この実験について
基質濃度の上昇に対して、酵素反応が初期にどのように応答するかを測定します。基準曲線を保存し、酵素濃度、温度、またはpHを変更して、反応速度を比較します。基質の結合はミカエリス・メンテンの飽和モデルに従います。温度とpHの要因には、特定の酵素のデータに当てはめたものではなく、教材用に明示的に選択した曲線を使用しています。
学習目標
- 基質濃度の上昇に伴う飽和について説明する
- Kmが、現在のVmaxの半分に達する基質濃度であることを確認する
- 酵素濃度の影響と基質濃度の変化を区別する
使い方
- 1温度を37℃、pHを7、相対酵素濃度を1に設定します。基質濃度を2 mMにして、反応速度をVmaxと比較します。
- 2基質濃度を20 mMに上げます。反応速度はVmaxに近づきますが、到達はしないことに注目してください。
- 3基準曲線を保存してから、酵素濃度を2倍にします。曲線とKmを比較します。
- 4温度またはpHを変更し、基準と比較します。元の条件に戻して、これらの例示的な要因が可逆的であることを確認します。
モデル
前提条件
- 単一基質反応は、基質が酵素より過剰に存在する条件で、定常状態のミカエリス・メンテン初速度論に従います。
- 基質濃度は一定に保ち、生成物の蓄積、基質の枯渇、阻害、および逆向きの生成物反応は無視します。
- すべての条件でKmは2 mMに固定されています。酵素濃度に比例してVmaxが変化します。
- 温度とpHの倍率は、対称で可逆的な教育用曲線です。実際の変性、反応履歴、または特定の酵素をモデル化するものではありません。
授業で試してみましょう
- Q1基質濃度がいくつのとき、反応速度はVmaxの半分になりますか？
- Q2基質をさらに加えても効果が小さい場合に、酵素を加えると反応速度が上がるのはなぜですか？
- Q3例示的な温度曲線を酵素固有のモデルに置き換えるには、どのような測定が必要ですか？
よくある質問
加熱すると、シミュレーション内の酵素は永久に損傷しますか？
いいえ。活性倍率は現在の温度のみに依存し、可逆的です。実際の酵素は不可逆的に変性する場合がありますが、これはこのモデルの対象外です。
酵素濃度が2倍になると、Kmは変化しますか？
このモデルでは変化しません。酵素濃度を2倍にすると、Vmaxとあらゆる基質濃度における反応速度が2倍になりますが、最大速度の半分に達する基質濃度はKmのままです。