ប្រតិកម្មជីវគីមីស្ទើរតែទាំងអស់គឺអង់ស៊ីម។ អង់ស៊ីម(Biocatalysts) គឺជាសារធាតុនៃធម្មជាតិប្រូតេអ៊ីនដែលត្រូវបានធ្វើឱ្យសកម្មដោយ cations ដែក។ អង់ស៊ីមផ្សេងៗគ្នាប្រហែល 2000 ត្រូវបានគេស្គាល់ ហើយប្រហែល 150 នៃពួកវាត្រូវបានញែកដាច់ពីគេ ដែលមួយចំនួនត្រូវបានគេប្រើជាថ្នាំ។ Trypsin និង chymotrypsin ត្រូវបានប្រើដើម្បីព្យាបាលជំងឺរលាកទងសួតនិងជំងឺរលាកសួត; pepsin - សម្រាប់ការព្យាបាលនៃ gastritis; plasmin - សម្រាប់ការព្យាបាលការគាំងបេះដូង; pancreatin - សម្រាប់ការព្យាបាលនៃលំពែង។ អង់ស៊ីមខុសពីកាតាលីករធម្មតាក្នុង (ក) សកម្មភាពកាតាលីករខ្ពស់ជាង; (ខ) ភាពជាក់លាក់ខ្ពស់ ឧ. សកម្មភាពជ្រើសរើស។

យន្តការនៃប្រតិកម្មអង់ស៊ីមស្រទាប់ខាងក្រោមតែមួយអាចត្រូវបានតំណាងដោយគ្រោងការណ៍៖

ដែលអ៊ីគឺជាអង់ស៊ីម

S - ស្រទាប់ខាងក្រោម,

អេស - ស្មុគស្មាញអង់ស៊ីមស្រទាប់ខាងក្រោម

R គឺជាផលិតផលនៃប្រតិកម្ម។

លក្ខណៈនៃដំណាក់កាលដំបូងនៃប្រតិកម្មអង់ស៊ីមគឺ Michaelis ថេរ (K M). K M គឺជាបដិវត្តនៃលំនឹងថេរ៖

Michaelis constant (KM) កំណត់លក្ខណៈនៃស្ថេរភាពនៃ enzyme-substrate complex (ES) ។ Michaelis constant (KM) កាន់តែតូច ភាពស្មុគស្មាញកាន់តែមានស្ថេរភាព។

អត្រានៃប្រតិកម្មអង់ស៊ីមគឺស្មើនឹងអត្រានៃជំហានកំណត់អត្រារបស់វា៖

ដែល k 2 គឺជាអត្រាថេរ ហៅថា ចំនួនបដិវត្តន៍ឬ សកម្មភាពម៉ូលេគុលនៃអង់ស៊ីម។

សកម្មភាពម៉ូលេគុលនៃអង់ស៊ីម(k 2) គឺស្មើនឹងចំនួននៃម៉ូលេគុលស្រទាប់ខាងក្រោមដែលកំពុងដំណើរការបំប្លែងក្រោមឥទ្ធិពលនៃម៉ូលេគុលអង់ស៊ីមមួយក្នុង 1 នាទីនៅសីតុណ្ហភាព 25 0 C ។ ថេរនេះយកតម្លៃក្នុងជួរ៖ 1 10 4< k 2 < 6·10 6 мин‾ 1 .

សម្រាប់ urease ដែលបង្កើនល្បឿនអ៊ីដ្រូលីសនៃអ៊ុយ, k 2 = 1.85∙10 6 នាទី‾ 1; សម្រាប់ adenosine triphosphatase ដែលបង្កើនល្បឿន hydrolysis នៃ ATP, k 2 = 6.24∙10 6 min‾ 1; សម្រាប់ catalase ដែលបង្កើនល្បឿន decomposition នៃ H 2 O 2, k 2 = 5∙10 6 min‾ 1 ។

ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ សមីការ kinetic នៃប្រតិកម្មអង់ស៊ីមក្នុងទម្រង់ដែលវាត្រូវបានផ្តល់ឱ្យខាងលើគឺមិនអាចប្រើជាក់ស្តែងបានទេ ដោយសារភាពមិនអាចទៅរួចនៃការពិសោធន៍កំណត់កំហាប់នៃស្មុគស្មាញអង់ស៊ីម-ស្រទាប់ខាងក្រោម ()។ ការបង្ហាញនៅក្នុងលក្ខខណ្ឌនៃបរិមាណផ្សេងទៀត, កំណត់យ៉ាងងាយស្រួលដោយពិសោធន៍, យើងទទួលបានសមីការ kinetic នៃប្រតិកម្មអង់ស៊ីមបានហៅ សមីការ Michaelis-Menten (1913)៖

,

ដែលផលិតផល k 2 [E]tot គឺជាតម្លៃនៃថេរ ដែលតំណាងដោយ (ល្បឿនអតិបរមា)។

រៀងគ្នា៖

ពិចារណាករណីពិសេសនៃសមីការ Michaelis-Menten ។

1) នៅកំហាប់ស្រទាប់ខាងក្រោមទាប K M >> [S] ដូច្នេះ

ដែលត្រូវគ្នានឹងសមីការ kinetic នៃប្រតិកម្មលំដាប់ទីមួយ។

2) នៅកំហាប់ខ្ពស់នៃស្រទាប់ខាងក្រោម K m<< [S], поэтому

ដែលត្រូវនឹងសមីការ kinetic នៃប្រតិកម្មលំដាប់សូន្យ។

ដូច្នេះនៅកំហាប់ស្រទាប់ខាងក្រោមទាប អត្រាប្រតិកម្មអង់ស៊ីមកើនឡើងជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃមាតិកាស្រទាប់ខាងក្រោមនៅក្នុងប្រព័ន្ធ ហើយនៅកំហាប់ស្រទាប់ខាងក្រោមខ្ពស់ ខ្សែកោង kinetic ឈានដល់ខ្ពង់រាប (អត្រាប្រតិកម្មមិនអាស្រ័យលើកំហាប់ស្រទាប់ខាងក្រោមទេ) ( រូប 30)។

រូបភាពទី 30. - ខ្សែកោង Kinetic នៃប្រតិកម្មអង់ស៊ីម

ប្រសិនបើ [S] = K M, បន្ទាប់មក

ដែលអនុញ្ញាតឱ្យអ្នកកំណត់ជាក្រាហ្វិកនៃថេរ Michaelis K m (រូបភាព 31) ។

រូបភាពទី 31. - និយមន័យក្រាហ្វិកនៃថេរ Michaelis

សកម្មភាពអង់ស៊ីមត្រូវបានជះឥទ្ធិពលដោយ៖ (ក) សីតុណ្ហភាព (ខ) អាសុីតមធ្យម (គ) វត្តមានរបស់សារធាតុរារាំង។ ឥទ្ធិពលនៃសីតុណ្ហភាពលើអត្រានៃប្រតិកម្មអង់ស៊ីមត្រូវបានពិភាក្សានៅក្នុងជំពូក 9.3 ។

ឥទ្ធិពលនៃទឹកអាស៊ីតរបស់ឧបករណ៍ផ្ទុកលើអត្រានៃប្រតិកម្មអង់ស៊ីមត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 32

រូបភាពទី 32. - ឥទ្ធិពលនៃអាស៊ីតនៃដំណោះស្រាយលើសកម្មភាពនៃអង់ស៊ីម

សម្រាប់អង់ស៊ីមភាគច្រើន តម្លៃ pH ដ៏ល្អប្រសើរគឺស្របគ្នានឹងតម្លៃសរីរវិទ្យា (7.3 - 7.4) ។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយមានអង់ស៊ីមដែលតម្រូវឱ្យមានអាស៊ីតខ្លាំង (pepsin - 1.5-2.5) ឬបរិស្ថានអាល់កាឡាំងដោយយុត្តិធម៌ (arginase - 9.5 - 9.9) សម្រាប់ដំណើរការធម្មតារបស់ពួកគេ។

ថ្នាំទប់ស្កាត់អង់ស៊ីម- ទាំងនេះគឺជាសារធាតុដែលកាន់កាប់ផ្នែកនៃមជ្ឈមណ្ឌលសកម្មនៃម៉ូលេគុលអង់ស៊ីម ដែលជាលទ្ធផលដែលអត្រានៃប្រតិកម្មអង់ស៊ីមថយចុះ។ ជាតិដែកធ្ងន់ អាស៊ីតសរីរាង្គ និងសមាសធាតុផ្សេងទៀតដើរតួជាអ្នករារាំង។

ធម្មទេសនា ១១

រចនាសម្ព័ន្ធនៃអាតូម

មាននិយមន័យពីរនៃពាក្យ "អាតូម" ។ អាតូមគឺជាភាគល្អិតតូចបំផុតនៃធាតុគីមីដែលរក្សានូវលក្ខណៈសម្បត្តិគីមីរបស់វា។

អាតូមគឺ​ជា​ប្រព័ន្ធ​អព្យាក្រឹត​អគ្គិសនី​ដែល​មាន​ស្នូល​ដែល​មាន​បន្ទុក​វិជ្ជមាន និង​សំបក​អេឡិចត្រុង​ដែល​មាន​បន្ទុក​អវិជ្ជមាន។

គោលលទ្ធិ​នៃ​អាតូម​បាន​ឈាន​ដល់​ការ​អភិវឌ្ឍ​យ៉ាង​យូរ។ ដំណាក់កាលសំខាន់ៗក្នុងការអភិវឌ្ឍន៍អាតូមិចរួមមានៈ

1) ដំណាក់កាលទស្សនវិជ្ជាធម្មជាតិ - ដំណាក់កាលនៃការបង្កើតគំនិតនៃរចនាសម្ព័ន្ធអាតូមនៃរូបធាតុដែលមិនត្រូវបានបញ្ជាក់ដោយការពិសោធន៍ (សតវត្សទី 5 មុនគ - សតវត្សទី 16 នៃគ។

2) ដំណាក់កាលនៃការបង្កើតសម្មតិកម្មអំពីអាតូមជាភាគល្អិតតូចបំផុតនៃធាតុគីមី (សតវត្សទី XVIII-XIX);

3) ដំណាក់កាលនៃការបង្កើតគំរូរូបវន្តដែលឆ្លុះបញ្ចាំងពីភាពស្មុគស្មាញនៃរចនាសម្ព័ន្ធអាតូម និងធ្វើឱ្យវាអាចពិពណ៌នាអំពីលក្ខណៈសម្បត្តិរបស់វា (ចាប់ផ្តើមនៃសតវត្សទី 20)

4) ដំណាក់កាលទំនើបនៃអាតូមិចត្រូវបានគេហៅថា មេកានិចកង់ទិច។ មេកានិចកង់ទិចគឺជាផ្នែកនៃរូបវិទ្យាដែលសិក្សាចលនានៃភាគល្អិតបឋម។

ផែនការ

11.1. រចនាសម្ព័ន្ធនៃស្នូល។ អ៊ីសូតូប។

11.2. គំរូមេកានិច Quantum នៃសែលអេឡិចត្រុងនៃអាតូម។

11.3. លក្ខណៈរូបវិទ្យា និងគីមីនៃអាតូម។

រចនាសម្ព័ន្ធនៃស្នូល។ អ៊ីសូតូប

ស្នូលអាតូម- នេះគឺជាភាគល្អិតដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមាន ដែលមានប្រូតុង នឺត្រុង និងភាគល្អិតបឋមមួយចំនួនទៀត។

វាត្រូវបានគេទទួលយកជាទូទៅថាភាគល្អិតបឋមនៃស្នូលគឺប្រូតុង និងនឺត្រុង។ ប្រូតុង (ទំ) -វាគឺជាភាគល្អិតបឋមដែលម៉ាស់អាតូមដែលទាក់ទងគឺ 1 អាមូ ហើយបន្ទុកដែលទាក់ទងគឺ + 1 ។ នឺត្រុង (ន) -វាគឺជាភាគល្អិតបឋមដែលមិនមានបន្ទុកអគ្គិសនី ម៉ាស់គឺស្មើនឹងម៉ាស់ប្រូតុង។

ស្នូលមានផ្ទុក 99.95% នៃម៉ាស់អាតូម។ កម្លាំងនុយក្លេអ៊ែរពិសេសនៃផ្នែកបន្ថែមធ្វើសកម្មភាពរវាងភាគល្អិតបឋម លើសពីកម្លាំងនៃការបញ្ចេញអេឡិចត្រូស្តាត។

លក្ខណៈជាមូលដ្ឋាននៃអាតូមគឺ គិតថ្លៃរបស់គាត់។ ស្នូលស្មើនឹងចំនួនប្រូតុង និងស្របគ្នានឹងលេខសៀរៀលនៃធាតុនៅក្នុងប្រព័ន្ធតាមកាលកំណត់នៃធាតុគីមី។ ការប្រមូលផ្តុំ (ប្រភេទ) នៃអាតូមដែលមានបន្ទុកនុយក្លេអ៊ែរដូចគ្នាត្រូវបានគេហៅថា ធាតុគីមី. ធាតុដែលមានលេខពី 1 ដល់ 92 ត្រូវបានរកឃើញនៅក្នុងធម្មជាតិ។

អ៊ីសូតូប- ទាំងនេះគឺជាអាតូមនៃធាតុគីមីដូចគ្នាដែលមានចំនួនប្រូតុងដូចគ្នា និងចំនួននឺត្រុងផ្សេងគ្នានៅក្នុងស្នូល។

ដែលលេខម៉ាស់ (A) គឺជាម៉ាស់នៃស្នូល Z គឺជាបន្ទុកនៃស្នូល។

ធាតុគីមីនីមួយៗគឺជាល្បាយនៃអ៊ីសូតូប។ តាមក្បួនមួយឈ្មោះអ៊ីសូតូបស្របគ្នានឹងឈ្មោះធាតុគីមី។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ឈ្មោះពិសេសត្រូវបានណែនាំសម្រាប់អ៊ីសូតូបអ៊ីដ្រូសែន។ ធាតុគីមីអ៊ីដ្រូសែនត្រូវបានតំណាងដោយអ៊ីសូតូបចំនួនបី៖

លេខ p Number n

ប្រូតេអ៊ីន H 10

Deuterium D 1 1

Tritium T 1 2

អ៊ីសូតូបនៃធាតុគីមីអាចមានស្ថេរភាព ឬវិទ្យុសកម្ម។ អ៊ីសូតូមវិទ្យុសកម្មមានស្នូលដែលដួលរលំដោយឯកឯងជាមួយនឹងការចេញផ្សាយនៃភាគល្អិតនិងថាមពល។ ស្ថេរភាពនៃស្នូលត្រូវបានកំណត់ដោយសមាមាត្រនឺត្រុង - ប្រូតុងរបស់វា។

ការចូលទៅក្នុងខ្លួនប្រាណ radionuclides រំខានដល់ដំណើរការនៃដំណើរការជីវគីមីដ៏សំខាន់បំផុត កាត់បន្ថយភាពស៊ាំ បំផ្លាញរាងកាយទៅនឹងជំងឺ។ រាងកាយការពារខ្លួនពីឥទ្ធិពលនៃវិទ្យុសកម្ម ដោយជ្រើសរើសធាតុដែលស្រូបយកពីបរិស្ថាន។ អ៊ីសូតូបមានស្ថេរភាព មានអាទិភាពជាងអ៊ីសូតូបវិទ្យុសកម្ម។ ម្យ៉ាងវិញទៀត អ៊ីសូតូបដែលមានស្ថេរភាពរារាំងការប្រមូលផ្តុំនៃអ៊ីសូតូបវិទ្យុសកម្មនៅក្នុងសារពាង្គកាយមានជីវិត (តារាងទី 8) ។

សៀវភៅរបស់ S. Shannon "អាហារូបត្ថម្ភក្នុងយុគសម័យអាតូមិក" ផ្តល់នូវទិន្នន័យដូចខាងក្រោម។ ប្រសិនបើកម្រិតទប់ស្កាត់នៃអ៊ីសូតូបដែលមានស្ថេរភាពនៃអ៊ីយ៉ូតស្មើនឹង ~ 100 មីលីក្រាមត្រូវបានគេយកមិនលើសពី 2 ម៉ោងបន្ទាប់ពី I-131 ចូលទៅក្នុងខ្លួននោះការស្រូបយកវិទ្យុសកម្មនៅក្នុងក្រពេញទីរ៉ូអ៊ីតនឹងថយចុះ 90% ។

វិទ្យុសកម្មអ៊ីសូតូបត្រូវបានប្រើក្នុងវេជ្ជសាស្ត្រ

សម្រាប់ការធ្វើរោគវិនិច្ឆ័យនៃជំងឺមួយចំនួន,

សម្រាប់ការព្យាបាលជំងឺមហារីកគ្រប់ទម្រង់។

សម្រាប់ការសិក្សា pathophysiological ។

តារាងទី 8 - ឥទ្ធិពលរារាំងនៃអ៊ីសូតូបដែលមានស្ថេរភាព

Kinetics នៃប្រតិកម្មអង់ស៊ីម។ Kinetics សិក្សាពីអត្រា យន្តការនៃប្រតិកម្ម និងឥទ្ធិពលនៃកត្តាដូចជាកំហាប់នៃអង់ស៊ីម និងស្រទាប់ខាងក្រោម សីតុណ្ហភាព pH នៃមធ្យម វត្តមានរបស់ inhibitors ឬ activators ។

នៅកំហាប់ស្រទាប់ខាងក្រោមថេរ អត្រាប្រតិកម្មគឺសមាមាត្រដោយផ្ទាល់ទៅនឹងកំហាប់អង់ស៊ីម។ ក្រាហ្វនៃការពឹងផ្អែកនៃអត្រានៃប្រតិកម្មអង់ស៊ីមលើកំហាប់នៃស្រទាប់ខាងក្រោមមានទម្រង់ជាអ៊ីសូសែលអ៊ីពែបូឡា។

ការពឹងផ្អែកលើអត្រាប្រតិកម្មអង់ស៊ីមលើកំហាប់នៃអង់ស៊ីម (ក) និងស្រទាប់ខាងក្រោម (ខ)

ការពឹងផ្អែកនៃអត្រាប្រតិកម្មអង់ស៊ីមលើកំហាប់ស្រទាប់ខាងក្រោមត្រូវបានពិពណ៌នា សមីការ Michaelis-Menten:

ដែល V គឺជាអត្រាស្ថានីនៃប្រតិកម្មជីវគីមី; Vmax - ល្បឿនអតិបរមា; គីឡូម៉ែត្រ - Michaelis ថេរ; [S] - កំហាប់ស្រទាប់ខាងក្រោម។

ប្រសិនបើកំហាប់ស្រទាប់ខាងក្រោមមានកម្រិតទាប ឧ. [S]<< Кm, то [S] в знаменателе можно пренебречь.

បន្ទាប់មក

ដូច្នេះ នៅកំហាប់ស្រទាប់ខាងក្រោមទាប អត្រាប្រតិកម្មគឺសមាមាត្រដោយផ្ទាល់ទៅនឹងកំហាប់ស្រទាប់ខាងក្រោម ហើយត្រូវបានពិពណ៌នាដោយសមីការលំដាប់ទីមួយ។ នេះត្រូវគ្នាទៅនឹងផ្នែកត្រង់ដំបូងនៃខ្សែកោង V = f[S] (រូបភាព ខ) ។

នៅកំហាប់ស្រទាប់ខាងក្រោមខ្ពស់ [S] >> Km នៅពេលដែល Km អាចត្រូវបានធ្វេសប្រហែស សមីការ Michaelis-Menten ទទួលបានទម្រង់ i.e. V=Vmax.

ដូច្នេះ នៅកំហាប់ស្រទាប់ខាងក្រោមខ្ពស់ អត្រាប្រតិកម្មក្លាយជាអតិបរមា ហើយត្រូវបានពិពណ៌នាដោយសមីការលំដាប់សូន្យ។ នេះ​ត្រូវ​នឹង​ផ្នែក​នៃ​ខ្សែកោង V =f [S] ស្រប​នឹង​អ័ក្ស x ។

នៅការប្រមូលផ្តុំស្រទាប់ខាងក្រោមជាលេខដែលប្រៀបធៀបទៅនឹងថេរ Michaelis អត្រាប្រតិកម្មកើនឡើងបន្តិចម្តងៗ។ នេះគឺស្របទៅនឹងគំនិតអំពីយន្តការនៃប្រតិកម្មអង់ស៊ីម៖

ដែល S ជាស្រទាប់ខាងក្រោម; អ៊ី - អង់ស៊ីម; អេស - ស្មុគស្មាញអង់ស៊ីមស្រទាប់ខាងក្រោម; P - ផលិតផល; k1 គឺជាអត្រាថេរសម្រាប់ការបង្កើតស្មុគស្មាញអង់ស៊ីម-ស្រទាប់ខាងក្រោម។ k2 គឺជាអត្រាថេរនៃការ decomposition នៃស្មុគស្មាញ enzyme-substrate ជាមួយនឹងការបង្កើត reagents ដំបូង; k3 គឺ​ជា​អត្រា​ថេរ​នៃ​ការ​រលួយ​នៃ​ស្រទាប់​ខាងក្រោម​អង់ស៊ីម​ជាមួយ​នឹង​ការ​បង្កើត​ផលិតផល។

អត្រាបំប្លែងស្រទាប់ខាងក្រោមជាមួយនឹងការបង្កើតផលិតផល (P) គឺសមាមាត្រទៅនឹងកំហាប់នៃអង់ស៊ីមស្រទាប់ខាងក្រោម។ នៅកំហាប់ស្រទាប់ខាងក្រោមទាប ដំណោះស្រាយមានចំនួនជាក់លាក់នៃម៉ូលេគុលអង់ស៊ីមសេរី (E) ដែលមិនត្រូវបានចងភ្ជាប់ទៅនឹងស្មុគស្មាញ (ES) ។ ដូច្នេះជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃការប្រមូលផ្តុំនៃស្រទាប់ខាងក្រោមការប្រមូលផ្តុំនៃស្មុគស្មាញកើនឡើងហើយជាលទ្ធផលអត្រានៃការបង្កើតផលិតផលក៏កើនឡើងផងដែរ។ នៅកំហាប់ស្រទាប់ខាងក្រោមខ្ពស់ ម៉ូលេគុលអង់ស៊ីមទាំងអស់ត្រូវបានចងភ្ជាប់ទៅនឹង ES complex (បាតុភូតតិត្ថិភាពអង់ស៊ីម) ដូច្នេះការកើនឡើងបន្ថែមទៀតនៃកំហាប់ស្រទាប់ខាងក្រោមមិនបង្កើនកំហាប់នៃសារធាតុស្មុគស្មាញទេ ហើយអត្រានៃការបង្កើតផលិតផលនៅតែថេរ។

ដូច្នេះអត្ថន័យរាងកាយនៃអត្រាអតិបរមានៃប្រតិកម្មអង់ស៊ីមក្លាយជាច្បាស់លាស់។ Vmax គឺជា​អត្រា​ដែល​អង់ស៊ីម​មាន​ប្រតិកម្ម ដែល​មាន​ទាំង​ស្រុង​ជា​អង់ស៊ីម​ស្រទាប់​ខាងក្រោម។.

លេខថេររបស់ Michaelis ទាក់ទងទៅនឹងកំហាប់ស្រទាប់ខាងក្រោមដែលល្បឿនស្ថានីស្មើនឹងពាក់កណ្តាលអតិបរមា។ ថេរ​នេះ​កំណត់​លក្ខណៈ​ថេរ​នៃ​ការ​បំបែក​នៃ​ស្មុគស្មាញ​អង់ស៊ីម​ស្រទាប់​ខាងក្រោម៖

អត្ថន័យរាងកាយរបស់ Michaelis ថេរនៅក្នុងនោះវាកំណត់លក្ខណៈនៃទំនាក់ទំនងនៃអង់ស៊ីមសម្រាប់ស្រទាប់ខាងក្រោម។ Km មាន​តម្លៃ​តូច​នៅ​ពេល k1 > (k2 + k3), i.e. ដំណើរការនៃការបង្កើតស្មុគ្រស្មាញ ES ឈ្នះលើដំណើរការនៃការបំបែក ES ។ ដូច្នេះតម្លៃ Km កាន់តែទាប ភាពស្និទ្ធស្នាលរបស់អង់ស៊ីមកាន់តែធំសម្រាប់ស្រទាប់ខាងក្រោម។ ផ្ទុយទៅវិញ ប្រសិនបើ Km ធំ នោះ (k2 + k3) > k1 និង ES ដំណើរការផ្តាច់មុខលើស។ ក្នុងករណីនេះភាពស្និទ្ធស្នាលនៃអង់ស៊ីមសម្រាប់ស្រទាប់ខាងក្រោមគឺទាប។

ថ្នាំទប់ស្កាត់អង់ស៊ីម និងសារធាតុសកម្ម . ថ្នាំទប់ស្កាត់អង់ស៊ីមហៅថាសារធាតុដែលកាត់បន្ថយសកម្មភាពរបស់អង់ស៊ីម។ ភ្នាក់ងារបន្សាបជាតិពុលណាមួយ (ឧទាហរណ៍ អំបិលដែកធ្ងន់ អាស៊ីត) គឺជាសារធាតុរារាំងអង់ស៊ីមមិនជាក់លាក់។

ថ្នាំទប់ស្កាត់ដែលអាចផ្លាស់ប្តូរបាន។គឺជាសមាសធាតុដែលធ្វើអន្តរកម្មមិន-covalent ជាមួយអង់ស៊ីម។ ថ្នាំទប់ស្កាត់ដែលមិនអាចត្រឡប់វិញបាន។- ទាំងនេះគឺជាសមាសធាតុដែលចងជាពិសេសក្រុមមុខងារនៃមជ្ឈមណ្ឌលសកម្ម និងបង្កើតចំណង covalent ជាមួយអង់ស៊ីម។

ការរារាំងបញ្ច្រាសត្រូវបានបែងចែកទៅជាការប្រកួតប្រជែងនិងមិនប្រកួតប្រជែង។ ការរារាំងការប្រកួតប្រជែងបង្ហាញពីភាពស្រដៀងគ្នានៃរចនាសម្ព័ន្ធរវាង inhibitor និងស្រទាប់ខាងក្រោម។ inhibitor កាន់កាប់កន្លែងមួយនៅក្នុងទីតាំងសកម្មនៃអង់ស៊ីម ហើយចំនួនសំខាន់នៃម៉ូលេគុលអង់ស៊ីមត្រូវបានរារាំង។ ការទប់ស្កាត់ការប្រកួតប្រជែងអាចត្រូវបានយកចេញដោយការបង្កើនកំហាប់នៃស្រទាប់ខាងក្រោម។ ក្នុងករណីនេះស្រទាប់ខាងក្រោមផ្លាស់ទីលំនៅ inhibitor ប្រកួតប្រជែងពីកន្លែងសកម្ម។

ការរារាំងបញ្ច្រាសអាចជា មិនប្រកួតប្រជែងទាក់ទងនឹងស្រទាប់ខាងក្រោម។ ក្នុងករណីនេះ inhibitor មិនប្រកួតប្រជែងសម្រាប់ទីតាំងនៃការភ្ជាប់ទៅនឹងអង់ស៊ីមនោះទេ។ ស្រទាប់ខាងក្រោម និងសារធាតុ inhibitor ភ្ជាប់ទៅនឹងកន្លែងផ្សេងគ្នា ដូច្នេះមានលទ្ធភាពនៃការបង្កើត IE complex ក៏ដូចជា ternary IES complex ដែលអាច decompose ជាមួយនឹងការបញ្ចេញផលិតផល ប៉ុន្តែក្នុងអត្រាយឺតជាង ES complex .

ដោយ ធម្មជាតិនៃសកម្មភាពរបស់អ្នក។ថ្នាំទប់ស្កាត់ត្រូវបានបែងចែកជាៈ

• ជាក់លាក់,
• មិនជាក់លាក់។

ថ្នាំទប់ស្កាត់ជាក់លាក់មានឥទ្ធិពលរបស់វាទៅលើអង់ស៊ីម ដោយភ្ជាប់ជាមួយចំណង covalent នៅក្នុងមជ្ឈមណ្ឌលសកម្មនៃអង់ស៊ីម ហើយបិទវាចេញពីលំហនៃសកម្មភាព។

ការទប់ស្កាត់មិនជាក់លាក់ពាក់ព័ន្ធនឹងឥទ្ធិពលលើអង់ស៊ីមនៃភ្នាក់ងារ denaturing (អំបិលនៃលោហធាតុធ្ងន់អ៊ុយ។ ល។ ) ។ ក្នុងករណីនេះជាលទ្ធផលនៃការបំផ្លាញរចនាសម្ព័ន្ធ quaternary និង tertiary នៃប្រូតេអ៊ីនសកម្មភាពជីវសាស្រ្តនៃអង់ស៊ីមត្រូវបានបាត់បង់។

អង់ស៊ីមសកម្មគឺជាសារធាតុដែលបង្កើនអត្រានៃប្រតិកម្មអង់ស៊ីម។ ភាគច្រើនជាញឹកញាប់ អ៊ីយ៉ុងដែក (Fe2+, Fe3+, Cu2+, Co2+, Mn2+, Mg2+ ជាដើម) ដើរតួជាអ្នកធ្វើឱ្យសកម្ម។ បែងចែករវាងលោហៈដែលជាផ្នែកមួយនៃ metalloenzymes ដែលជា cofactorsនិងដើរតួជាអង់ស៊ីមសកម្ម។ Cofactors អាចភ្ជាប់យ៉ាងរឹងមាំទៅនឹងផ្នែកប្រូតេអ៊ីននៃអង់ស៊ីម ប៉ុន្តែសម្រាប់ activators ពួកគេត្រូវបានបំបែកយ៉ាងងាយស្រួលពី apoenzyme ។ លោហធាតុបែបនេះគឺជាអ្នកចូលរួមជាកាតព្វកិច្ចក្នុងសកម្មភាពកាតាលីករដែលកំណត់សកម្មភាពរបស់អង់ស៊ីម។ ភ្នាក់ងារធ្វើឱ្យសកម្ម បង្កើនប្រសិទ្ធភាពកាតាលីករប៉ុន្តែអវត្តមានរបស់ពួកគេមិនរារាំងប្រតិកម្មអង់ស៊ីមពីដំណើរការនោះទេ។ តាមក្បួនមួយ cofactor លោហៈមានអន្តរកម្មជាមួយក្រុមដែលមានបន្ទុកអវិជ្ជមាននៃស្រទាប់ខាងក្រោម។ លោហៈដែលមាន valence អថេរចូលរួមក្នុងការផ្លាស់ប្តូរអេឡិចត្រុងរវាងស្រទាប់ខាងក្រោម និងអង់ស៊ីម។ លើសពីនេះទៀតពួកវាត្រូវបានចូលរួមនៅក្នុងការបង្កើតការអនុលោមតាមអន្តរកាលដែលមានស្ថេរភាពនៃអង់ស៊ីមដែលរួមចំណែកដល់ការបង្កើតស្មុគស្មាញ ES កាន់តែលឿន។

បទប្បញ្ញត្តិនៃសកម្មភាពអង់ស៊ីម . យន្តការសំខាន់មួយសម្រាប់គ្រប់គ្រងការរំលាយអាហារគឺបទប្បញ្ញត្តិនៃសកម្មភាពអង់ស៊ីម។ ឧទាហរណ៍មួយគឺបទប្បញ្ញត្តិ allosteric បទប្បញ្ញត្តិដោយ activators និង inhibitors ។ ជារឿយៗវាជាករណីដែលផលិតផលចុងក្រោយនៃផ្លូវមេតាបូលីសគឺជាអ្នករារាំងអង់ស៊ីមនិយតកម្ម។ ប្រភេទនៃការទប់ស្កាត់នេះត្រូវបានគេហៅថា retroinhibition ឬការរារាំងប្រតិកម្មអវិជ្ជមាន។

អង់ស៊ីមជាច្រើនត្រូវបានផលិតជាសារធាតុ proenzyme អសកម្ម ហើយបន្ទាប់មកត្រូវបានធ្វើឱ្យសកម្មនៅពេលត្រឹមត្រូវដោយ proteolysis ផ្នែក។ proteolysis ផ្នែក- ការបំបែកផ្នែកមួយនៃម៉ូលេគុលដែលនាំឱ្យមានការផ្លាស់ប្តូររចនាសម្ព័ន្ធទីបីនៃប្រូតេអ៊ីននិងការបង្កើតមជ្ឈមណ្ឌលសកម្មនៃអង់ស៊ីម។

អង់ស៊ីម oligomeric មួយចំនួនអាចផ្លាស់ប្តូរសកម្មភាពរបស់ពួកគេដោយសារតែ សមាគម - ការបំបែកនៃអនុផ្នែករួមបញ្ចូលនៅក្នុងសមាសភាពរបស់ពួកគេ។

អង់ស៊ីមជាច្រើនអាចត្រូវបានរកឃើញក្នុងទម្រង់ពីរ៖ ជាប្រូតេអ៊ីនសាមញ្ញ និងជាផូស្វ័រប្រូតេអ៊ីន។ ការផ្លាស់ប្តូរពីទម្រង់មួយទៅទម្រង់មួយទៀតត្រូវបានអមដោយការផ្លាស់ប្តូរសកម្មភាពកាតាលីករ។

អត្រានៃប្រតិកម្មអង់ស៊ីមអាស្រ័យលើ បរិមាណអង់ស៊ីមដែលនៅក្នុងក្រឡាត្រូវបានកំណត់ដោយសមាមាត្រនៃអត្រានៃការសំយោគ និងការពុកផុយរបស់វា។ វិធីនៃការគ្រប់គ្រងអត្រានៃប្រតិកម្មអង់ស៊ីមគឺជាដំណើរការយឺតជាងបទប្បញ្ញត្តិនៃសកម្មភាពអង់ស៊ីម។

enzymatic kinetics សិក្សាពីអត្រានៃប្រតិកម្មដែលជំរុញដោយអង់ស៊ីមអាស្រ័យលើលក្ខខណ្ឌផ្សេងៗ (ការប្រមូលផ្តុំ សីតុណ្ហភាព pH ។ល។) នៃអន្តរកម្មរបស់ពួកគេជាមួយស្រទាប់ខាងក្រោម។

ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយអង់ស៊ីមគឺជាប្រូតេអ៊ីនដែលងាយនឹងឥទ្ធិពលនៃឥទ្ធិពលខាងក្រៅផ្សេងៗ។ ដូច្នេះនៅពេលសិក្សាពីអត្រានៃប្រតិកម្មអង់ស៊ីម ភាគច្រើនការប្រមូលផ្តុំនៃប្រតិកម្មត្រូវបានយកមកពិចារណា ហើយឥទ្ធិពលនៃសីតុណ្ហភាព pH នៃមធ្យម សារធាតុសកម្ម សារធាតុរារាំង និងកត្តាផ្សេងទៀតត្រូវបានព្យាយាមបង្រួមអប្បបរមា ហើយលក្ខខណ្ឌស្តង់ដារត្រូវបានបង្កើតឡើង។ ទីមួយនេះគឺជាតម្លៃ pH ដ៏ល្អប្រសើររបស់ឧបករណ៍ផ្ទុកសម្រាប់អង់ស៊ីមនេះ។ ទីពីរ វាត្រូវបានណែនាំអោយរក្សាសីតុណ្ហភាពនៅ 25°C តាមដែលអាចធ្វើទៅបាន។ ទីបី ការតិត្ថិភាពពេញលេញនៃអង់ស៊ីមជាមួយនឹងស្រទាប់ខាងក្រោមត្រូវបានសម្រេច។ ចំណុចនេះមានសារៈសំខាន់ជាពិសេស ចាប់តាំងពីនៅកំហាប់ស្រទាប់ខាងក្រោមទាប មិនមែនម៉ូលេគុលអង់ស៊ីមទាំងអស់ចូលរួមក្នុងប្រតិកម្មនោះទេ (រូបភាព 6.5, ក) ដែលមានន័យថាលទ្ធផលនឹងនៅឆ្ងាយពីអតិបរមាដែលអាចធ្វើបាន។ ថាមពលខ្ពស់បំផុតនៃប្រតិកម្មកាតាលីករ វត្ថុផ្សេងទៀតស្មើគ្នាត្រូវបានសម្រេច ប្រសិនបើម៉ូលេគុលអង់ស៊ីមនីមួយៗពាក់ព័ន្ធនឹងការបំប្លែង ពោលគឺឧ។ នៅកំហាប់ខ្ពស់នៃស្មុគស្មាញអង់ស៊ីម-ស្រទាប់ខាងក្រោម (រូបភាព ៦.៥, ក្នុង)ប្រសិនបើការប្រមូលផ្តុំនៃស្រទាប់ខាងក្រោមមិនធានាបាននូវការតិត្ថិភាពពេញលេញនៃអង់ស៊ីម (រូបភាព 6.5, ខ) បន្ទាប់មកអត្រានៃប្រតិកម្មដំណើរការមិនឈានដល់តម្លៃអតិបរមាទេ។

អង្ករ។ ៦៥.

ក -នៅកំហាប់ស្រទាប់ខាងក្រោមទាប; 6 - ជាមួយនឹងកំហាប់មិនគ្រប់គ្រាន់នៃស្រទាប់ខាងក្រោម; ក្នុង -នៅពេលដែលអង់ស៊ីមត្រូវបានឆ្អែតទាំងស្រុងជាមួយនឹងស្រទាប់ខាងក្រោម

អត្រានៃប្រតិកម្មអង់ស៊ីមដែលត្រូវបានវាស់វែងនៅក្រោមលក្ខខណ្ឌខាងលើ និងការតិត្ថិភាពពេញលេញនៃអង់ស៊ីមជាមួយស្រទាប់ខាងក្រោមត្រូវបានគេហៅថា អត្រាអតិបរមានៃប្រតិកម្មអង់ស៊ីម (វ).

អត្រានៃប្រតិកម្មអង់ស៊ីម ដែលកំណត់នៅពេលដែលអង់ស៊ីមមិនឆ្អែតទាំងស្រុងជាមួយនឹងស្រទាប់ខាងក្រោម ត្រូវបានបង្ហាញ v.

កាតាលីករអង់ស៊ីមអាចត្រូវបានពិពណ៌នាយ៉ាងសាមញ្ញដោយគ្រោងការណ៍

ដែល F គឺជាអង់ស៊ីម; S - ស្រទាប់ខាងក្រោម; FS - ស្មុគស្មាញអង់ស៊ីមស្រទាប់ខាងក្រោម។

ដំណាក់កាលនីមួយៗនៃដំណើរការនេះត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយល្បឿនជាក់លាក់មួយ។ ឯកតាសម្រាប់វាស់អត្រានៃប្រតិកម្មអង់ស៊ីមគឺជាចំនួននៃ moles នៃស្រទាប់ខាងក្រោមដែលបម្លែងទៅជាឯកតានៃពេលវេលា(ដូចជាអត្រាប្រតិកម្មធម្មតា)។

អន្តរកម្មនៃអង់ស៊ីមជាមួយស្រទាប់ខាងក្រោមនាំទៅរកការបង្កើតស្មុគស្មាញអង់ស៊ីម-ស្រទាប់ខាងក្រោម ប៉ុន្តែដំណើរការនេះអាចបញ្ច្រាស់បាន។ អត្រានៃប្រតិកម្មទៅមុខ និងបញ្ច្រាសអាស្រ័យលើកំហាប់នៃប្រតិកម្ម និងត្រូវបានពិពណ៌នាដោយសមីការដែលត្រូវគ្នា៖

សមីការ (៦.៣) មានសុពលភាពក្នុងលំនឹង ដោយសារអត្រានៃប្រតិកម្មទៅមុខ និងបញ្ច្រាសគឺស្មើគ្នា។

ការជំនួសអត្រានៃប្រតិកម្មផ្ទាល់ (6.1) និងបញ្ច្រាស (6.2) ទៅជាសមីការ (6.3) យើងទទួលបានសមភាព៖

ស្ថានភាពនៃលំនឹងត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយការដែលត្រូវគ្នា។ លំនឹងថេរ K p,ស្មើនឹងសមាមាត្រនៃថេរនៃប្រតិកម្មផ្ទាល់ និងបញ្ច្រាស (6.5) ។ បដិវត្តនៃថេរលំនឹងត្រូវបានគេហៅថា ស្រទាប់ខាងក្រោមថេរ K s ,ឬការបំបែកថេរនៃស្មុគស្មាញអង់ស៊ីម-ស្រទាប់ខាងក្រោម៖

ពីសមីការ (6.6) វាច្បាស់ណាស់ថាថេរស្រទាប់ខាងក្រោមមានការថយចុះនៅកំហាប់ខ្ពស់នៃស្មុគស្មាញអង់ស៊ីម-ស្រទាប់ខាងក្រោមពោលគឺឧ។ ជាមួយនឹងស្ថេរភាពដ៏អស្ចារ្យ។ ដូច្នេះ កម្រិតថេរនៃស្រទាប់ខាងក្រោមកំណត់លក្ខណៈនៃភាពស្និទ្ធស្នាលនៃអង់ស៊ីម និងស្រទាប់ខាងក្រោម និងសមាមាត្រនៃអត្រាថេរសម្រាប់ការបង្កើត និងការបំបែកនៃស្មុគស្មាញអង់ស៊ីម-ស្រទាប់ខាងក្រោម។

បាតុភូតនៃការតិត្ថិភាពនៃអង់ស៊ីមជាមួយនឹងស្រទាប់ខាងក្រោមត្រូវបានសិក្សាដោយ Leonor Michaelis និង Maud Mepten ។ ដោយផ្អែកលើដំណើរការគណិតវិទ្យានៃលទ្ធផល ពួកគេទទួលបានសមីការ (6.7) ដែលបានទទួលឈ្មោះរបស់ពួកគេ ដែលវាច្បាស់ណាស់ថានៅកំហាប់ខ្ពស់នៃស្រទាប់ខាងក្រោម និងតម្លៃទាបនៃថេរស្រទាប់ខាងក្រោម អត្រានៃប្រតិកម្មអង់ស៊ីមមាននិន្នាការ។ ដល់អតិបរមា។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ សមីការនេះមានកម្រិតព្រោះវាមិនគិតពីប៉ារ៉ាម៉ែត្រទាំងអស់៖

ស្មុគស្មាញអង់ស៊ីម-ស្រទាប់ខាងក្រោមកំឡុងពេលប្រតិកម្មអាចឆ្លងកាត់ការផ្លាស់ប្តូរក្នុងទិសដៅផ្សេងៗគ្នា៖

• បំបែកទៅជាសារធាតុដើម;
• ត្រូវបានបំប្លែងទៅជាផលិតផលដែលអង់ស៊ីមត្រូវបានបំបែកមិនផ្លាស់ប្តូរ។

ដូច្នេះដើម្បីពិពណ៌នាអំពីឥទ្ធិពលទាំងមូលនៃដំណើរការអង់ស៊ីមគំនិត Michaelis ថេរ K t,ដែលបង្ហាញពីទំនាក់ទំនងនៃអត្រាថេរនៃប្រតិកម្មទាំងបីនៃកាតាលីករអង់ស៊ីម (6.8) ។ ប្រសិនបើពាក្យទាំងពីរត្រូវបានបែងចែកដោយអត្រាថេរនៃប្រតិកម្មនៃការបង្កើតអង់ស៊ីមស្រទាប់ខាងក្រោម នោះកន្សោម (6.9) នឹងត្រូវបានទទួល៖

corollary សំខាន់មួយធ្វើតាមសមីការ (6.9): ថេរ Michaelis តែងតែធំជាងថេរស្រទាប់ខាងក្រោមដោយ k 2 /kv

ជាលេខ K tគឺស្មើនឹងកំហាប់នៃស្រទាប់ខាងក្រោម ដែលអត្រាប្រតិកម្មគឺពាក់កណ្តាលនៃអត្រាអតិបរមាដែលអាចធ្វើទៅបាន ហើយត្រូវគ្នាទៅនឹងការតិត្ថិភាពនៃអង់ស៊ីមជាមួយស្រទាប់ខាងក្រោម ដូចក្នុងរូបភព។ ៦.៥, ខ.ចាប់តាំងពីនៅក្នុងការអនុវត្តវាមិនតែងតែអាចធ្វើទៅបានដើម្បីសម្រេចបាននូវតិត្ថិភាពពេញលេញនៃអង់ស៊ីមជាមួយនឹងស្រទាប់ខាងក្រោមវាគឺជា K tប្រើដើម្បីប្រៀបធៀបលក្ខណៈ kinetic នៃអង់ស៊ីម។

អត្រានៃប្រតិកម្មអង់ស៊ីមនៅក្នុងករណីនៃការតិត្ថិភាពមិនពេញលេញនៃអង់ស៊ីមជាមួយស្រទាប់ខាងក្រោម (6.10) អាស្រ័យលើកំហាប់នៃអង់ស៊ីមស្រទាប់ខាងក្រោមស្មុគស្មាញ។ មេគុណនៃសមាមាត្រគឺជាប្រតិកម្មថេរសម្រាប់ការបញ្ចេញអង់ស៊ីម និងផលិតផល ចាប់តាំងពីវាផ្លាស់ប្តូរកំហាប់នៃស្រទាប់ខាងក្រោមនៃអង់ស៊ីម៖

បន្ទាប់ពីការផ្លាស់ប្តូរដោយគិតគូរពីភាពអាស្រ័យដែលបានបង្ហាញខាងលើអត្រានៃប្រតិកម្មអង់ស៊ីមនៅក្នុងករណីនៃការតិត្ថិភាពមិនពេញលេញនៃអង់ស៊ីមជាមួយនឹងស្រទាប់ខាងក្រោមត្រូវបានពិពណ៌នាដោយសមីការ (6.11) i.e. អាស្រ័យលើកំហាប់នៃអង់ស៊ីម ស្រទាប់ខាងក្រោម និងទំនាក់ទំនងរបស់វា។ Ks៖

ការពឹងផ្អែកក្រាហ្វិកនៃអត្រានៃប្រតិកម្មអង់ស៊ីមលើកំហាប់នៃស្រទាប់ខាងក្រោមគឺមិនមែនជាលីនេអ៊ែរទេ។ ដូចដែលបានបង្ហាញយ៉ាងច្បាស់ពីរូបភព។ 6.6 ជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃការប្រមូលផ្តុំនៃស្រទាប់ខាងក្រោមការកើនឡើងនៃសកម្មភាពនៃអង់ស៊ីមត្រូវបានអង្កេត។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយនៅពេលដែលការតិត្ថិភាពអតិបរមានៃអង់ស៊ីមជាមួយនឹងស្រទាប់ខាងក្រោមត្រូវបានឈានដល់អត្រានៃប្រតិកម្មអង់ស៊ីមក្លាយជាអតិបរមា។ ដូច្នេះកត្តាកំណត់អត្រាប្រតិកម្មគឺការកកើតនៃអង់ស៊ីមស្រទាប់ខាងក្រោមស្មុគស្មាញ។

ការអនុវត្តបានបង្ហាញថាការប្រមូលផ្តុំនៃស្រទាប់ខាងក្រោមជាក្បួនត្រូវបានបង្ហាញក្នុងតម្លៃតិចជាងការរួបរួម (10 6 -10 3 mol) ។ វាពិតជាលំបាកណាស់ក្នុងប្រតិបត្តិការជាមួយនឹងបរិមាណបែបនេះក្នុងការគណនា។ ដូច្នេះ G. Lineweaver និង D. Burke បានស្នើឡើងដើម្បីបង្ហាញពីការពឹងផ្អែកក្រាហ្វិកនៃអត្រាប្រតិកម្មអង់ស៊ីមមិននៅក្នុងកូអរដោណេផ្ទាល់ទេ ប៉ុន្តែនៅក្នុងធាតុបញ្ច្រាស។ ពួកគេបានបន្តពីការសន្មត់ថាសម្រាប់តម្លៃស្មើគ្នា ទៅវិញទៅមករបស់ពួកគេក៏ស្មើគ្នាដែរ៖

អង្ករ។ ៦.៦.

បន្ទាប់ពីការផ្លាស់ប្តូរនៃការបញ្ចេញមតិ (6.13) កន្សោមមួយត្រូវបានទទួល ហៅថា សមីការ Lineweaver-Burk (6.14):

ភាពអាស្រ័យក្រាហ្វិកនៃសមីការ Lineweaver-Burk គឺលីនេអ៊ែរ (រូបភាព 6.7) ។ លក្ខណៈ kinetic នៃ enzyme ត្រូវបានកំណត់ដូចខាងក្រោម:

• ផ្នែកកាត់នៅលើអ័ក្ស y គឺស្មើនឹង 1/V;
• ផ្នែកកាត់នៅលើអ័ក្ស x គឺ -1 /K t ។

អង្ករ។ ៦.៧.

វាត្រូវបានគេជឿថាវិធីសាស្ត្រ Lineweaver - Burke អនុញ្ញាតឱ្យអ្នកកំណត់អត្រាប្រតិកម្មអតិបរមាបានត្រឹមត្រូវជាងនៅក្នុងកូអរដោណេផ្ទាល់។ ព័ត៌មានដ៏មានតម្លៃទាក់ទងនឹងការរារាំងអង់ស៊ីមក៏អាចដកស្រង់ចេញពីក្រាហ្វនេះផងដែរ។

មានវិធីផ្សេងទៀតដើម្បីបំប្លែងសមីការ Michaelis-Menten ។ ភាពអាស្រ័យក្រាហ្វិកត្រូវបានប្រើក្នុងការសិក្សាអំពីឥទ្ធិពលនៃឥទ្ធិពលខាងក្រៅផ្សេងៗលើដំណើរការអង់ស៊ីម។

ផ្នែកនៃអង់ស៊ីមវិទ្យានេះសិក្សាពីឥទ្ធិពលនៃកត្តាផ្សេងៗលើអត្រានៃប្រតិកម្មអង់ស៊ីម។ ដោយពិចារណាលើសមីការទូទៅនៃកាតាលីករអង់ស៊ីមនៃប្រតិកម្មបញ្ច្រាសនៃការផ្លាស់ប្តូរនៃស្រទាប់ខាងក្រោមមួយទៅជាផលិតផលមួយ (1)

កត្តាសំខាន់ៗដែលជះឥទ្ធិពលដល់អត្រានៃប្រតិកម្មអង់ស៊ីមគួរតែត្រូវបានគេដាក់ឈ្មោះ៖ កំហាប់ស្រទាប់ខាងក្រោម [S] កំហាប់អង់ស៊ីម [E] និងកំហាប់ផលិតផលប្រតិកម្ម [P]។

អន្តរកម្មនៃអង់ស៊ីមមួយចំនួនជាមួយនឹងស្រទាប់ខាងក្រោមរបស់វាអាចត្រូវបានពិពណ៌នាដោយខ្សែកោងអ៊ីពែរបូលនៃការពឹងផ្អែកនៃអត្រាប្រតិកម្មអង់ស៊ីម V លើកំហាប់នៃស្រទាប់ខាងក្រោម [S] (រូបភាព 19)៖

រូបភពទី 19. ការពឹងផ្អែកលើអត្រានៃប្រតិកម្មអង់ស៊ីមលើកំហាប់នៃស្រទាប់ខាងក្រោម។

ផ្នែកបីអាចត្រូវបានសម្គាល់នៅលើខ្សែកោងនេះដែលអាចត្រូវបានពន្យល់ដោយទីតាំងនៃយន្តការនៃអន្តរកម្មនៃអង់ស៊ីមជាមួយស្រទាប់ខាងក្រោម: OA គឺជាផ្នែកនៃការពឹងផ្អែកសមាមាត្រដោយផ្ទាល់នៃ V នៅលើ [S] ទីតាំងសកម្មនៃអង់ស៊ីម ត្រូវបានបំពេញបន្តិចម្តង ៗ ដោយម៉ូលេគុលស្រទាប់ខាងក្រោមជាមួយនឹងការបង្កើត ES ស្មុគស្មាញដែលមិនស្ថិតស្ថេរ។ ផ្នែក AB - ការពឹងផ្អែក curvilinear នៃ V នៅលើ [S] ការតិត្ថិភាពពេញលេញនៃមជ្ឈមណ្ឌលសកម្មនៃអង់ស៊ីមជាមួយនឹងម៉ូលេគុលស្រទាប់ខាងក្រោមមិនទាន់ត្រូវបានសម្រេចនៅឡើយទេ។ ស្មុគ្រស្មាញ ES មុនពេលឈានដល់ស្ថានភាពផ្លាស់ប្តូរគឺមិនស្ថិតស្ថេរ ប្រូបាប៊ីលីតេនៃការបែកគ្នាទៅ E និង S នៅតែមានកម្រិតខ្ពស់។ ផ្នែក BC - ការពឹងផ្អែកត្រូវបានពិពណ៌នាដោយសមីការលំដាប់សូន្យ ផ្នែកគឺស្របទៅនឹងអ័ក្ស [S] ការតិត្ថិភាពពេញលេញនៃអង់ស៊ីមសកម្មជាមួយនឹងម៉ូលេគុលស្រទាប់ខាងក្រោមត្រូវបានសម្រេច V=V អតិបរមា។

