Kilpailukyvytön esto

työskennellessään lääkärinä Michaelis ja ystävä (Peter Rona) rakensivat sairaalaan kompaktin laboratorion, ja viiden vuoden aikana – Michaelis onnistui julkaisemaan sen yli 100 kertaa. Sairaalassa suorittamiensa tutkimusten aikana hän oli ensimmäinen, joka tarkasteli erilaisia inhibitioita; erityisesti fruktoosin ja glukoosin käyttöä maltaasin toiminnan estäjinä. Maltaasi hajottaa maltoosin kahdeksi yksiköksi joko glukoosia tai fruktoosia. Kyseisen kokeen tulokset mahdollistivat ei-kilpailullisen eston ja kilpailullisen eston erot. Ei-kilpaileva inhibitio vaikuttaa kcat-arvoon (mutta ei Km) mihin tahansa kaavioon; tämä inhibiittori sitoutuu kohtaan, jolla on spesifisyys tietylle molekyylille. Michaelis päätteli, että kun estäjä sitoutuu, entsyymi inaktivoituu.

monien muiden aikansa tiedemiesten tavoin Leonor Michaelis ja Maud Menten työstivät reaktiota, jolla sakkaroosin konformaatiota muutettiin ja se lysoitui kahdeksi tuotteeksi – fruktoosiksi ja glukoosiksi. Reaktioon osallistuvaa entsyymiä kutsutaan invertaasiksi, ja se on entsyymi, jonka kinetiikkaa Michaelis ja Menten ovat tukeneet mullistavaksi muiden entsyymien kinetiikassa. Samalla kun he ilmaisivat tutkitun reaktion nopeuden, he johtivat yhtälön, joka kuvasi nopeuden tavalla, joka viittasi siihen, että se on enimmäkseen riippuvainen entsyymikonsentraatiosta sekä substraatin läsnäolosta, mutta vain tietyssä määrin.

Adrian Brown ja Victor Henri loivat pohjan entsyymikinetiikan löydöille, joista Michaelis ja Menten tunnetaan. Brown visioi teoreettisesti mekanismin, joka on nyt hyväksytty entsyymin kinetiikkaan, mutta hänellä ei ollut kvantitatiivista tietoa väitteen tekemiseksi. Victor Henri vaikutti merkittävästi entsyymin kinetiikkaan väitöskirjansa aikana, mutta häneltä puuttui huomio vetyionikonsentraation ja glukoosin mutarotaation tärkeydestä. Henrin opinnäytetyön tavoitteena oli verrata hänen tietämystään entsyymikatalysoiduista reaktioista fysikaalisen kemian tunnettuihin lakeihin. Henrin ansioksi luetaan se, että hän kirjoitti ensimmäisenä yhtälön, joka nykyään tunnetaan Michaelis-Menten-yhtälönä. Käyttäen glukoosia ja fruktoosia maltaasin ja invertaasin säätelemissä katalyyttisissä reaktioissa Leonor Michaelis oli ensimmäinen tiedemies, joka erotti eri inhibiittorit käyttämällä pH-asteikkoa, jota ei ollut Henrin aikana.

erityisesti tämän reaktion nopeuden kuvaamisessa he myös testasivat ja ekstrapoloivat toisen tiedemiehen Victor Henrin ajatukseen, että heidän käyttämällään entsyymillä oli jonkin verran affiniteettia tämän reaktion molempiin tuotteisiin – fruktoosiin ja glukoosiin. Henrin menetelmiä käyttäen Michaelis ja Menten lähes täydellistivät tämän alkunopeusmenetelmän käsitteen vakaan tilan kokeissa. He tutkivat inhibitiota, kun he havaitsivat, että ei-kilpailevalle (sekamuotoiselle) inhibitiolle on ominaista sen vaikutus kcat: iin (katalysaattorinopeus), kun taas kilpailevalle on ominaista sen vaikutus nopeuteen (V). Michaelis-ja Menten-kokeissa he keskittyivät voimakkaasti invertaasin pH-vaikutuksiin vetyionien avulla. Invertaasi on entsyymi, jota esiintyy solunulkoisissa hiivoissa ja joka katalysoi reaktioita hydrolysoimalla tai invertoimalla sakkaroosin (sakkaroosin ja fruktoosin seos) ”inverttisokeriksi.”Tärkein syy invertaasin käyttöön oli se, että se oli helposti määritettävissä ja kokeet voitiin tehdä nopeammin. Sakkaroosi pyörii polarimetrissä dekstroratoriona-D, kun taas inverttisokeri on levorotatorisena-L. Tämä teki sokerin inversion jäljittämisestä suhteellisen yksinkertaista. He havaitsivat myös, että α-D-glukoosia vapautuu invertaasin katalysoimissa reaktioissa, jotka ovat hyvin epästabiileja ja muuttuvat spontaanisti β-D-glukoosiksi. Vaikka nämä molemmat ovat dekstroratorisessa muodossa, tässä he totesivat, että glukoosi voi muuttua spontaanisti, jota kutsutaan myös mutarotaatioksi. Tämän huomioimatta jättäminen oli yksi pääsyistä Henrin kokeiden epäonnistumiseen. Käyttämällä invertaasia sakkaroosin inversion katalysoimiseen he pystyivät näkemään kuinka nopeasti entsyymi reagoi polarimetrisesti; siksi ei-kompetitiivista inhibitiota havaittiin esiintyvän reaktiossa, jossa sakkaroosia käännettiin invertaasilla.

Related Posts

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *