F24 - Michaelis-Menten kinetik og allosteri Flashcards
First-order reaktion
Reaktionshastigheden er direkte proportional med koncentrationen af en enkelt reaktant.
V=k[A]
Second-order reaktion
Reaktionshastigheden afhænger af koncentrationen af to reaktanter eller kvadratet af koncentrationen af én reaktant.
V=k[A][B] eller V=k[A]^2
Pseudo-first-order reaktion
Reaktionshastigheden afhænger primært af koncentrationen af [A], og ligner en first-order reaktion (A er i underskud - B»_space;> A).
Zero-order reaktion
Reaktionshastigheden er uafhængig af koncentrationen af reaktanter. Dette kan forekomme i enzymkatalyserede reaktioner, hvor enzymet er mættet med substrat.
V=k (mol/s)
Vmax
Er den maksimale reaktionshastighed, et enzym kan opnå, når alle enzymernes aktive sites er mættet med substrat og er derfor direkte afhængig af enzymkoncentrationen.
Udregning af værdien ud fra Lineweaver-Burk plot: 1/b
KM
Er Michaelis-Menten konstanten og svarer til substratkoncentrationen, hvor V0 = ½ * Vmax. Konstanten er en indikator for enzymets affinitet for substratet og anvendes til regulering af enzymer, det er et udtryk for hvor stærk substrat-enzym-bindingen er.
Udregning af konstanten ud fra Lineweaver-Burk plot: a·Vmax
En lav KM
Betyder høj affinitet (enzymet binder substratet effektivt ved lave koncentrationer).
En høj KM
Betyder lav affinitet (enzymet binder substratet mindre effektivt ved høje koncentrationer)
kcat (turnover number)
Er det antal substratmolekyler, et enkelt enzymmolekyle kan omdanne til produkt per sekund (s-1) under mættede betingelser:
k_cat=Vmax/[E]_total
[E]total er den totale koncentration af enzymets aktive sites.
Specificitetskonstanten kcat/KM
Den katalytiske effektivitet som er forholdet mellem kcat og KM. Konstanten tager højde for både den hastighed, hvormed enzymet omdanner substratet til produkt, og enzymets affinitet for substratet.
Progres kurve
En kurve der viser, hvordan mængden af produkt [P] ændrer sig over tid i en enzymkatalyseret reaktion. Den bruges til at bestemme den initiale reaktionshastighed (V0). Jo mere substrat man tilsætter, desto hurtigere forløber reaktionen.
Michaelis-Menten kurver
Et plot af initialhastigheden (V0) som funktion af substratkoncentrationen [S] for en enzymkatalyseret reaktion. Den beskriver forholdet mellem hastigheden og substrat-koncentrationen vha. ligningen:
V0=(Vmax [S])/(KM+[S] )
Lineweaver-Burk plot
Et double-reciprokplot som er en grafisk fremstilling af den reciprokke Michaelis-Menten-ligning. Hvor 1/V0 plottes med 1/[S].
1/V0 =KM/Vmax ·1/([S])+1/Vmax
y = a · x + b
Multiple-substrat reaktioner
Et begreb der dækker over at de fleste biokemiske reaktioner involverer flere substrater og flere produkter. Disse reaktioner inkluderer ofte overførsel af en funktionel gruppe eller elektroner i redoxreaktioner.
Sequential reaktion
En multiple-substrat reaktion, hvor alle substrater skal binde sig til enzymet, før nogen produkter frigives.
Double-displacement (ping-pong) reaktion
En multiple-substrat reaktion, hvor et eller flere produkter frigives, før alle substrater har bundet sig. Denne type reaktion kendetegnes ved dannelsen af et substitueret enzym-intermediat, hvor enzymet midlertidigt ændres kemisk.
Allosterisk enzym
Enzymer der fungerer som katalysatorer og informationssensorer, der tilpasser enzymaktiviteten til cellens behov. De har en kvarternær struktur med flere aktive og regulatoriske sites som tillader enzymet at binde til hæmmende og stimulerende molekyler.
Committed steps
Når der sker en omdannelse af A til B, hvor B er forpligtet til at blive omdannet til F. Allosteriske enzymer katalyserer dette trin i metaboliske veje og Michaelis-Menten-enzymer faciliterer de resterende trin fra B til F.
Feedback inhibition
En mekanisme hvor allosteriske enzymer reguleres, hvor slutproduktet af en metabolisk vej binder sig til enzymets regulatoriske site, som er forskelligt fra det aktive site, og hæmmer dermed enzymet, hvilket forhindrer overproduktion.
Sigmoidal kurve
Repræsenterer allosteriske enzymers kinetik og viser en skarp overgang i reaktionshastigheden som respons på små ændringer i substratkoncentrationen. Denne ”switch-lignende” adfærd skyldes enzymers kooperative binding, der gør dem følsomme over for substratkoncentrationer, i modsætning til Michaelis-Menten-enzymer.
Allosteri
Betyder et enzym eller et protein ændrer sin aktivitet eller struktur som respons på binding af et molekyle på et andet site end det aktive site.
Allosterisk regulator
Kan hæmme ved at reducerer enzymets aktivitet, som i feedback-inhibition, hvor slutproduktet af en metabolisk vej hæmmer enzymet ved begyndelsen.
Kan stimulere ved at øge enzymets aktivitet, så det bliver mere effektivt.
R(relaxed)-state
En hovedkonformation af allosteriske enzymer, hvor det er enzymets afslappede og aktive tilstand med høj substrataffinitet. Den mest stabile tilstand er med substratet og stabiliseres yderligere af aktivatorer.
T(tense)-state
En hovedkonformation af allosteriske enzymer, hvor det er enzymets anspændte og inaktive tilstand med lav substrataffinitet. Den meste stabile tilstand uden substratet og stabiliseres yderligere af hæmmere.
Concerted model
En model der illustrerer at T- og R-state er i ligevægt. Substratbinding skifter balancen mod R-state ved at stabilisere den. Alle aktive sites i enzymet er enten i T- eller R-state på samme tid.
Homotrop effekt
Substraters forstyrrelse af T⇌R-ligevægten
Heterotrop effekt
Regulatorers forstyrrelse af T⇌R-ligevægten.
Allosterisk modulator
Positiv og negativ modulation påvirker enzymets balance mellem T- og R-state gennem heterotrop effekt, hvor modulatorer skifter ligevægten og dermed enzymets kinetik.
Positiv allosterisk modulator
En effektor der binder til enzymet R-state på et regulatorisk site og stabiliserer denne aktive tilstand. Det øger mængden af enzym i R-state og gør det lettere for enzymet at binde substratet. Resultatet er en lavere substratkoncentration, der kræves for at aktivere enzymet og forskydning mod venstre på den kinetiske kurve.
Negativ allosterisk modulator
En effektor der binder til enzymets T-state og stabiliserer denne inaktive tilstand. Det øger mængden af enzym i T-state og gør det sværere for enzymet at skifte til den aktive R-state og binde substratet. Resultatet er en højere substratkoncentration, der kræves for enzymaktivitet og forskydning mod højre på den kinetiske kurve.
Threshold-effekt
En skarp stigning i enzymaktiviteten, når substratkoncentrationen når et kritisk niveau, hvor enzymet skifter fra den inaktive T-state til den aktive R-state, ofte som følge af kooperativ binding.
