimi (dalla Sezione 2, Passaggio 5). Il risultato è il valore di Kcat.