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什么是酶?

生命系统依赖于化学反应,而化学反应本身将以极其缓慢的速度发生。酶是降低所需活化能的催化剂,因此这些反应以有利于细胞的速率进行。酶动力学的研究有助于我们理解酶的功能和调控。

酶进程曲线

在大多数情况下,酶将一种化学物质(底物)转化为另一种化学物质(产物)。产物浓度与时间的关系图遵循下图中标记的三个阶段。

1.在非常早的时间点(通常不到一秒钟),产物积累的速度会随着时间的推移而增加。需要Prism中没有的特殊技术来研究酶作用的早期动力学。上图夸大了第一阶段。

2.在很长一段时间内,产物浓度随时间线性增加。Prism固有的所有分析均使用第二阶段收集的数据。

3.然后,底物耗尽,因此曲线开始趋平,最后产物浓度达到稳定段。

这种数据很难拟合曲线。该模型不能简化为一个将产物浓度表示为时间函数的方程。为拟合这类数据(称为“酶进程曲线”),您需要使用一个可以将数据拟合到由微分方程或隐式方程定义的模型中的程序。如需更多详细信息,请参见RG Duggleby,酶反应进程曲线的非线性回归分析,《酶学方法》,249:61-60,1995。

大多数酶动力学分析(包括Prism固有的所有分析)不会拟合酶进程曲线,而是在一个时间点测量产物。分析假设,您选择的时间点处于产物累积的线性(第二)阶段,忽略非线性第一阶段(通常很短)。因此,如果您使用产生的产物量除以允许反应进行的时间,便可以计算出每单位时间形成的产物量,即,酶的速度。

术语

术语可能会令人混淆。请注意这些令人混淆的地方:

如上所述,几乎所有对酶“动力学”的研究均通过在单个时间点收集数据来完成。X轴是底物(或抑制剂)浓度,而非时间。

上图所示的第二个阶段通常称为“初始速率”,该短语仅当您忽略了它前面短暂的瞬变阶段时才有意义。

第二个阶段又称“稳定状态”,因为酶-底物复合物的浓度在那个阶段不会改变。但产物浓度会累积,因此系统不会真正处于稳定状态,直到很久以后,产物浓度才真正随着时间不发生变化。

 

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