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引言

Kcat是转换量-单位时间内每个酶位点转化为产物的底物分子数。如果知道酶位点的浓度,则在分析底物对速度曲线时,可使用Kcat代替Vmax。

模型

Y=Et*kcat*X/(Km+X)

X 为底物浓度。

Y为酶速度。

kcat为转换量-单位时间内每个酶位点将底物转化为产物的次数。这用Y轴的时间单位的倒数来表示。例如,如果Y是每分钟底物的微摩尔数,则kcat是每分钟每个催化位点产生的底物分子数。

Km为Michaelis-Menten常数,单位与X相同。其是达到最大酶速度一半所需的底物浓度。

Et为酶催化位点的浓度。如果酶有多个亚基,则注意Et是催化位点的浓度,可以大于酶分子的浓度。输入的Y值是以每次浓度为单位输入的酶速度。必须以相同浓度单位输入Et(而时间单位由kcat定义)。

Vmax为与Y相同单位的最大酶速度。其未在上述模型中直接显示,其是外推至非常高底物浓度的酶速度,因此几乎总是高于实验中测量的任何速度。其计算方法为Et乘以kcat。

与Michaelis-Menten模型的关系

上文所示曲线与Michaelis-Menten模型定义的曲线相同。将任一模型拟合数据时,将获得相同的曲线,以及相同的Km值。

Michaelis-Menten模型找到了Vmax,这是外推至非常高底物浓度的最大酶速度。其以用于输入Y值(酶活性)时相同的单位表示。通常直接表达(或转化为)摩尔/分钟/毫克蛋白质。Vmax取决于酶位点的数量(Et)和酶将底物转化为产物的速率(kcat)。

如果知道添加到检测中酶位点的浓度(Et),则可以使用上述模型拟合催化常数Kcat。

计算Kcat时,浓度单位相互抵消,因此Kcat以反时间单位表示。其代表转换量-单位时间内每个酶位点转化为产物的底物分子数。

使用Prism拟合模型

1.创建一张XY数据表。将底物浓度输入X,将酶速度输入Y。如果有几个实验条件,则将第一个放入A栏,第二个放入B栏,依此类推。也可以选择Prism的样本数据:酶动力学-Michaelis-Menten

2.输入数据后,点击“分析”,选择非线性回归,选择酶动力学方程窗格,然后选择 Kcat

3.您必须基于其他实验, 将Et 限制一个常数值。如需限制Et的值,转至“非线性回归”对话框的“限制”选项卡,确保Et旁的下拉列表设置为“常数等于”并输入值。对于样本数据,输入100作为Et值。

如果不知道Et的值,则无法拟合kcat,而是应该拟合Vmax。Prism无法同时拟合kcat和Et,因为这两项参数交织在一起,且底物-速度曲线未给出关于其各自值的信息。

4.根据样本数据,Prism报告Km=5.886,95%置信区间为3.933-7.839。kcat的最佳拟合值为13.53,95%置信区间为11.97-15.09。

注意

查看所有酶动力学分析假设的列表。

该方程的曲线与拟合Vmax的方程的曲线完全相同,而非与转换率Kcat拟合的曲线相同。Kcat乘以Et(酶位点的浓度)的乘积等于Vmax。

该方程与别构酶的方程有关。别构模型增加了一项额外参数:Hill斜率h。h=1.0时,两个模型相同。

 

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