រូបរាងលក្ខណៈនៃខ្សែកោងត្រូវបានពិពណ៌នាតាមគណិតវិទ្យាដោយសមីការ Briggs-Haldane៖

V=V អតិបរមា ● [S]/ Km + [S] (2),

ដែល Km ជាថេរ Michaelis-Menten ជាលេខស្មើនឹងកំហាប់ស្រទាប់ខាងក្រោម ដែលអត្រានៃប្រតិកម្មអង់ស៊ីមស្មើនឹងពាក់កណ្តាល V អតិបរមា។

K m នៃអង់ស៊ីមកាន់តែទាប ភាពស្និទ្ធស្នាលរបស់អង់ស៊ីមសម្រាប់ស្រទាប់ខាងក្រោមកាន់តែខ្ពស់ ស្ថានភាពផ្លាស់ប្តូរសម្រាប់ស្រទាប់ខាងក្រោមត្រូវបានឈានដល់លឿន ហើយវាប្រែទៅជាផលិតផលប្រតិកម្ម។ ការស្វែងរកតម្លៃ Km សម្រាប់ស្រទាប់ខាងក្រោមនៃអង់ស៊ីមនីមួយៗដែលមានភាពជាក់លាក់ជាក្រុមមានសារៈសំខាន់ក្នុងការកំណត់តួនាទីជីវសាស្រ្តនៃអង់ស៊ីមនេះនៅក្នុងកោសិកា។

សម្រាប់អង់ស៊ីមភាគច្រើន វាមិនអាចទៅរួចទេក្នុងការសាងសង់ខ្សែកោងអ៊ីពែរបូល (រូបភាពទី 19) ក្នុងករណីនេះ វិធីសាស្ត្រតបស្នងទ្វេ (Lineweaver-Burk) ត្រូវបានប្រើ ពោលគឺឧ។ ការពឹងផ្អែកក្រាហ្វិកនៃ 1/[V] នៅលើ 1/[S] ត្រូវបានគ្រោងទុក (រូបភាព 20)។ វិធីសាស្រ្តនៃការសាងសង់ខ្សែកោងបែបនេះនៅក្នុងការពិសោធន៍គឺមានភាពងាយស្រួលនៅពេលសិក្សាពីឥទ្ធិពលនៃប្រភេទផ្សេងៗនៃ inhibitors លើសកម្មភាពរបស់អង់ស៊ីម (សូមមើលអត្ថបទខាងក្រោម)។

Fig.20 ។ គ្រោងនៃ 1/[V] ធៀបនឹង 1/[S] (វិធីសាស្ត្រ Lineneweaver-Burk),

ដែល y-cut-off area - , និង x - cut-off area - , តង់សង់នៃមុំ α - .

ការពឹងផ្អែកលើអត្រាប្រតិកម្មអង់ស៊ីម V លើកំហាប់អង់ស៊ីម [E] ។

ការពឹងផ្អែកក្រាហ្វិកនេះ (រូបភាពទី 21) ត្រូវបានពិចារណានៅសីតុណ្ហភាពល្អបំផុត និង pH នៃបរិស្ថាន នៅកំហាប់ស្រទាប់ខាងក្រោមដែលខ្ពស់ជាងកំហាប់តិត្ថិភាពនៃទីតាំងសកម្មនៃអង់ស៊ីម។

អង្ករ។ 21. ឥទ្ធិពលនៃការប្រមូលផ្តុំអង់ស៊ីមលើអត្រានៃប្រតិកម្មអង់ស៊ីម។

ការពឹងផ្អែកលើអត្រាប្រតិកម្មអង់ស៊ីមលើកំហាប់នៃ cofactor ឬ coenzyme ។ចំពោះអង់ស៊ីមស្មុគ្រស្មាញ វាគួរតែត្រូវបានចងចាំក្នុងចិត្តថា កង្វះនៃទម្រង់ coenzyme នៃវីតាមីននៅក្នុង hypovitaminosis ការរំលោភលើការទទួលទានអ៊ីយ៉ុងដែកចូលទៅក្នុងរាងកាយចាំបាច់នាំឱ្យមានការថយចុះនៃកំហាប់នៃអង់ស៊ីមដែលត្រូវគ្នាដែលចាំបាច់សម្រាប់ដំណើរការមេតាបូលីស។ ដំណើរការ។ ដូច្នេះវាគួរតែត្រូវបានសន្និដ្ឋានថាសកម្មភាពនៃអង់ស៊ីមគឺពឹងផ្អែកដោយផ្ទាល់ទៅលើកំហាប់នៃ cofactor ឬ coenzyme ។

ឥទ្ធិពលនៃការប្រមូលផ្តុំនៃផលិតផលលើអត្រានៃប្រតិកម្មអង់ស៊ីម។ចំពោះប្រតិកម្មបញ្ច្រាសដែលកើតឡើងនៅក្នុងខ្លួនមនុស្ស ត្រូវតែយកមកពិចារណាថា ផលិតផលនៃប្រតិកម្មផ្ទាល់អាចប្រើដោយអង់ស៊ីមជាស្រទាប់ខាងក្រោមសម្រាប់ប្រតិកម្មបញ្ច្រាស។ ដូច្នេះទិសដៅនៃលំហូរនិងពេលនៃការឈានដល់ V max គឺអាស្រ័យលើសមាមាត្រនៃការប្រមូលផ្តុំនៃស្រទាប់ខាងក្រោមដំបូងនិងផលិតផលប្រតិកម្ម។ ឧទាហរណ៍សកម្មភាពនៃ alanine aminotransferase ដែលជំរុញការផ្លាស់ប្តូរ:

Alanine + Alpha-ketoglutarate ↔ Pyruvate + Glutamate

អាស្រ័យលើកោសិកាលើសមាមាត្រនៃការប្រមូលផ្តុំ៖

[alanine + alpha-ketoglutarate] / [pyruvate + glutamate] ។

យន្តការនៃសកម្មភាពអង់ស៊ីម។ ទ្រឹស្តីនៃកាតាលីករអង់ស៊ីម

អង់ស៊ីម ដូចជាកាតាលីករដែលមិនមែនជាប្រូតេអ៊ីន បង្កើនអត្រានៃប្រតិកម្មគីមី ដោយសារតែសមត្ថភាពរបស់វាក្នុងការបន្ថយថាមពលសកម្មនៃប្រតិកម្មនោះ។ ថាមពលធ្វើឱ្យសកម្មនៃប្រតិកម្មអង់ស៊ីមត្រូវបានគណនាជាភាពខុសគ្នារវាងតម្លៃថាមពលនៅក្នុងប្រព័ន្ធនៃប្រតិកម្មដែលកំពុងដំណើរការដែលបានឈានដល់ស្ថានភាពផ្លាស់ប្តូរ និងថាមពលដែលបានកំណត់នៅដើមប្រតិកម្ម (សូមមើលការពឹងផ្អែកក្រាហ្វិកក្នុងរូបភាពទី 22)។

អង្ករ។ 22. ការពឹងផ្អែកក្រាហ្វិកនៃស្ថានភាពថាមពលនៃប្រតិកម្មគីមីដោយគ្មានអង់ស៊ីម (1) និងនៅក្នុងវត្តមាននៃអង់ស៊ីមមួយ (2) នៅលើពេលវេលានៃប្រតិកម្ម។

ស្នាដៃរបស់ V. Henry និងជាពិសេស L. Michaelis, M. Menten លើការសិក្សាអំពីយន្តការនៃប្រតិកម្មអង់ស៊ីមដែលអាចបញ្ច្រាស់បាន monosubstrate បានធ្វើឱ្យវាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីសន្មតថាអង់ស៊ីម E ដំបូងបញ្ច្រាសនិងរួមបញ្ចូលគ្នាយ៉ាងឆាប់រហ័សជាមួយនឹងស្រទាប់ខាងក្រោម S របស់វាដើម្បីបង្កើត អង់ស៊ីមស្រទាប់ខាងក្រោមស្មុគស្មាញ (ES)៖

អ៊ី + អេស<=>ES (1)

ការបង្កើត ES កើតឡើងដោយសារចំណងអ៊ីដ្រូសែន អន្តរកម្មអេឡិចត្រូស្តាត អ៊ីដ្រូហ្វូប៊ីក ក្នុងករណីខ្លះ កូវ៉ាលេន ចំណងសម្របសម្រួលរវាងរ៉ាឌីកាល់ចំហៀងនៃសំណល់អាស៊ីតអាមីណូនៃមជ្ឈមណ្ឌលសកម្ម និងក្រុមមុខងារនៃស្រទាប់ខាងក្រោម។ នៅក្នុងអង់ស៊ីមស្មុគស្មាញផ្នែកដែលមិនមែនជាប្រូតេអ៊ីននៃរចនាសម្ព័ន្ធក៏អាចអនុវត្តមុខងារនៃការទំនាក់ទំនងជាមួយស្រទាប់ខាងក្រោមផងដែរ។

ស្មុគស្មាញអង់ស៊ីម-ស្រទាប់ខាងក្រោមបំបែកនៅក្នុងប្រតិកម្មបញ្ច្រាសយឺតទីពីរដើម្បីបង្កើតជាផលិតផលប្រតិកម្ម P និងអង់ស៊ីម E ឥតគិតថ្លៃ៖

អេស<=>EP<=>E + P (2)

នាពេលបច្ចុប្បន្ននេះ ដោយសារការងាររបស់អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រដែលបានរៀបរាប់ខាងលើ ក៏ដូចជា Kaylin D., Chance B., Koshland D. (ទ្រឹស្តីនៃ "ការអនុលោមតាមហេតុផល") មានបទប្បញ្ញត្តិទ្រឹស្តីលើចំណុចសំខាន់ចំនួនបួននៅក្នុងយន្តការនៃ សកម្មភាពអង់ស៊ីមនៅលើស្រទាប់ខាងក្រោម ដែលកំណត់សមត្ថភាពរបស់អង់ស៊ីមក្នុងការពន្លឿនប្រតិកម្មគីមី ប្រតិកម្ម៖

1. ការតំរង់ទិសនិងភាពជិតស្និទ្ធ . អង់ស៊ីមអាចចងម៉ូលេគុលស្រទាប់ខាងក្រោមតាមរបៀបដែលចំណងដែលត្រូវបានវាយប្រហារដោយអង់ស៊ីមនេះមិនត្រឹមតែមានទីតាំងនៅជិតក្រុមកាតាលីករប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងតម្រង់ទិសត្រឹមត្រូវចំពោះវាផងដែរ។ ប្រូបាប៊ីលីតេដែល ES complex នឹងឈានដល់ស្ថានភាពផ្លាស់ប្តូរដោយសារតែការតំរង់ទិស និងវិធីសាស្រ្តត្រូវបានកើនឡើងយ៉ាងខ្លាំង។

2. ភាពតានតឹងនិងភាពតានតឹង : ជម្រុញឱ្យសម។ ការភ្ជាប់ស្រទាប់ខាងក្រោមអាចបណ្តាលឱ្យមានការផ្លាស់ប្តូរទម្រង់នៅក្នុងម៉ូលេគុលអង់ស៊ីម ដែលនាំឱ្យមានភាពតានតឹងក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធនៃទីតាំងសកម្ម ក៏ដូចជាការខូចទ្រង់ទ្រាយខ្លះនៃស្រទាប់ខាងក្រោមដែលចងជាប់ ដោយហេតុនេះជួយសម្រួលដល់ការសម្រេចបាននូវស្ថានភាពផ្លាស់ប្តូរដោយស្មុគស្មាញ ES ។ មាន​អ្វី​ដែល​ហៅ​ថា​ការ​ឆ្លើយ​ឆ្លង​ដែល​ជំរុញ​រវាង​ម៉ូលេគុល E និង S ។

វគ្គសិក្សា

Kinetics នៃប្រតិកម្មអង់ស៊ីម

សេចក្តីផ្តើម

មូលដ្ឋាននៃជីវិតរបស់សារពាង្គកាយណាមួយគឺដំណើរការគីមី។ ប្រតិកម្មស្ទើរតែទាំងអស់នៅក្នុងសារពាង្គកាយមានជីវិតដំណើរការដោយមានការចូលរួមពីជីវកាតាលីករធម្មជាតិ - អង់ស៊ីម។

Berzelius នៅឆ្នាំ 1835 ជាលើកដំបូងបានណែនាំថាប្រតិកម្មនៃសារពាង្គកាយមានជីវិតត្រូវបានអនុវត្តដោយសារតែកម្លាំងថ្មីមួយដែលគាត់ហៅថា "កាតាលីករ" ។ គាត់បានបញ្ជាក់ពីគំនិតនេះជាចម្បងដោយការសង្កេតពិសោធន៍៖ diastase ពីដំឡូងបារាំង hydrolyses ម្សៅលឿនជាងអាស៊ីត sulfuric ។ នៅដើមឆ្នាំ 1878 Kuhne បានហៅសារធាតុដែលមានថាមពលកាតាលីករក្នុងសារពាង្គកាយមានជីវិតថាជាអង់ស៊ីម។

kinetics នៃសកម្មភាពអង់ស៊ីមគឺជាសាខានៃអង់ស៊ីមវិទ្យាដែលសិក្សាពីការពឹងផ្អែកនៃអត្រានៃប្រតិកម្មដែលជំរុញដោយអង់ស៊ីមលើធម្មជាតិគីមី និងលក្ខខណ្ឌនៃអន្តរកម្មនៃស្រទាប់ខាងក្រោមជាមួយអង់ស៊ីម ក៏ដូចជាកត្តាបរិស្ថាន។ នៅក្នុងពាក្យផ្សេងទៀត kinetics នៃអង់ស៊ីមធ្វើឱ្យវាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីយល់ពីធម្មជាតិនៃយន្តការម៉ូលេគុលនៃសកម្មភាពនៃកត្តាដែលប៉ះពាល់ដល់អត្រានៃការ catalysis enzymatic ។ ផ្នែកនេះត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅចំនុចប្រសព្វនៃវិទ្យាសាស្ត្រដូចជា ជីវគីមី រូបវិទ្យា និងគណិតវិទ្យា។ ការប៉ុនប៉ងដំបូងបំផុតដើម្បីពិពណ៌នាអំពីប្រតិកម្មអង់ស៊ីមតាមគណិតវិទ្យាត្រូវបានធ្វើឡើងដោយ Duclos ក្នុងឆ្នាំ 1898 ។

តាមពិតទៅ ផ្នែកនេះស្តីពីការសិក្សាអំពីអង់ស៊ីមគឺមានសារៈសំខាន់ណាស់នៅក្នុងសម័យកាលរបស់យើង ពោលគឺសម្រាប់ថ្នាំជាក់ស្តែង។ វាផ្តល់ឱ្យឱសថការីនូវឧបករណ៍មួយដើម្បីផ្លាស់ប្តូរការរំលាយអាហារកោសិកា ឱសថមួយចំនួនធំ និងសារធាតុពុលផ្សេងៗ - ទាំងនេះគឺជាអង់ស៊ីម inhibitors ។

គោលបំណងនៃការងារនេះគឺដើម្បីពិចារណាលើសំណួរនៃការពឹងផ្អែកនៃអត្រាប្រតិកម្មលើកត្តាផ្សេងៗ របៀបដែលអត្រាប្រតិកម្មអាចត្រូវបានគ្រប់គ្រង និងរបៀបដែលវាអាចត្រូវបានកំណត់។

1. Michaelis-Menten kinetics

ការពិសោធន៍បឋមលើការសិក្សាអំពី kinetics នៃប្រតិកម្ម enzymatic បានបង្ហាញថា អត្រាប្រតិកម្មផ្ទុយទៅនឹងការរំពឹងទុកតាមទ្រឹស្ដី មិនអាស្រ័យលើកំហាប់នៃអង់ស៊ីម (E) និងស្រទាប់ខាងក្រោម (S) ក្នុងវិធីដូចគ្នានឹងករណីធម្មតាដែរ។ ប្រតិកម្មលំដាប់ទីពីរ។

Brown និងដោយឯករាជ្យពីគាត់ Henri គឺជាមនុស្សដំបូងដែលដាក់ចេញនូវសម្មតិកម្មអំពីការបង្កើតអង់ស៊ីមស្រទាប់ខាងក្រោមស្មុគស្មាញកំឡុងពេលប្រតិកម្ម។ បន្ទាប់មកការសន្មត់នេះត្រូវបានបញ្ជាក់ដោយការពិតពិសោធន៍ចំនួនបី៖

ក) papain បង្កើតជាសមាសធាតុមិនរលាយជាមួយ fibrin (Wurtz, 1880);

ខ) ស្រទាប់ខាងក្រោម invertase sucrose អាចការពារអង់ស៊ីមពីការប្រែពណ៌កម្ដៅ (O'Sullivan and Thompson, 1890);

គ) អង់ស៊ីមត្រូវបានបង្ហាញថាជាកាតាលីករជាក់លាក់ stereochemical (Fischer, 1898-1899) ។

