Strukturel biokemi/kcat/Km

kcat,KD og KM == kcat,kd og KM er udtryk, der er nyttige i beskrivelsen af et kcat, der følger Michaelis-Menten-kinetikken.kcat er en konstant, der beskriver omsætningshastigheden af et kompleks af substrater til et produkt. Det er også katalysatorhastigheden med et bestemt substrat.

Kd er dissociationskonstant. som beskriver, hvordan affinite to reaktanter er i en reaktion. Følgende reaktion er et eksempel for at vise dissociationskonstant:

 k1
A + B ↔ AB
k-1

hvor A og B er de to reaktanter, AB er det dannede kompleks, k-1 er den omvendte konstante hastighed, og k1 er den fremadrettede konstante hastighed. Dissociationskonstanten er defineret som: kd=k-1/k1.
jo mindre dissociationskonstanten er, jo bedre kan to reaktanter kombineres. Da affiniteten med substratet bestemmer, hvor gunstig reaktionen kan danne kompleks, studeres kd ofte i Michaelis-Menten ligning.

  • KM er Michaelis konstant, der beskriver mængden af substrat, der er nødvendigt for at opnå halvdelen af dets maksimale reaktionshastighed.

der stammer fra Michaelis-Menten ligning:kM=(k-1+kcat)/k1
siden KM, der også kaldes Michaelis konstant, er en vigtig konstant for at studere evnen til katalysereaktion med specifikt substrat. KD
det første trin i katalyse kinetisk er bindingen mellem substrat og f.eks. jo bedre det binder til substratet, jo mindre KDI ‘ er, jo mindre kM er.
b. kcat
det andet trin i katalyse kinetisk er dannelsen af produktet. Jo større kcat er, jo mere gunstig er reaktionen mod produktet, og jo større kM er.
der synes at være en modsætning mellem kd og kcat i Michelis konstant ligning: jo bedre til det specifikke substrat, jo mindre kd er, og jo større kcat er. Det, der bestemmer udførelsen af katalysereaktionen, er dissociationskonstant kd, fordi det første trin i reaktionen-binding er hastighedsbestemmelsestrinnet, der danner et substrat-substratkompleks, er det væsentlige trin til dannelse af produkt, således at kd er den vigtigste faktor til at bestemme kM
sammen viser de en præference for forskellige substrater.
kcat/KM resulterer i den hastighedskonstant, der måler katalytisk effektivitet. Denne måling af effektivitet er nyttig til at bestemme, om hastigheden er begrænset af skabelsen af produkt eller mængden af substrat i miljøet. i situationer, hvor K-1 (den hastighed, hvormed substratet løsnes fra produktet) er meget større end k2 (den hastighed, hvormed substratet omdannes til produkt), hvis effektivitetshastigheden er:

  • høj, er kcat meget større end KM, og komplekset omdanner en større andel af substratet, det binder til produkt. Denne øgede konvertering kan ses på en af to måder-enten substrat binder mere fast til det, en konsekvens af relativt lav KM, eller en større andel af substratet, der er bundet, omdannes, før det dissocieres på grund af en stor omsætningshastighed kcat.
  • lav, kcat er meget mindre end KM, og komplekset omdanner en mindre andel af substratet, det binder til produkt.

kcat/KM måler dog kun den katalytiske effektivitet, når substratkoncentrationen er meget lavere end KM. Når man ser på katalytisk reaktionsligning,

E+S-Es->E+P

med den hastighed, der går mod ES, er k1, er hastigheden når man går tilbage mod E+S er K-1, og hastigheden går mod produktdannelse (E+P) er k2 eller kcat, fremgår det af

kcat/km=K1

at selvom kcat er meget større end K-1 (Meget produkt dannes) og der er stor effektivitet, ligningen vil stadig være begrænset af K1, hvilket er hastigheden af ES dannelse. Dette fortæller os, at kcat/KM har en grænse for effektivitet, idet den ikke kan være hurtigere end det diffusionsstyrede møde mellem et F1 og dets substrat (k1). Kcat / KM-forhold har i det væsentlige opnået kinetisk perfektion, fordi de er kommet meget tæt på at nå fuldstændig effektivitet, kun begrænset af den hastighed, hvormed de støder på substratet i opløsning.i tilfælde nær grænsen kan der være attraktive elektrostatiske kræfter, der lokker substratet til det aktive sted, kendt som Circe-effekter. Diffusion i opløsning kan delvis overvindes ved at begrænse substrater og produkter i det begrænsede volumen af et multiensymkompleks. Nogle serier er forbundet til organiserede forsamlinger, så produktet af et ferment hurtigt findes af det næste ferment.

Related Posts

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret. Krævede felter er markeret med *