Vmax, Km và chất ức chế
Đã giới thiệu| English | Ý nghĩa |
|---|---|
| maximum rate/ˈmæksɪməm reɪt/ | tốc độ tối đa |
| Michaelis–Menten constant/ˈmaɪkəliz ˈmentn ˈkɒnstənt/ | hằng số Michaelis–Menten |
| affinity/əˈfɪnɪti/ | sức hấp dẫn |
| competitive/kəmˈpetɪtɪv/ | cạnh tranh |
| non-competitive/nɒn kəmˈpetɪtɪv/ | phi cạnh tranh |
| immobilised enzyme/ɪˈməʊbəlaɪzd ˈenzaɪm/ | enzyme cố định hóa |
Vmax và Km
- Khi mọi trung tâm hoạt động đều đầy đủ, phản ứng đạt tốc độ cực đại — tốc độ tối đa, $V_{max}$.
- Đường cong tốc độ theo nồng độ chất nền tăng lên rồi bằng phẳng tại $V_{max}$.
V_max đại diện cho điều gì?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
V_max là tốc độ cực đại; đường cong đi ngang tại đó vì mọi vị trí hoạt động đều đang bận.
Km cho biết điều gì
- Hằng số Michaelis–Menten, $K_m$, là nồng độ chất nền tạo ra một nửa của $V_{max}$.
- Nó đo lường sự ái lực (lực hút) của enzyme đối với chất nền của nó:
- thấp $K_m$ → đạt tốc độ một nửa ở nồng độ chất nền thấp → cao ái lực.
- cao $K_m$ → cần nhiều chất nền → thấp ái lực.
- Vì vậy $K_m$ cho phép bạn so sánh xem các enzyme khác nhau gắn chặt chất nền của chúng đến mức nào.
Cả hai đều đạt cùng $V_{max}$, nhưng enzyme có $K_m$ thấp đạt được tốc độ một nửa trên rất ít chất nền — nó bám chặt chất nền hơn.
Vmax và Km
tốc độ = Vmax·[S] / (Km + [S])
Kéo thả cơ chất. Tốc độ tiến tới Vmax; nồng độ cơ chất tạo ra một nửa Vmax chính là Km — một thước đo mức độ liên kết chặt chẽ của enzyme.
Một enzyme có V_max = 80 đơn vị. Tại nồng độ cơ chất bằng Km của nó, tốc độ phản ứng là bao nhiêu?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Theo định nghĩa, Km là nồng độ cơ chất tạo ra một nửa V_max, do đó tốc độ là 80 ÷ 2 = 40 đơn vị.
Km THẤP có nghĩa là enzyme chỉ đạt một nửa tốc độ tối đa ở nồng độ cơ chất CAO.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Ngược lại: Km thấp có nghĩa là đạt tốc độ bán phần ở nồng độ cơ chất THẤP — đây là sự ái lực cao, bám chặt vào cơ chất.
Chất ức chế thuận nghịch
- Một chất ức chế làm chậm enzyme; loại thuận nghịch có thể tách ra. Có hai loại:
| Loại | Gắn vào | Thêm nhiều chất nền? | $V_{max}$ | $K_m$ |
|---|---|---|---|---|
| cạnh tranh | trung tâm hoạt động (hình dạng tương tự chất nền) | cạnh tranh vượt trội — hiệu ứng giảm | không đổi | tăng |
| không cạnh tranh | vị trí khác (làm thay đổi trung tâm hoạt động) | không giúp ích | giảm | không đổi |
Ghép nối mỗi hiệu ứng của chất ức chế với kết quả đúng.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Chất ức chế cạnh tranh chặn vị trí hoạt động (làm tăng Km, giữ nguyên Vmax); chất ức chế phi cạnh tranh liên kết ở nơi khác và làm giảm Vmax (Km không đổi).
Thêm nhiều cơ chất có thể vượt qua chất ức chế cạnh tranh nhưng không vượt qua được chất ức chế phi cạnh tranh. Tại sao?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Chất ức chế cạnh tranh chặn vị trí hoạt động, nên việc bão hòa cơ chất sẽ chiến thắng trong cuộc cạnh tranh. Chất ức chế phi cạnh tranh liên kết ở nơi khác, nên cơ chất không thể đẩy nó ra.
Enzyme bất động
- Một enzyme bất động được cố định tại chỗ — ví dụ: bị nhốt trong hạt alginate — trong khi chất nền chảy qua.
- Một enzyme tự do hoạt động nhanh hơn một chút, nhưng việc bất động hóa mang lại những lợi ích thực tế lớn:
- nó không bị rửa trôi, nên có thể tái sử dụng.
- sản phẩm tinh khiết (không lẫn với enzyme).
- nó bền vững hơn trước sự thay đổi về nhiệt độ và độ pH.
- quy trình có thể chạy liên tục.
- Được sử dụng trong công nghiệp — ví dụ: hạt lactase sản xuất sữa không lactose.
Chọn tất cả các lợi ích của việc cố định enzyme (ví dụ: trong hạt alginate).
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Enzyme cố định có thể tái sử dụng, cho sản phẩm tinh khiết và bền vững hơn — nhưng thực tế enzyme tự do vẫn hoạt động nhanh hơn một chút.
Một enzyme được cố định tại chỗ (ví dụ: nhốt trong hạt alginate) để có thể tái sử dụng được mô tả là ______.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Cố định enzyme giúp thu hồi và tái sử dụng, đồng thời giữ cho sản phẩm không chứa enzyme.
Bạn đã nắm vững
- $V_{max}$ = tốc độ tối đa (tất cả trung tâm hoạt động đầy đủ); $K_m$ = nồng độ chất nền tạo ra một nửa $V_{max}$
- thấp $K_m$ = ái lực cao; cao $K_m$ = ái lực thấp
- chất ức chế cạnh tranh: trung tâm hoạt động, nâng cao $K_m$, $V_{max}$ không đổi (nhiều chất nền hơn khắc phục được nó)
- chất ức chế không cạnh tranh: vị trí khác, làm giảm $V_{max}$, $K_m$ không đổi
- enzyme bất động: tái sử dụng được, sản phẩm tinh khiết, bền vững hơn, chạy liên tục