ពួកគេបានណែនាំពីគោលគំនិតនៃល្បឿនអតិបរមា ហើយបានបង្ហាញថា ខ្សែកោងតិត្ថិភាព(ឧ. ការពឹងផ្អែកនៃអត្រាប្រតិកម្មលើកំហាប់នៃស្រទាប់ខាងក្រោម) គឺជា isosceles hyperbola ។ ពួកគេបានបង្ហាញថាល្បឿនអតិបរមាដែលបានសង្កេតគឺជាផ្នែកមួយនៃ asymptotes ទៅខ្សែកោង ហើយផ្នែកត្រូវបានកាត់ចេញនៅលើអ័ក្ស x (នៅក្នុងតំបន់នៃតម្លៃអវិជ្ជមានរបស់វា) ដោយ asymptote ទីពីរ ពោលគឺឧ។ ថេរនៅក្នុងសមីការអត្រា ស្មើនឹងតម្លៃដាច់ខាតទៅនឹងកំហាប់ស្រទាប់ខាងក្រោមដែលត្រូវការ ដើម្បីសម្រេចបានពាក់កណ្តាលនៃអត្រាអតិបរមា។

Michaelis និង Menten បានផ្តល់យោបល់ថា អត្រាប្រតិកម្មត្រូវបានកំណត់ដោយការបំបែកនៃ ES complex ពោលគឺឧ។ ថេរ k 2 . នេះគឺអាចធ្វើទៅបានតែក្រោមលក្ខខណ្ឌដែល k 2 គឺតូចបំផុតនៃអត្រាថេរ។ ក្នុងករណីនេះលំនឹងរវាងអង់ស៊ីម-ស្រទាប់ខាងក្រោមស្មុគស្មាញ អង់ស៊ីមសេរី និងស្រទាប់ខាងក្រោមត្រូវបានបង្កើតឡើងយ៉ាងឆាប់រហ័សបើប្រៀបធៀបទៅនឹងអត្រានៃប្រតិកម្ម (លំនឹងរហ័ស)។

អត្រាប្រតិកម្មដំបូងអាចត្រូវបានបញ្ជាក់ដោយរូបមន្តខាងក្រោម៖

v = k2

ចាប់តាំងពីការ dissociation ថេរនៃស្មុគស្មាញ enzyme-substrate គឺ

K S \u003d [E] [S] / \u003d k -1 / k 1

បន្ទាប់មកការផ្តោតអារម្មណ៍នៃអង់ស៊ីមសេរីអាចត្រូវបានបញ្ជាក់

[E]=K S / [S]

ការប្រមូលផ្តុំអង់ស៊ីមសរុបនៅក្នុងល្បាយប្រតិកម្មត្រូវបានកំណត់ដោយរូបមន្ត

[E] t = [E] + [ES] = K S [ES] / [S] + [ES]

ប្រតិកម្មឈានដល់អត្រាអតិបរមារបស់វា នៅពេលដែលកំហាប់ស្រទាប់ខាងក្រោមមានកម្រិតខ្ពស់គ្រប់គ្រាន់ ដូច្នេះម៉ូលេគុលអង់ស៊ីមទាំងអស់ស្ថិតនៅក្នុងទម្រង់នៃ ES complex (ស្រទាប់ខាងក្រោមដែលមានទំហំធំគ្មានកំណត់)។ សមាមាត្រនៃល្បឿនដំបូងទៅនឹងល្បឿនអតិបរមាដែលអាចធ្វើទៅបានតាមទ្រឹស្តីគឺស្មើនឹងសមាមាត្រនៃ [ES] ទៅ [E] t:

v / V អតិបរមា = / [E] t = / (K S / [S] + ) = 1 / (K S + [S] +1)

នេះគឺជាសមីការបុរាណ ម៉ៃឃើលនិង ម៉ែនថេនដែលចាប់តាំងពីការបោះពុម្ពផ្សាយរបស់វានៅឆ្នាំ 1913 គឺជាគោលការណ៍គ្រឹះនៃការសិក្សាអំពីអង់ស៊ីមទាំងអស់អស់ជាច្រើនទសវត្សមកហើយ ហើយជាមួយនឹងដែនកំណត់មួយចំនួននៅតែមានរហូតមកដល់សព្វថ្ងៃនេះ។

ក្រោយមកត្រូវបានបង្ហាញថាសមីការ Michaelis-Menten ដើមមានឧបសគ្គជាច្រើន។ វាគឺយុត្តិធម៌, i.e. ពិពណ៌នាយ៉ាងត្រឹមត្រូវអំពី kinetics នៃប្រតិកម្មដែលជំរុញដោយអង់ស៊ីមនេះលុះត្រាតែលក្ខខណ្ឌរឹតបន្តឹងខាងក្រោមទាំងអស់ត្រូវបានបំពេញ៖

) ស្មុគ្រស្មាញអង់ស៊ីម-ស្រទាប់ខាងក្រោមដែលមានស្ថេរភាព kinetically ត្រូវបានបង្កើតឡើង;

) ថេរ K S គឺ​ជា​ការ​បំបែក​ថេរ​នៃ​ស្មុគស្មាញ​អង់ស៊ីម​ស្រទាប់​ខាងក្រោម៖ នេះ​គឺ​ជា​ការ​ពិត​លុះត្រា​តែ ;

) កំហាប់ស្រទាប់ខាងក្រោមមិនផ្លាស់ប្តូរកំឡុងពេលប្រតិកម្ម, i.e. កំហាប់នៃស្រទាប់ខាងក្រោមដោយឥតគិតថ្លៃគឺស្មើនឹងកំហាប់ដំបូងរបស់វា;

) ផលិតផលប្រតិកម្មត្រូវបានកាត់ចេញយ៉ាងឆាប់រហ័សពីអង់ស៊ីម ពោលគឺឧ។ មិនមានបរិមាណដ៏សំខាន់នៃ ES ស្មុគស្មាញត្រូវបានបង្កើតឡើង;

ដំណាក់កាលទីពីរនៃប្រតិកម្មគឺមិនអាចត្រឡប់វិញបានទេ។ ច្បាស់ជាងនេះទៅទៀត យើងគិតតែពីល្បឿនដំបូងប៉ុណ្ណោះ នៅពេលដែលប្រតិកម្មត្រឡប់មកវិញ (ដោយសារការខ្វះខាតជាក់ស្តែងនៃផលិតផល) នៅតែអាចត្រូវបានគេមិនយកចិត្តទុកដាក់។

) ម៉ូលេគុលស្រទាប់ខាងក្រោមតែមួយភ្ជាប់ទៅកន្លែងសកម្មនីមួយៗនៃអង់ស៊ីម។

) សម្រាប់ប្រតិកម្មទាំងអស់ កំហាប់របស់ពួកវាអាចត្រូវបានប្រើជំនួសឱ្យសកម្មភាព។

សមីការ Michaelis-Menten ដើរតួជាចំណុចចាប់ផ្តើមសម្រាប់ការពិពណ៌នាបរិមាណណាមួយនៃសកម្មភាពរបស់អង់ស៊ីម។ វាគួរតែត្រូវបានសង្កត់ធ្ងន់ថាអាកប្បកិរិយា kinetic នៃអង់ស៊ីមភាគច្រើនមានភាពស្មុគស្មាញជាងវាកើតឡើងពីគ្រោងការណ៍ដ៏ល្អដែលផ្អែកលើសមីការ Michaelis-Menten ។ ក្នុងការទាញយកសមីការនេះ វាត្រូវបានគេសន្មត់ថាមានអង់ស៊ីមស្រទាប់ខាងក្រោមតែមួយ។ ទន្ទឹមនឹងនេះដែរ នៅក្នុងការពិត នៅក្នុងប្រតិកម្មអង់ស៊ីមភាគច្រើន យ៉ាងហោចណាស់ ពីរ ឬបីស្មុគស្មាញបែបនេះត្រូវបានបង្កើតឡើង ដែលកើតឡើងតាមលំដាប់ជាក់លាក់មួយ។

នៅទីនេះ EZ បង្ហាញពីភាពស្មុគស្មាញដែលត្រូវគ្នាទៅនឹងស្ថានភាពផ្លាស់ប្តូរពិត ហើយ EP បង្ហាញពីភាពស្មុគស្មាញរវាងអង់ស៊ីម និងផលិតផលប្រតិកម្ម។ វាក៏អាចត្រូវបានចង្អុលបង្ហាញថានៅក្នុងប្រតិកម្មអង់ស៊ីមភាគច្រើនមានស្រទាប់ខាងក្រោមច្រើនជាងមួយត្រូវបានចូលរួមហើយផលិតផលពីរឬច្រើនត្រូវបានបង្កើតឡើងរៀងគ្នា។ នៅក្នុងប្រតិកម្មជាមួយស្រទាប់ខាងក្រោមពីរ S 1 និង S 2 អង់ស៊ីមស្រទាប់ខាងក្រោមអាចបង្កើតបានគឺ ES 1 , ES 2 និង ES 1 S 2 ។ ប្រសិនបើប្រតិកម្មបង្កើតផលិតផលពីរគឺ P 1 និង P 2 នោះប្រហែលជាមានស្មុគស្មាញបន្ថែមចំនួនបីគឺ EP 1 EP 2 និង EP 1 P 2 ។ នៅក្នុងប្រតិកម្មបែបនេះ មានជំហានកម្រិតមធ្យមជាច្រើន ដែលនីមួយៗត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយអត្រាថេររបស់វា។ ការវិភាគ kinetic នៃប្រតិកម្ម enzymatic ដែលពាក់ព័ន្ធនឹង reactants ពីរ ឬច្រើន ច្រើនតែស្មុគ្រស្មាញខ្លាំង ហើយទាមទារអោយប្រើកុំព្យូទ័រអេឡិចត្រូនិច។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ នៅពេលវិភាគ kinetics នៃប្រតិកម្មអង់ស៊ីមទាំងអស់ ចំណុចចាប់ផ្តើមគឺតែងតែជាសមីការ Michaelis-Menten ដែលបានពិភាក្សាខាងលើ។

1.1 ធម្មជាតិនៃថេរខេនៅក្នុងសមីការ

សមីការប្រតិកម្មអង់ស៊ីម kinetics

បញ្ញត្តិទីពីរ ចែងថា ថេរ K S នៅក្នុងសមីការគឺថេរ dissociation នៃស្មុគស្មាញ enzyme-substrate ។

Briggs និង Haldane បានបង្ហាញនៅក្នុងឆ្នាំ 1925 ថាសមីការ Michaelis-Menten ដើមមានសុពលភាពសម្រាប់តែ , i.e. នៅពេលដែលលំនឹងនៃដំណាក់កាលបឋម E+S ES ត្រូវបានបង្កើតឡើងយ៉ាងឆាប់រហ័សបើប្រៀបធៀបទៅនឹងអត្រានៃដំណាក់កាលបន្ទាប់។ ដូច្នេះយន្តការ kinetic បែបនេះ (គោរពតាមលក្ខខណ្ឌដំបូងរបស់ Michaelis-Menten និងមានដំណាក់កាលបឋមយឺតមួយ ទាក់ទងទៅនឹងលំនឹងនៅក្នុងដំណាក់កាលបឋមផ្សេងទៀតទាំងអស់ត្រូវបានបង្កើតឡើងយ៉ាងឆាប់រហ័ស) ត្រូវបានគេហៅថាការបំពេញការសន្មត់នៃ "លំនឹងលឿន" ។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ ប្រសិនបើ k 2 អាចប្រៀបធៀបតាមលំដាប់នៃរ៉ិចទ័រទៅ k -1 , ការផ្លាស់ប្តូរកំហាប់នៃអង់ស៊ីម-ស្រទាប់ខាងក្រោមស្មុគស្មាញតាមពេលវេលាអាចត្រូវបានបង្ហាញដោយសមីការឌីផេរ៉ង់ស្យែលដូចខាងក្រោមៈ

d / dt \u003d k 1 [E] [S] - k -1 - k 2

ចាប់តាំងពីយើងកំពុងពិចារណាអត្រាប្រតិកម្មដំបូង, i.e. ពេលដែលប្រតិកម្មបញ្ច្រាសមិនទាន់កើតឡើង ហើយដំណាក់កាលមុនស្ថានីបានកន្លងផុតទៅហើយ បន្ទាប់មកដោយសារការលើសនៃស្រទាប់ខាងក្រោម បរិមាណនៃស្មុគស្មាញអង់ស៊ីម-ស្រទាប់ខាងក្រោមដែលបានបង្កើតឡើងគឺស្មើនឹងបរិមាណនៃសារធាតុរំលាយ។ (គោលការណ៍ស្ថាននីយកម្ម ឬ kinetics របស់ Briggs និង Haldane ឬ គោលការណ៍ Bodenstein ក្នុង kinetics គីមី) ហើយវាជាការពិតដែលថា

d/dt=0

ជំនួសវាទៅក្នុងសមីការឌីផេរ៉ង់ស្យែល យើងទទួលបានកន្សោមសម្រាប់ការប្រមូលផ្តុំនៃអង់ស៊ីមសេរី៖

[E] \u003d (k -1 + k 2) / k 1 [S]

[E] T = [E] + = [(k -1 + k 2) / k -1 [S] + 1] =

= (k -1 + k 2 + k -1 [S]) / k 1 [S]

សមីការ​ស្ថានភាព​ស្ថិរភាព៖

K 1 [S] [E] T / (k -1 + k 2 + k 1 [S])

ដោយសារតែ v = k 2 បន្ទាប់មកយើងទទួលបានវា។

v = k 1 k 2 [S] [E] T / (k -1 + k 2 + k 1 [S]) = k 2 [S] [E] T / [(k -1 + k 2) / k 1 + [S]]

ក្នុងករណី​នេះ

V អតិបរមា = k 2 [E] T

និងស្មើនឹងល្បឿនអតិបរមាដែលទទួលបានពីសមីការ Michaelis-Menten ។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ ថេរនៅក្នុងភាគបែងនៃសមីការ Michaelis-Menten មិនមែនជា K S , ទាំងនោះ។ មិន​មែន​ជា​ថេរ​នៃ​ការ​បំបែក​នៃ​អង់ស៊ីម​ស្រទាប់​ខាងក្រោម​ទេ ប៉ុន្តែ​គេ​ហៅ​ថា​ Michaelis ថេរ៖

K m \u003d (k -1 + k 2) / k 1

K m គឺស្មើនឹង K S លុះត្រាតែ .

ក្នុងករណី ថេរនៅក្នុងភាគបែងនៃសមីការល្បឿនត្រូវបានបង្ហាញដោយរូបមន្ត

K k \u003d k 2 / k 1

ហើយត្រូវបានគេហៅថា, នេះបើយោងតាមលោក Van Slyke, kinetic ថេរ។

សមីការស្ថានភាពស្ថិរភាពក៏អាចទទួលបានពីសមីការឌីផេរ៉ង់ស្យែលដោយមិនសន្មតថា d/dt = 0។ ប្រសិនបើយើងជំនួសតម្លៃ [E] = [E] T - ចូលទៅក្នុងសមីការឌីផេរ៉ង់ស្យែល បន្ទាប់ពីការផ្លាស់ប្តូរយើងទទួលបាន

= (k 1 [S] [E] T - d / dt) / (k 1 [S] + k -1 + k 2)

ដើម្បីទទួលបានសមីការស្ថានភាពស្ថិរភាពពីសមីការនេះ វាមិនចាំបាច់មាន d/dt=0 ទេ។ វាគ្រប់គ្រាន់ហើយដែលវិសមភាព d/dt<< k 1 [S] [E] T . Этим объясняется, почему можно достичь хорошего приближения в течение длительного времени при использовании принципа стационарности.

