Las enzimas son proteínas que trabajan para reducir la energía de activación en reacciones químicas mientras no se consumen en la reacción. Biológicamente, las enzimas son moléculas esenciales que aceleran las reacciones en los sistemas metabólicos. Como resultado, la cinética enzimática estudia la velocidad de reacción de las enzimas en diversos entornos químicos. Muchos factores afectan la velocidad de una enzima. La concentración de un sustrato, la temperatura, los inhibidores y el pH influyen en el umbral de una enzima en una reacción química. Con la ayuda de relaciones lineales como el gráfico Lineweaver-Burk, puede encontrar la tasa máxima de una enzima.
Facilidad de calcular el Vmax en el gráfico Lineweaver-Burk
Comience por graficar el Michaelis-Menten ecuación para obtener una curva de hipérbole. Luego, use el recíproco de la ecuación de Michaelis-Menten para obtener una forma de pendiente-intersección de la actividad enzimática. A continuación, obtendrá la tasa de actividad enzimática como 1 /Vo \u003d Km /Vmax (1 /[S]) + 1 /Vmax, donde Vo es la tasa inicial, Km es la constante de disociación entre el sustrato y la enzima, Vmax es la velocidad máxima y S es la concentración del sustrato.
Dado que la ecuación de pendiente-intersección relaciona la velocidad con la concentración del sustrato, puede usar la fórmula típica de y \u003d mx + b, donde y es la variable dependiente, m es la pendiente, x es la variable independiente y b es la intersección en y. Antes de un software de computadora específico, usaría papel cuadriculado para dibujar la línea. Ahora, utiliza un software de base de datos típico para trazar la ecuación. Entonces, conociendo la tasa inicial, Vo y las diversas concentraciones del sustrato, puede crear una línea recta. El diagrama lineal representa la pendiente de Km /Vmax y la intersección en y de 1 /Vmax. Luego, use el recíproco de la intersección con el eje y para calcular el Vmax de la actividad enzimática.
Usos para el gráfico de Lineweaver-Burk
Los inhibidores alteran la tasa máxima de la actividad enzimática principalmente de dos maneras: competitivamente y de forma no competitiva. Un inhibidor competitivo se une al sitio de activación de una enzima que bloquea el sustrato. De esta manera, el inhibidor compite con el sustrato para unirse al sitio de la enzima. Permitir una alta concentración del inhibidor competitivo asegura la unión al sitio. Por lo tanto, el inhibidor competitivo cambia la dinámica de la tasa enzimática. Primero, el inhibidor modifica la pendiente y la intersección con el km Km creando una pendiente mucho más pronunciada. Sin embargo, la tasa máxima, Vmax, permanece igual.
Por otro lado, un inhibidor no competitivo se une en un sitio diferente al sitio de activación de la enzima y no compite con el sustrato. El inhibidor modifica los componentes estructurales del sitio de activación evitando que el sustrato u otra molécula se una al sitio. Este cambio afecta la afinidad del sustrato a la enzima. Los inhibidores no competitivos cambian la pendiente y la intersección con el eje y de la gráfica de Lineweaver-Burk, disminuyendo la Vmáx mientras aumentan la intersección con una pendiente más pronunciada. Sin embargo, la intersección x sigue siendo la misma. Si bien el diagrama Lineweaver-Burk es útil de muchas maneras, el diagrama lineal tiene limitaciones. Desafortunadamente, la trama comienza a distorsionar las tasas a concentraciones de sustrato muy altas o bajas, creando extrapolaciones en la trama.