សមីការ​ស្ថានភាព​ស្ថិរភាព​ដែល​បែងចែក​មើលទៅ​ដូចនេះ​៖

d / dt \u003d T / (k 1 [S] + k -1 + k 2) 2] (d [S] / dt)

កន្សោមនេះច្បាស់ជាមិនស្មើ ០ ទេ។

1.2 ការផ្លាស់ប្តូរនៃសមីការ Michaelis-Menten

សមីការ Michaelis-Menten ដើមគឺជាសមីការអ៊ីពែរបូល ដែលមួយក្នុងចំណោមថេរ (V max) គឺជា asymptote ទៅខ្សែកោង។ ថេរមួយផ្សេងទៀត (K m) តម្លៃអវិជ្ជមានដែលត្រូវបានកំណត់ដោយ asymptote ទីពីរគឺស្មើនឹងកំហាប់ស្រទាប់ខាងក្រោមដែលត្រូវការដើម្បីសម្រេចបាន V max / 2 ។ វាងាយស្រួលក្នុងការផ្ទៀងផ្ទាត់ចាប់តាំងពីប្រសិនបើ

v=Vmax/2 បន្ទាប់មក

Vmax / 2 = Vmax [S] / (Km + [S])

V max / V max = 1 = 2 [S] / (K m + [S]) m + [S] = 2 [S], i.e. [S] = K m សម្រាប់ v = V អតិបរមា /2 ។

សមីការ Michaelis-Menten អាច​ត្រូវ​បាន​បំប្លែង​ពិជគណិត​ទៅ​ជា​ទម្រង់​ផ្សេង​ទៀត​ដែល​ងាយស្រួល​ជាង​សម្រាប់​ការ​តំណាង​ក្រាហ្វិក​នៃ​ទិន្នន័យ​ពិសោធន៍។ ការបំប្លែងដ៏សាមញ្ញបំផុតមួយគឺគ្រាន់តែធ្វើសមតុល្យផលតបស្នងនៃផ្នែកខាងឆ្វេង និងខាងស្តាំនៃសមីការ។

ជាលទ្ធផលនៃការផ្លាស់ប្តូរ យើងទទួលបានការបញ្ចេញមតិ

ដែលមានឈ្មោះ សមីការ Lineweaver-Burk. យោងតាមសមីការនេះ ក្រាហ្វដែលបានគ្រោងទុកក្នុងកូអរដោណេ 1/[S] និង 1/v គឺជាបន្ទាត់ត្រង់ ជម្រាលដែលស្មើនឹង K m/V អតិបរមា ហើយផ្នែកដែលកាត់ចេញនៅលើអ័ក្ស y គឺស្មើគ្នា។ ដល់ 1/V អតិបរមា។ ក្រាហ្វទ្វេរដងបែបនេះមានអត្ថប្រយោជន៍ដែលធ្វើឱ្យវាអាចកំណត់ V max កាន់តែជាក់លាក់។ នៅលើខ្សែកោងដែលបានគ្រោងទុកក្នុងកូអរដោនេ [S] និង v, V max គឺជាបរិមាណ asymptotic ហើយត្រូវបានកំណត់យ៉ាងត្រឹមត្រូវ។ ផ្នែកដែលកាត់ចេញនៅលើអ័ក្ស x នៅលើគ្រោង Lineweaver-Burk គឺស្មើនឹង -1/K m ។ ព័ត៌មានដ៏មានតម្លៃទាក់ទងនឹងការរារាំងអង់ស៊ីមក៏អាចដកស្រង់ចេញពីក្រាហ្វនេះផងដែរ។

ការផ្លាស់ប្តូរមួយផ្សេងទៀតនៃសមីការ Michaelis-Menten គឺថាភាគីទាំងពីរនៃសមីការ Lineweaver-Burk ត្រូវបានគុណនឹង V max *v ហើយបន្ទាប់ពីការបំលែងបន្ថែមមួយចំនួនយើងទទួលបាន

គ្រោងដែលត្រូវគ្នានៅក្នុង v និង v/[S] កូអរដោនេតំណាងឱ្យ e 4, រូបភព។ មួយ]. ក្រាហ្វបែបនេះ ( តារាង Edie-Hofsty) មិនត្រឹមតែធ្វើឱ្យវាមានភាពងាយស្រួលក្នុងការកំណត់តម្លៃនៃ V max និង K m ប៉ុណ្ណោះទេប៉ុន្តែថែមទាំងអនុញ្ញាតឱ្យអ្នកកំណត់អត្តសញ្ញាណគម្លាតដែលអាចកើតមានពីលីនេអ៊ែរដែលមិនត្រូវបានរកឃើញនៅលើគ្រោង Lineweaver-Burk ។

សមីការ​ក៏​អាច​ត្រូវ​បាន​លីនេអ៊ែរ​ក្នុង​ទម្រង់​ផ្សេង​ទៀត​

[S] / v = K m / V max + [S] / V អតិបរមា

ក្នុងករណីនេះការពឹងផ្អែក [S] / v នៅលើ [S] គួរតែត្រូវបានសាងសង់។ ជម្រាលនៃបន្ទាត់ត្រង់លទ្ធផលគឺ 1 / V អតិបរមា ; ផ្នែកដែលត្រូវបានកាត់ផ្តាច់នៅលើអ័ក្ស ordinate និង abscissa គឺស្មើនឹង (K m / V max) និង (- K m) រៀងគ្នា។ តារាងនេះត្រូវបានដាក់ឈ្មោះតាមអ្នកនិពន្ធ តារាង Haynes.

ការវិភាគស្ថិតិបានបង្ហាញថាវិធីសាស្ត្រ Edie-Hofstee និង Haynes ផ្តល់លទ្ធផលត្រឹមត្រូវជាងវិធីសាស្ត្រ Lineweaver-Burk ។ ហេតុផលសម្រាប់នេះគឺថានៅក្នុងក្រាហ្វរបស់ Edie - Hofstee និង Haynes ទាំងអថេរអាស្រ័យ និងឯករាជ្យត្រូវបានរួមបញ្ចូលនៅក្នុងតម្លៃដែលបានគ្រោងនៅលើអ័ក្សកូអរដោនេទាំងពីរ។

1.3 ឥទ្ធិពលនៃកំហាប់ស្រទាប់ខាងក្រោមលើ kinetics ប្រតិកម្ម

ក្នុងករណីជាច្រើនស្ថានភាពនៃការប្រមូលផ្តុំស្រទាប់ខាងក្រោមថេរមិនពេញចិត្តទេ។ ម៉្យាងវិញទៀត ស្រទាប់ខាងក្រោមលើសមិនត្រូវបានប្រើក្នុងប្រតិកម្ម in vitro ជាមួយនឹងអង់ស៊ីមមួយចំនួនដោយសារតែការរារាំងសកម្មភាពអង់ស៊ីមនៃស្រទាប់ខាងក្រោមដែលកើតឡើងញឹកញាប់។ ក្នុងករណីនេះ មានតែការប្រមូលផ្តុំដ៏ល្អប្រសើររបស់វាប៉ុណ្ណោះដែលអាចប្រើបាន ហើយនេះមិនតែងតែផ្តល់នូវលើសពីស្រទាប់ខាងក្រោមដែលចាំបាច់ដើម្បីបំពេញសមីការ kinetic នៃយន្តការដែលបានពិភាក្សាខាងលើនោះទេ។ ជាងនេះទៅទៀត នៅក្នុងកោសិកានៅក្នុង vivo ការលើសនៃស្រទាប់ខាងក្រោមដែលត្រូវការដើម្បីបំពេញលក្ខខណ្ឌនេះជាធម្មតាមិនត្រូវបានសម្រេចទេ។

នៅក្នុងប្រតិកម្មអង់ស៊ីមដែលស្រទាប់ខាងក្រោមមិនលើស ហើយដូច្នេះកំហាប់របស់វាផ្លាស់ប្តូរកំឡុងពេលប្រតិកម្ម ការបែកខ្ញែកនៃស្រទាប់ខាងក្រោមនៃអង់ស៊ីមគឺថេរ។

K S = ([S] 0 - - [P]) [E] T - )/

([S] 0 - កំហាប់ស្រទាប់ខាងក្រោមនៅ t = 0) ។ ក្នុងករណីនេះអត្រាប្រតិកម្មដំបូង (ក្នុងស្ថានភាពស្ថិរភាព) ត្រូវបានផ្តល់ដោយ

v = V អតិបរមា / (K m +)

កន្លែងដែលកំហាប់នៃស្រទាប់ខាងក្រោមនៅចំណុចមួយក្នុងពេលវេលា។

ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ គេអាចសរសេរដំណោះស្រាយប្រហាក់ប្រហែលសម្រាប់ករណីពីរដែល [S] o = :

) ប្រសិនបើវិសមភាពនេះត្រូវបានពេញចិត្តដោយសារតែតម្លៃធំនៃ t, i.e. នៅពេលដែលច្រើនជាង 5% នៃកំហាប់ដំបូងនៃស្រទាប់ខាងក្រោមត្រូវបានប្រើប្រាស់ក្នុងអំឡុងពេលប្រតិកម្ម។

) ប្រសិនបើកំហាប់នៃអង់ស៊ីមមិនអាចត្រូវបានគេព្រងើយកន្តើយបើប្រៀបធៀបទៅនឹងកំហាប់នៃស្រទាប់ខាងក្រោម ហើយដូច្នេះការប្រមូលផ្តុំនៃអង់ស៊ីមស្រទាប់ខាងក្រោមត្រូវតែយកមកពិចារណា។

ប្រសិនបើ t មានទំហំធំ ហើយការផ្តោតអារម្មណ៍គឺមានការធ្វេសប្រហែសបើប្រៀបធៀបទៅនឹង [S] 0 នោះសមីការសម្រាប់ការបំបែកថេរនៃស្មុគស្មាញអង់ស៊ីម-ស្រទាប់ខាងក្រោមក្លាយជាដូចខាងក្រោម៖

K S = ([S] 0 - [P]) ([E] T - ) /

សម្រាប់តម្លៃនៃការផ្តោតអារម្មណ៍ ដែលផ្លាស់ប្តូរកំឡុងពេលប្រតិកម្ម តម្លៃ ([S] 0 + )/2 ដើរតួជាការប៉ាន់ស្មានដែលពេញចិត្ត។ ចាប់តាំងពី = [S] 0 - [P] ល្បឿនមធ្យម; អាចត្រូវបានបញ្ជាក់ជា

ការជំនួសកន្សោមនេះ និងតម្លៃប្រហាក់ប្រហែលទៅជា

v = V អតិបរមា / (K m + ),

យើង​ទទួល​បាន:

នៅពេលប្រៀបធៀបតម្លៃដែលបានគណនាលើមូលដ្ឋាននៃការប្រហាក់ប្រហែលនេះជាមួយនឹងតម្លៃដែលទទួលបានពីសមីការ Michaelis-Menten រួមបញ្ចូលពិតប្រាកដ វាប្រែថាកំហុសក្នុងការកំណត់ K m គឺ 1 និង 4% នៅពេលចំណាយ 30 និង 50% នៃស្រទាប់ខាងក្រោមរៀងគ្នា។ ដូច្នេះ កំហុសក្នុងការប៉ាន់ប្រមាណនេះគឺមានសេចក្តីធ្វេសប្រហែសបើប្រៀបធៀបទៅនឹងកំហុសរង្វាស់។

នៅពេលដែលការប្រើប្រាស់នៃស្រទាប់ខាងក្រោមមិនលើសពី 5% នៃកំហាប់ដំបូង ប៉ុន្តែកំហាប់នៃអង់ស៊ីមគឺខ្ពស់ណាស់ដែលវាមិនអាចត្រូវបានគេអើពើបើប្រៀបធៀបទៅនឹង [S] 0 នោះ ថេរ dissociation នៃស្មុគស្មាញ enzyme-substrate គឺស្មើនឹង:

K s = ([S] 0 - ) ([E] T - ) /

ដំណោះស្រាយរបស់គាត់ទាក់ទងនឹងការផ្តល់

ក្នុងចំណោមដំណោះស្រាយដែលអាចធ្វើបានទាំងពីរ មានតែអវិជ្ជមានមួយប៉ុណ្ណោះដែលអាចជ្រើសរើសបាន ព្រោះមានតែវាប៉ុណ្ណោះដែលបំពេញលក្ខខណ្ឌដំបូង៖ = 0 នៅ [S] 0 = 0 ឬ [E] T = 0 ។ ដោយភាពស្រដៀងគ្នាជាមួយសមីការសម្រាប់សមាមាត្រ v/V អតិបរមា យើងបានទទួលសមីការល្បឿនដំបូង។ សមីការ quadratic ដែលទទួលបានពីសមីការនៃថេរ dissociation នៃ enzyme-substrate complex បានរកឃើញខ្ពស់ជាងនេះបន្តិច ដោយប្រើរូបមន្ត v \u003d k 2 និង V max \u003d k 2 [E] T អាចត្រូវបានកាត់បន្ថយទៅជាទម្រង់ដូចខាងក្រោម :

[S] 0 V max / v = K s V max / (V max - v) + [E] T

ករណីកំណត់ចំនួនពីរគួរតែត្រូវបានយកមកពិចារណា។ ក្នុងករណីដំបូង [S]<

v = (Vmax / Km) [S] = k[S]

ដូច្នេះ យើងទទួលបានប្រតិកម្មលំដាប់ទីមួយជាក់ស្តែង និង k=V max / K m - ថេរ kinetic លំដាប់ទីមួយជាក់ស្តែង។ វិមាត្រពិតប្រាកដរបស់វាគឺពេលវេលា -1 ប៉ុន្តែវាគឺជាការរួមបញ្ចូលគ្នានៃអត្រាលំដាប់ទីមួយ និងទីពីរនៃដំណាក់កាលបឋមជាច្រើន ពោលគឺឧ។ k 1 k 2 [E] T / (k -1 + k 2) . នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌនៃការបញ្ជាទិញដំបូងជាក់ស្តែង k គឺជារង្វាស់នៃវឌ្ឍនភាពនៃប្រតិកម្ម។

ករណីកំណត់មួយទៀត៖ [S] >> ខេម នៅទីនេះ K m ថេរ មានភាពធ្វេសប្រហែសបើប្រៀបធៀបទៅនឹង [S] ហើយដូច្នេះយើងទទួលបាន v = V អតិបរមា។

1.4 ការបង្កើតស្មុគស្មាញផលិតផលអង់ស៊ីមដែលមានស្ថេរភាព kinetically

ប្រសិនបើស្មុគ្រស្មាញ អង់ស៊ីម-ផលិតផលដែលមានស្ថេរភាព គីណេទិក ត្រូវបានបង្កើតឡើងកំឡុងពេលប្រតិកម្ម យន្តការប្រតិកម្មមានដូចខាងក្រោម៖

ដោយអនុវត្តការសន្មត់ស្ថានភាពស្ថិរភាព យើងអាចសរសេរសមីការឌីផេរ៉ង់ស្យែល៖

d / dt = k 1 [E] [S] + k -2 - (k −1 + k 2) = 0 / dt = k 2 - (k −2 + k 3) = 0

ពីសមីការទាំងនេះវាធ្វើតាមនោះ។

= [(k −2 + k 3) / k 2]

[E] = [(k -1 k -2 + k -1 k -3 + k 2 k 3) / k 1 k 2 [S]]

ចាប់តាំងពី v = k 3

និង [E] T = [E] + + =

= [(k −1 k −2 + k −1 k −3 + k 2 k 3) / k 1 k 2 [S] + (k −2 + k 3) / k 2 + 1] =

= ((k −2 + k 3) + k 1 k 2 [S]] / k 1 k 2 [S])

យើង​ទទួល​បាន

K 1 k 2 [S] [E] T / (k -2 + k 3 + k 2)]= k 1 k 2 k 3 [S] [E] T / (k -2 + k 3 + k 2) ]=

= [E] T [S] / [(k -1 k -2 + k -1 k -3 + k 2 k 3) / k 1 (k -2 + k 3 + k 2) + [S]]

I.e

V អតិបរមា \u003d [E] Tm \u003d (k -1 k -2 + k -1 k -3 + k 2 k 3) / k 1 (k -2 + k 3 + k 2)

ក្នុងករណីនេះ វាជាការលំបាកខ្លាំងណាស់ក្នុងការគណនាតម្លៃជាក់លាក់នៃអត្រាថេរបុគ្គល ព្រោះមានតែសមាមាត្ររបស់ពួកគេប៉ុណ្ណោះដែលអាចវាស់វែងដោយផ្ទាល់បាន។ ស្ថានភាពកាន់តែស្មុគស្មាញនៅពេលដែលយន្តការនៃប្រតិកម្មអង់ស៊ីមកាន់តែស្មុគ្រស្មាញ នៅពេលដែលស្មុគ្រស្មាញច្រើនជាងពីរត្រូវបានចូលរួមនៅក្នុងប្រតិកម្ម ពីព្រោះចំនួននៃអត្រាថេរនៅក្នុងសមីការពិតណាស់គឺធំជាង ហើយសមាមាត្ររបស់វាក៏មានផងដែរ។ កាន់តែស្មុគស្មាញ។

ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ស្ថានភាពនេះត្រូវបានធ្វើឱ្យសាមញ្ញ ប្រសិនបើបន្ទាប់ពីប្រតិកម្មបញ្ច្រាសនៃការបង្កើតស្មុគស្មាញដំបូង ជំហានបឋមជាបន្តបន្ទាប់គឺមិនអាចត្រឡប់វិញបានទេ។ អ្នកតំណាងសំខាន់ៗនៃអង់ស៊ីមដែលគោរពតាមយន្តការនេះគឺអង់ស៊ីម proteolytic និង esterases ។ យន្តការប្រតិកម្មរបស់ពួកគេអាចត្រូវបានសរសេរដូចខាងក្រោមៈ

ដែល ES` គឺជាអង់ស៊ីមមធ្យម acyl-enzyme ដែល decompose នៅពេលប៉ះពាល់នឹងទឹក។ យើងអាចសរសេរបាន។

V អតិបរមា \u003d k 2 k 3 [E] 0 / (k 2 + k 3) \u003d k ឆ្មា [E] 0m \u003d k 3 (k -1 + k 2) / (k 2 + k 3) k 1 ឆ្មា / K m \u003d k 2 k 1 / (k -1 + k 2) \u003d k 2 / K m '

ថេរ Michaelis នៃជំហាន acylation គឺ K m "K s ។ សមាមាត្រ k cat / K m កាន់តែច្រើន ភាពជាក់លាក់នៃស្រទាប់ខាងក្រោមកាន់តែខ្ពស់។

ការ​កំណត់​នៃ​ថេរ​ត្រូវ​បាន​សម្រួល​យ៉ាង​ខ្លាំង​ប្រសិន​បើ​ការ​ពិសោធន៍​ត្រូវ​បាន​អនុវត្ត​នៅ​ក្នុង​វត្តមាន​នៃ​ភ្នាក់ងារ nucleophilic (N) ដែល​មាន​សមត្ថភាព​ក្នុង​ការ​ប្រកួត​ប្រជែង​ជាមួយ​នឹង​ទឹក។ បន្ទាប់មក

k 3 \u003d k 3 ' និង P i (i \u003d 1, 2, 3) គឺជាផលិតផល។

v i = k cat, i [S] / (K m + [S]) cat, 1 = k 2 (k 3 + k 4 [N]) / (k 2 + k 3 + k 4 [N]) ឆ្មា, 2 = k 2 k 3 / (k 2 + k 3 + k 4 [N]) cat, 3 = k 2 k 4 [N] / (k 2 + k 3 + k 4 [N]) m = K s ( k 3 + k 4 [N]) / (k 2 + k 3 + k 4 [N])

/v N = K s (k 3 + k 4 [N]) / k 2 k 3 [S] + (k 2 + k 3 + k 4 [N]) / k 2 k 3

ដោយសារវាត្រូវបានគេដឹងថា K s / k 2 = K m / k cat ហើយប្រសិនបើ nucleophile អវត្តមាននោះ

1/v = K s / k 2 [S] + (k 2 + k 3) / k 2 k 3

ហើយដើម្បីកំណត់ថេរ អ្នកអាចប្រើចំណុចប្រសព្វនៃបន្ទាត់ក្នុងកូអរដោនេ 1/v N (និង 1/v) - 1/[S] ។ បន្ទាត់ត្រង់ពីរនៅក្នុងកូអរដោណេច្រាសទ្វេប្រសព្វគ្នានៅក្នុង quadrant ទីពីរ។ អវត្ដមាននៃ nucleophile ចំណុចប្រសព្វនៃបន្ទាត់ជាមួយអ័ក្សបញ្ឈរត្រូវបានកំណត់ជា 1/V អតិបរមា និង 1/k cat និងជាមួយអ័ក្សផ្តេកជា -1/K m ។ កូអរដោនេ​រយៈទទឹង​នៃ​ចំណុច​ប្រសព្វ​នៃ​បន្ទាត់​ពីរ: -1/K s និង 1/k 3 . ចម្ងាយរវាង 1/V អតិបរមា និង 1/k 3 គឺ 1/k 2 ។

1.5 ការវិភាគនៃខ្សែកោង kinetic ប្រតិកម្មពេញលេញ

សមីការ Michaelis - Menten ក្នុងទម្រង់ដើមរបស់វា សំដៅលើប្រតិកម្មដែលមិនអាចត្រឡប់វិញបាន ពោលគឺឧ។ ចំពោះប្រតិកម្មដែលមានតែអត្រាដំបូងប៉ុណ្ណោះដែលត្រូវបានពិចារណា ហើយប្រតិកម្មបញ្ច្រាសមិនលេចឡើងដោយសារតែបរិមាណមិនគ្រប់គ្រាន់នៃផលិតផល និងមិនប៉ះពាល់ដល់អត្រាប្រតិកម្ម។ ក្នុងករណីប្រតិកម្មដែលមិនអាចត្រឡប់វិញបាន ខ្សែកោង kinetic ពេញលេញអាចត្រូវបានវិភាគយ៉ាងងាយស្រួល (សម្រាប់ចន្លោះពេលបំពាន t ), ការរួមបញ្ចូលសមីការ Michaelis-Menten ដើម។ ក្នុងករណីនេះ ការសន្មត់នៅតែមានថា ស្មុគ្រស្មាញអង់ស៊ីម-ស្រទាប់ខាងក្រោមកម្រិតមធ្យមមួយប៉ុណ្ណោះត្រូវបានបង្កើតឡើងក្នុងដំណើរនៃប្រតិកម្ម។ ចាប់តាំងពីសម្រាប់ចន្លោះពេល t មិនមានការរឹតបន្តឹងទេ កំហាប់នៃស្រទាប់ខាងក្រោមនៅពេលវិភាគមិនអាចស្មើនឹងកំហាប់ដែលបានណែនាំដំបូងឡើយ។ ដូច្នេះវាក៏ចាំបាច់ផងដែរដើម្បីយកទៅក្នុងគណនីការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុង [S] ក្នុងអំឡុងពេលនៃប្រតិកម្ម។ អនុញ្ញាតឱ្យ S 0 ជាកំហាប់ដំបូងនៃស្រទាប់ខាងក្រោម (S 0 - y ) - ការផ្តោតអារម្មណ៍នៅពេល t . បន្ទាប់មក ផ្អែកលើសមីការ Michaelis-Menten ដើម (ប្រសិនបើ y គឺជាបរិមាណនៃស្រទាប់ខាងក្រោមដែលបានបំប្លែង) យើងអាចសរសេរបាន។

dy / dt \u003d V អតិបរមា (S 0 - y) / (K m + S 0 - y)

ដោយយកការចំរាស់ និងបែងចែកអថេរ យើងធ្វើសមាហរណកម្មលើ y រវាង 0 និង y (V max ត្រូវបានចង្អុលបង្ហាញជា វ):

(2.303 / t) lg = V / K m - (1 / K m) (y / t)

ដូច្នេះដោយបានគ្រោងការពឹងផ្អែកនៃផ្នែកខាងឆ្វេងនៃសមីការនៅលើ y / t (កូអរដោនេ Foster-Niemann) , ទទួលបានបន្ទាត់ត្រង់ដែលមានជម្រាល (-1/K m) , ផ្នែកកាត់នៅលើអ័ក្ស y (V/K m) , និងនៅលើអ័ក្ស abscissa - ចម្រៀក V. សមីការអាំងតេក្រាលក៏អាចត្រូវបានលីនេអ៊ែរតាមវិធីផ្សេងគ្នា៖

t / 2.3031 lg = y / 2.303 V lg + K m / V

ឬ t/y = 2.3031 K m lg / V y +1/V

ប្រសិនបើយើងកំពុងសិក្សាអំពីប្រតិកម្មដែលអាចបញ្ច្រាស់បាន នោះវាចាំបាច់ណាស់ក្នុងការយកចិត្តទុកដាក់លើចន្លោះពេលដែលយើងកំពុងដោះស្រាយ។ នៅពេលនៃការលាយអង់ស៊ីមជាមួយស្រទាប់ខាងក្រោម ដំណាក់កាលដែលហៅថា prestationary ចាប់ផ្តើម មានរយៈពេលរាប់សិបមីលីវិនាទី ឬមីលីវិនាទី កំឡុងពេលដែលស្មុគស្មាញអង់ស៊ីម-ស្រទាប់ខាងក្រោមដែលត្រូវនឹងស្ថានភាពស្ថានីត្រូវបានបង្កើតឡើង។ នៅក្នុងការសិក្សាអំពីប្រតិកម្មដែលអាចបញ្ច្រាស់បានក្នុងចន្លោះពេលដ៏យូរគ្រប់គ្រាន់ ដំណាក់កាលនេះមិនមានតួនាទីសំខាន់ទេ ព្រោះក្នុងដំណាក់កាលនេះ ប្រតិកម្មមិនដំណើរការក្នុងល្បឿនពេញក្នុងទិសដៅណាមួយឡើយ។

សម្រាប់ប្រតិកម្មដែលដំណើរការពីឆ្វេងទៅស្តាំ សមាសធាតុអង់ស៊ីម-ស្រទាប់ខាងក្រោមដែលពាក់ព័ន្ធក្នុងប្រតិកម្មឈានដល់កម្រិតកំហាប់កម្រិតកម្រិតត្រឹមតែនៅចុងបញ្ចប់នៃដំណាក់កាល prestationary ប៉ុណ្ណោះ។ រដ្ឋ​ដែល​មិន​ស្ថិតស្ថេរ, ដែលក្នុងនោះការប្រមូលផ្តុំនៃស្មុគស្មាញអង់ស៊ីម-ស្រទាប់ខាងក្រោមកំណត់អត្រា ខិតជិតតម្លៃអតិបរមានៃការប្រមូលផ្តុំនៅក្នុងស្ថានភាពស្ថិរភាព មានរយៈពេលពីរបីភាគដប់នៃវិនាទី ឬមួយវិនាទី។ ក្នុងដំណាក់កាលនេះ អត្រានៃការបង្កើតផលិតផល (ឬការប្រើប្រាស់ស្រទាប់ខាងក្រោម) គឺស្ទើរតែលីនេអ៊ែរក្នុងពេលវេលា។ តាមទ្រឹស្តី ការបង្កើតផលិតផលមិនទាន់កើតឡើងនៅទីនេះទេ ប៉ុន្តែក្នុងការអនុវត្តជាក់ស្តែង ការផ្តោតអារម្មណ៍របស់វាទាបណាស់ ដែលអត្រានៃប្រតិកម្មបញ្ច្រាសមិនប៉ះពាល់ដល់អត្រានៃប្រតិកម្មដោយផ្ទាល់នោះទេ។ ដំណាក់កាលលីនេអ៊ែរនេះត្រូវបានគេហៅថាអត្រាប្រតិកម្មដំបូង ហើយរហូតមកដល់ពេលនេះយើងគ្រាន់តែយកមកពិចារណាប៉ុណ្ណោះ។

ប្រតិកម្មពីស្តាំទៅឆ្វេងនៅដំណាក់កាលបន្ទាប់ក៏ត្រូវបានពន្លឿនផងដែរដោយសារតែការកើនឡើងបន្តិចម្តង ៗ នៃការប្រមូលផ្តុំផលិតផល។ (ស្ថានភាពផ្លាស់ប្តូរ;លីនេអ៊ែរដែលបានសង្កេតរហូតមកដល់ពេលនេះបាត់ទៅវិញ) ។ ដំណាក់កាលនេះបន្តរហូតដល់អត្រាប្រតិកម្មពីឆ្វេងទៅស្តាំក្លាយជាស្មើនឹងអត្រាប្រតិកម្មពីស្តាំទៅឆ្វេង។ នេះគឺជារដ្ឋ តុល្យភាពថាមវន្ត,ដោយសារតែប្រតិកម្មនៅតែបន្តក្នុងទិសដៅទាំងពីរក្នុងអត្រាដូចគ្នា។

2. កត្តាដែលអត្រានៃប្រតិកម្មអង់ស៊ីមអាស្រ័យ

.1 ការពឹងផ្អែកលើអត្រាប្រតិកម្មអង់ស៊ីមលើសីតុណ្ហភាព

ជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃសីតុណ្ហភាពរបស់ឧបករណ៍ផ្ទុក អត្រានៃប្រតិកម្មអង់ស៊ីមកើនឡើង ឈានដល់អតិបរមានៅសីតុណ្ហភាពល្អបំផុតមួយចំនួន ហើយបន្ទាប់មកធ្លាក់ចុះដល់សូន្យ។ ចំពោះប្រតិកម្មគីមីមានច្បាប់មួយដែលថាជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃសីតុណ្ហភាព 10 ° C អត្រាប្រតិកម្មកើនឡើងពី 2 ទៅ 3 ដង។ សម្រាប់ប្រតិកម្មអង់ស៊ីម មេគុណសីតុណ្ហភាពនេះគឺទាបជាង៖ សម្រាប់រាល់ 10°C អត្រាប្រតិកម្មកើនឡើងដោយកត្តា 2 ឬតិចជាងនេះ។ ការថយចុះជាបន្តបន្ទាប់នៃអត្រាប្រតិកម្មដល់សូន្យបង្ហាញពីភាពមិនប្រក្រតីនៃប្លុកអង់ស៊ីម។ តម្លៃសីតុណ្ហភាពល្អបំផុតសម្រាប់អង់ស៊ីមភាគច្រើនគឺស្ថិតនៅក្នុងចន្លោះពី 20 - 40 0 ​​C. ភាពធន់នៃអង់ស៊ីមត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងរចនាសម្ព័ន្ធប្រូតេអ៊ីនរបស់វា។ អង់ស៊ីមមួយចំនួនត្រូវបាន denatured រួចហើយនៅសីតុណ្ហភាពប្រហែល 40 0 ​​​C ប៉ុន្តែភាគច្រើននៃពួកគេត្រូវបានអសកម្មនៅសីតុណ្ហភាពលើសពី 40 - 50 0 C. អង់ស៊ីមមួយចំនួនត្រូវបានអសកម្មដោយត្រជាក់, i.e. នៅសីតុណ្ហភាពជិត 0 ° C, denaturation កើតឡើង។

ការកើនឡើងនៃសីតុណ្ហភាពរាងកាយ (គ្រុនក្តៅ) បង្កើនល្បឿនប្រតិកម្មជីវគីមីដែលជំរុញដោយអង់ស៊ីម។ វាងាយស្រួលក្នុងការគណនាថាការកើនឡើងនៃសីតុណ្ហភាពរាងកាយសម្រាប់គ្រប់ដឺក្រេបង្កើនអត្រាប្រតិកម្មប្រហែល 20% ។ នៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ប្រហែល 39-40 ° C ការប្រើប្រាស់កាកសំណល់នៃស្រទាប់ខាងក្រោម endogenous នៅក្នុងកោសិកានៃសារពាង្គកាយដែលមានជំងឺគឺត្រូវបានទាមទារដើម្បីបំពេញការទទួលទានរបស់ពួកគេជាមួយនឹងអាហារ។ លើសពីនេះ នៅសីតុណ្ហភាពប្រហែល 40°C អង់ស៊ីម thermolabile មួយចំនួនអាចត្រូវបានប្រែពណ៌ ដែលរំខានដល់ដំណើរធម្មជាតិនៃដំណើរការជីវគីមី។

សីតុណ្ហភាពទាបបណ្តាលឱ្យមានការអសកម្មនៃអង់ស៊ីមដែលមិនអាចត្រឡប់វិញបាន ដោយសារការផ្លាស់ប្តូរបន្តិចបន្តួចនៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធលំហរបស់វា ប៉ុន្តែគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីរំខានដល់ការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធដែលត្រូវគ្នានៃមជ្ឈមណ្ឌលសកម្ម និងម៉ូលេគុលស្រទាប់ខាងក្រោម។

2.2 ការពឹងផ្អែកលើអត្រាប្រតិកម្មលើ pH នៃឧបករណ៍ផ្ទុក

សម្រាប់អង់ស៊ីមភាគច្រើនមានតម្លៃ pH ជាក់លាក់ដែលសកម្មភាពរបស់ពួកគេគឺអតិបរមា។ ខាងលើ និងខាងក្រោមតម្លៃ pH នេះ សកម្មភាពរបស់អង់ស៊ីមទាំងនេះថយចុះ។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ មិនមែនគ្រប់ករណីទាំងអស់ទេ ខ្សែកោងដែលពិពណ៌នាអំពីភាពអាស្រ័យនៃសកម្មភាពអង់ស៊ីមនៅលើ pH មានរាងកណ្តឹង។ ពេលខ្លះការពឹងផ្អែកនេះក៏អាចត្រូវបានបង្ហាញដោយផ្ទាល់ផងដែរ។ ការពឹងផ្អែកនៃអត្រាប្រតិកម្មអង់ស៊ីមនៅលើ pH ជាចម្បងបង្ហាញពីស្ថានភាពនៃក្រុមមុខងារនៃមជ្ឈមណ្ឌលសកម្មនៃអង់ស៊ីម។ ការផ្លាស់ប្តូរ pH របស់ឧបករណ៍ផ្ទុកប៉ះពាល់ដល់អ៊ីយ៉ូដនៃក្រុមអាស៊ីតអាមីណូ និងក្រុមមូលដ្ឋាននៃសំណល់អាស៊ីតអាមីណូនៃមជ្ឈមណ្ឌលសកម្មដែលត្រូវបានចូលរួមទាំងនៅក្នុងការចងនៃស្រទាប់ខាងក្រោម (នៅក្នុងតំបន់ទំនាក់ទំនង) ឬនៅក្នុងការផ្លាស់ប្តូររបស់វា (នៅក្នុងតំបន់កាតាលីករ) ។ ដូច្នេះឥទ្ធិពលជាក់លាក់នៃ pH អាចបណ្តាលមកពីការផ្លាស់ប្តូរភាពស្អិតរមួតនៃស្រទាប់ខាងក្រោមសម្រាប់អង់ស៊ីម ឬដោយការផ្លាស់ប្តូរសកម្មភាពកាតាលីករនៃអង់ស៊ីម ឬទាំងពីរ។

ស្រទាប់ខាងក្រោមភាគច្រើនមានអាស៊ីត ឬក្រុមមូលដ្ឋាន ដូច្នេះ pH ប៉ះពាល់ដល់កម្រិតនៃអ៊ីយ៉ូដនៃស្រទាប់ខាងក្រោម។ អង់ស៊ីមនិយមភ្ជាប់ទៅនឹងទម្រង់ ionized ឬ non-ionized នៃស្រទាប់ខាងក្រោម។ ជាក់ស្តែងនៅ pH ល្អបំផុត ក្រុមមុខងារទាំងពីរនៃមជ្ឈមណ្ឌលសកម្មគឺស្ថិតនៅក្នុងស្ថានភាពប្រតិកម្មបំផុត ហើយស្រទាប់ខាងក្រោមគឺស្ថិតនៅក្នុងទម្រង់ដែលល្អសម្រាប់ការចងដោយក្រុមនៃអង់ស៊ីមទាំងនេះ។

នៅពេលសាងសង់ខ្សែកោងដែលពិពណ៌នាអំពីភាពអាស្រ័យនៃសកម្មភាពអង់ស៊ីមនៅលើ pH ការវាស់វែងនៅតម្លៃ pH ទាំងអស់ជាធម្មតាត្រូវបានអនុវត្តក្រោមលក្ខខណ្ឌនៃការតិត្ថិភាពនៃអង់ស៊ីមជាមួយនឹងស្រទាប់ខាងក្រោម ចាប់តាំងពីតម្លៃ K m សម្រាប់អង់ស៊ីមជាច្រើនផ្លាស់ប្តូរជាមួយនឹង pH ។

ខ្សែកោងដែលបង្ហាញពីការពឹងផ្អែកនៃសកម្មភាពអង់ស៊ីមនៅលើ pH អាចមានទម្រង់សាមញ្ញជាពិសេសនៅក្នុងករណីទាំងនោះ នៅពេលដែលអង់ស៊ីមធ្វើសកម្មភាពលើស្រទាប់ខាងក្រោម ឬស្រទាប់ខាងក្រោមអព្យាក្រឹតអេឡិចត្រូស្តាត ដែលក្រុមដែលត្រូវបានចោទប្រកាន់មិនមានតួនាទីសំខាន់ក្នុងសកម្មភាពកាតាលីករ។ ឧទាហរណ៏នៃអង់ស៊ីមបែបនេះគឺ papain ក៏ដូចជា invertase ដែលជំរុញការសំយោគអ៊ីដ្រូសែននៃម៉ូលេគុល sucrose អព្យាក្រឹត និងរក្សាសកម្មភាពថេរក្នុងកម្រិត pH នៃ 3.0-7.5 ។

តម្លៃ pH ដែលត្រូវគ្នាទៅនឹងសកម្មភាពអតិបរិមានៃអង់ស៊ីម មិនចាំបាច់ស្របគ្នាជាមួយនឹងតម្លៃ pH នៃបរិយាកាសធម្មតានៃអង់ស៊ីមនេះទេ។ ក្រោយមកទៀតអាចមានទាំងខាងលើ និងខាងក្រោម pH ល្អបំផុត។ នេះបង្ហាញថាឥទ្ធិពលនៃ pH លើសកម្មភាពអង់ស៊ីមអាចជាកត្តាមួយក្នុងចំណោមកត្តាដែលទទួលខុសត្រូវចំពោះការគ្រប់គ្រងសកម្មភាពអង់ស៊ីមនៅក្នុងកោសិកា។ ដោយសារកោសិកាមានអង់ស៊ីមរាប់រយ ហើយពួកវានីមួយៗមានប្រតិកម្មខុសៗគ្នាចំពោះការផ្លាស់ប្តូរ pH តម្លៃ pH នៅខាងក្នុងកោសិកាប្រហែលជាធាតុសំខាន់មួយនៅក្នុងប្រព័ន្ធស្មុគស្មាញនៃបទប្បញ្ញត្តិនៃការរំលាយអាហារកោសិកា។

2.3 ការកំណត់បរិមាណអង់ស៊ីមដោយសកម្មភាពរបស់វា។

) stoichiometry សរុបនៃប្រតិកម្មកាតាលីករ;

) តម្រូវការដែលអាចកើតមានសម្រាប់ cofactors - នៅក្នុងអ៊ីយ៉ុងដែកឬ coenzymes;

) ការពឹងផ្អែកនៃសកម្មភាពអង់ស៊ីមលើការប្រមូលផ្តុំនៃស្រទាប់ខាងក្រោមនិង cofactor ពោលគឺឧ។ តម្លៃ K m សម្រាប់ទាំងស្រទាប់ខាងក្រោមនិង cofactor;

) តម្លៃ pH ដែលត្រូវគ្នាទៅនឹងសកម្មភាពអតិបរមានៃអង់ស៊ីម;

) ជួរសីតុណ្ហភាពដែលអង់ស៊ីមមានស្ថេរភាព និងរក្សាសកម្មភាពខ្ពស់។

លើសពីនេះទៀត អ្នកត្រូវមានបច្ចេកទេសវិភាគសាមញ្ញសមរម្យមួយចំនួនដែលអនុញ្ញាតឱ្យអ្នកកំណត់អត្រានៃការបាត់ស្រទាប់ខាងក្រោម ឬអត្រានៃការលេចឡើងនៃផលិតផលប្រតិកម្ម។

នៅពេលណាដែលអាចធ្វើទៅបាន ការវិភាគអង់ស៊ីមត្រូវបានអនុវត្តក្រោមលក្ខខណ្ឌស្តង់ដារដែលរក្សា pH ល្អបំផុត និងរក្សាកំហាប់ស្រទាប់ខាងក្រោមលើសពីកំហាប់តិត្ថិភាព។ ក្នុងករណីនេះ អត្រាដំបូងត្រូវគ្នាទៅនឹងលំដាប់សូន្យនៃប្រតិកម្មទាក់ទងទៅនឹងស្រទាប់ខាងក្រោម និងសមាមាត្រទៅនឹងកំហាប់នៃអង់ស៊ីមប៉ុណ្ណោះ។ សម្រាប់អង់ស៊ីមដែលត្រូវការ cofactors អ៊ីយ៉ុងដែក ឬ coenzymes កំហាប់នៃ cofactors ទាំងនេះក៏ត្រូវតែលើសពីកំហាប់តិត្ថិភាព ដូច្នេះកំហាប់អង់ស៊ីមគឺជាកត្តាកំណត់អត្រា។ ជាទូទៅការវាស់វែងនៃអត្រានៃការបង្កើតផលិតផលប្រតិកម្មអាចត្រូវបានអនុវត្តជាមួយនឹងភាពត្រឹមត្រូវជាងការវាស់វែងនៃអត្រានៃការបាត់ខ្លួននៃស្រទាប់ខាងក្រោម ដោយសារជាទូទៅស្រទាប់ខាងក្រោមត្រូវតែមានវត្តមាននៅក្នុងកំហាប់ខ្ពស់ដើម្បីរក្សាលំនឹងសូន្យ។ អត្រានៃការបង្កើតផលិតផលប្រតិកម្ម (ឬផលិតផល) អាចត្រូវបានវាស់ដោយវិធីសាស្ត្រគីមី ឬវិសាលគម-រូបវិទ្យា។ វិធីសាស្រ្តទីពីរគឺងាយស្រួលជាងព្រោះវាអនុញ្ញាតឱ្យអ្នកកត់ត្រាជាបន្តបន្ទាប់នូវដំណើរការនៃប្រតិកម្មនៅលើ mite របស់អ្នកថត។

តាមកិច្ចព្រមព្រៀងអន្តរជាតិ ឯកតានៃសកម្មភាពអង់ស៊ីមគឺជាបរិមាណនៃអង់ស៊ីមដែលមានសមត្ថភាពបំប្លែងមីក្រូម៉ូលមួយនៃស្រទាប់ខាងក្រោមក្នុងមួយនាទីនៅសីតុណ្ហភាព 25°C ក្រោមលក្ខខណ្ឌដ៏ល្អប្រសើរ។ សកម្មភាពជាក់លាក់អង់ស៊ីមគឺជាចំនួនឯកតានៃសកម្មភាពអង់ស៊ីមក្នុង 1 មីលីក្រាមនៃប្រូតេអ៊ីន។ តម្លៃនេះត្រូវបានប្រើជាលក្ខណៈវិនិច្ឆ័យសម្រាប់ភាពបរិសុទ្ធនៃការរៀបចំអង់ស៊ីម; វាកើនឡើងនៅពេលដែលអង់ស៊ីមត្រូវបានបន្សុត និងឈានដល់តម្លៃអតិបរមារបស់វាសម្រាប់ការរៀបចំដ៏បរិសុទ្ធតាមឧត្ដមគតិ។ នៅក្រោម ចំនួនបដិវត្តន៍ស្វែងយល់ពីចំនួនម៉ូលេគុលស្រទាប់ខាងក្រោមដែលកំពុងដំណើរការផ្លាស់ប្តូរក្នុងមួយឯកតាពេលក្នុងមួយម៉ូលេគុលនៃអង់ស៊ីម (ឬក្នុងមួយមជ្ឈមណ្ឌលសកម្មមួយ) ក្រោមលក្ខខណ្ឌដែលអត្រាប្រតិកម្មត្រូវបានកំណត់ដោយកំហាប់អង់ស៊ីម។

2.4 ការធ្វើឱ្យអង់ស៊ីមសកម្ម

បទប្បញ្ញត្តិនៃអង់ស៊ីមអាចត្រូវបានអនុវត្តដោយអន្តរកម្មជាមួយពួកវានៃសមាសធាតុជីវសាស្រ្តផ្សេងៗឬសមាសធាតុបរទេស (ឧទាហរណ៍ថ្នាំនិងសារធាតុពុល) ដែលត្រូវបានគេហៅថាជាទូទៅ។ អ្នកកែប្រែឬនិយតករ អង់ស៊ីម។ក្រោមឥទិ្ធពលនៃអ្នកកែប្រែលើអង់ស៊ីម ប្រតិកម្មអាចត្រូវបានពន្លឿន (សារធាតុសកម្ម) ឬបន្ថយល្បឿន (ថ្នាំទប់ស្កាត់) ។

ការធ្វើឱ្យសកម្មនៃអង់ស៊ីមត្រូវបានកំណត់ដោយការបង្កើនល្បឿននៃប្រតិកម្មជីវគីមីដែលកើតឡើងបន្ទាប់ពីសកម្មភាពរបស់ឧបករណ៍កែប្រែ។ ភ្នាក់ងារសកម្មមួយក្រុមមានសារធាតុដែលប៉ះពាល់ដល់តំបន់នៃទីតាំងសកម្មនៃអង់ស៊ីម។ ទាំងនេះរួមបញ្ចូលអង់ស៊ីម cofactors និងស្រទាប់ខាងក្រោម។ Cofactors (អ៊ីយ៉ុងដែក និង coenzymes) មិនត្រឹមតែជាធាតុរចនាសម្ព័ន្ធកាតព្វកិច្ចនៃអង់ស៊ីមស្មុគ្រស្មាញប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងជាសារធាតុសកម្មរបស់វាផងដែរ។

អ៊ីយ៉ុងដែកគឺជាសារធាតុសកម្មជាក់លាក់។ ជារឿយៗ អង់ស៊ីមមួយចំនួនត្រូវការអ៊ីយ៉ុងមិនមែនមួយទេ ប៉ុន្តែជាលោហៈមួយចំនួន។ ឧទាហរណ៍ សម្រាប់ Na + , K + -ATPase ដែលដឹកជញ្ជូន cations monovalent តាមរយៈភ្នាសកោសិកា ម៉ាញ៉េស្យូម សូដ្យូម និងប៉ូតាស្យូមអ៊ីយ៉ុងគឺចាំបាច់ជាភ្នាក់ងារសកម្ម។

ការធ្វើឱ្យសកម្មដោយមានជំនួយពីអ៊ីយ៉ុងដែកត្រូវបានអនុវត្តដោយយន្តការផ្សេងៗគ្នា។ នៅក្នុងអង់ស៊ីមមួយចំនួនពួកវាគឺជាផ្នែកមួយនៃកន្លែងកាតាលីករ។ នៅក្នុងករណីមួយចំនួន អ៊ីយ៉ុងដែកជួយសម្រួលដល់ការចងស្រទាប់ខាងក្រោមទៅនឹងមជ្ឈមណ្ឌលសកម្មនៃអង់ស៊ីម បង្កើតបានជាស្ពានមួយប្រភេទ។ ជាញឹកញាប់ លោហធាតុមិនរួមផ្សំជាមួយអង់ស៊ីមទេ ប៉ុន្តែជាមួយនឹងស្រទាប់ខាងក្រោម បង្កើតបានជាស្រទាប់ខាងក្រោមលោហៈ ដែលល្អសម្រាប់សកម្មភាពរបស់អង់ស៊ីម។

ភាពជាក់លាក់នៃការចូលរួមនៃ coenzymes នៅក្នុងការចងនិងកាតាលីករនៃស្រទាប់ខាងក្រោមពន្យល់ពីការធ្វើឱ្យសកម្មនៃប្រតិកម្មអង់ស៊ីមដោយពួកវា។ ប្រសិទ្ធភាពសកម្មនៃ cofactors គឺគួរឱ្យកត់សម្គាល់នៅពេលធ្វើសកម្មភាពលើអង់ស៊ីមដែលមិនត្រូវបានឆ្អែតជាមួយ cofactors ។

ស្រទាប់ខាងក្រោមក៏ជាសារធាតុសកម្មនៅក្នុងដែនកំណត់កំហាប់ដែលគេស្គាល់ផងដែរ។ បន្ទាប់ពីឈានដល់កំហាប់ឆ្អែតនៃស្រទាប់ខាងក្រោមសកម្មភាពរបស់អង់ស៊ីមមិនកើនឡើងទេ។ ស្រទាប់ខាងក្រោមបង្កើនស្ថេរភាពនៃអង់ស៊ីមនិងសម្របសម្រួលការបង្កើតការអនុលោមតាមដែលចង់បាននៃទីតាំងសកម្មនៃអង់ស៊ីម។

អ៊ីយ៉ុងលោហធាតុ កូអង់ស៊ីម និងសារធាតុមុនរបស់ពួកគេ និងអាណាឡូកសកម្ម។

ស្រទាប់ខាងក្រោមអាចត្រូវបានប្រើក្នុងការអនុវត្តជាការត្រៀមលក្ខណៈដែលធ្វើឱ្យអង់ស៊ីមសកម្ម។

ការធ្វើឱ្យសកម្មនៃអង់ស៊ីមមួយចំនួនអាចត្រូវបានអនុវត្តដោយការកែប្រែដែលមិនប៉ះពាល់ដល់មជ្ឈមណ្ឌលសកម្មនៃម៉ូលេគុលរបស់ពួកគេ។ ការកែប្រែជាច្រើនអាចធ្វើទៅបាន៖

1) ការធ្វើឱ្យសកម្មនៃអ្នកកាន់តំណែងមុនអសកម្ម - ប្រូអង់ស៊ីមឬ ហ្សីម៉ូហ្សែន. ឧទាហរណ៍ការបំប្លែង pepsinogen ទៅ pepsin ;

2) ការធ្វើឱ្យសកម្មដោយការភ្ជាប់ក្រុមកែប្រែជាក់លាក់ណាមួយទៅនឹងម៉ូលេគុលអង់ស៊ីម;

3) ការធ្វើឱ្យសកម្មដោយការបំបែកនៃប្រូតេអ៊ីនស្មុគស្មាញអសកម្ម - អង់ស៊ីមសកម្ម។

2.5 ការទប់ស្កាត់អង់ស៊ីម

មានសារធាតុប្រតិកម្មដែលអាចធ្វើអន្តរកម្មច្រើនឬតិចជាពិសេសជាមួយនឹងខ្សែសង្វាក់មួយឬផ្សេងទៀតនៃប្រូតេអ៊ីន ដែលនាំទៅដល់ការរារាំងសកម្មភាពអង់ស៊ីម។ បាតុភូតនេះធ្វើឱ្យវាអាចសិក្សាពីធម្មជាតិនៃសំណល់ចំហៀងអាស៊ីតអាមីណូដែលពាក់ព័ន្ធនឹងប្រតិកម្មអង់ស៊ីមនេះ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយនៅក្នុងការអនុវត្ត មនុស្សម្នាក់គួរតែយកទៅពិចារណានូវ subtleties ជាច្រើនដែលធ្វើឱ្យការបកស្រាយមិនច្បាស់លាស់នៃលទ្ធផលដែលទទួលបានជាមួយនឹង inhibitors ជាក់លាក់ជាការលំបាក ហើយជារឿយៗមានការសង្ស័យ។ ជាដំបូង ដើម្បីឱ្យប្រតិកម្មជាមួយ inhibitor មានលក្ខណៈសមរម្យសម្រាប់ការសិក្សាពីធម្មជាតិនៃសង្វាក់ចំហៀងដែលពាក់ព័ន្ធនឹងប្រតិកម្ម វាត្រូវតែបំពេញតាមលក្ខណៈវិនិច្ឆ័យដូចខាងក្រោមៈ

) ជាក់លាក់, i.e. inhibitor គួរតែរារាំងតែក្រុមដែលចង់បាន;

) រារាំងសកម្មភាពរបស់អង់ស៊ីម ហើយការទប់ស្កាត់នេះគួរតែពេញលេញជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃចំនួនក្រុមដែលបានកែប្រែ។

) សារធាតុ reagent មិនគួរបង្កឱ្យមានការប្រែពណ៌មិនជាក់លាក់នៃប្រូតេអ៊ីននោះទេ។

មាន 2 ក្រុមនៃ inhibitors: សកម្មភាពបញ្ច្រាសនិងមិនអាចត្រឡប់វិញបាន។ ការបែងចែកគឺផ្អែកលើលក្ខណៈវិនិច្ឆ័យសម្រាប់ការស្ដារឡើងវិញនៃសកម្មភាពអង់ស៊ីមបន្ទាប់ពីការលាងឈាមឬការរំលាយដ៏រឹងមាំនៃដំណោះស្រាយអង់ស៊ីមជាមួយនឹងថ្នាំទប់ស្កាត់។

យោងតាមយន្តការនៃសកម្មភាព ការប្រកួតប្រជែង មិនប្រកួតប្រជែង មិនប្រកួតប្រជែង ស្រទាប់ខាងក្រោម និង allosteric inhibition ត្រូវបានសម្គាល់។

ការរារាំងការប្រកួតប្រជែង

ការទប់ស្កាត់ការប្រកួតប្រជែងត្រូវបានរកឃើញនៅក្នុងការសិក្សាអំពីការរារាំងដែលបណ្តាលមកពីអាណាឡូកនៃស្រទាប់ខាងក្រោម។ នេះគឺជាការរារាំងនៃប្រតិកម្មអង់ស៊ីមដែលបណ្តាលមកពីការភ្ជាប់ទៅនឹងមជ្ឈមណ្ឌលសកម្មនៃអង់ស៊ីមនៃសារធាតុ inhibitor ដែលស្រដៀងនឹងរចនាសម្ព័ន្ធទៅនឹងស្រទាប់ខាងក្រោម និងការពារការបង្កើតស្មុគស្មាញអង់ស៊ីម-ស្រទាប់ខាងក្រោម។ នៅក្នុងការទប់ស្កាត់ការប្រកួតប្រជែង សារធាតុ inhibitor និងស្រទាប់ខាងក្រោមដែលមានលក្ខណៈស្រដៀងគ្នាក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធប្រកួតប្រជែងសម្រាប់ទីតាំងសកម្មនៃអង់ស៊ីម។ សមាសធាតុនៃម៉ូលេគុលដែលមានទំហំធំជាងភ្ជាប់ទៅនឹងមជ្ឈមណ្ឌលសកម្ម។

គំនិតបែបនេះអំពីយន្តការនៃការរារាំងត្រូវបានបញ្ជាក់ដោយការពិសោធន៍លើ kinetics នៃប្រតិកម្ម inhibition ប្រកួតប្រជែង។ ដូច្នេះហើយ វាត្រូវបានបង្ហាញថា នៅក្នុងករណីនៃការទប់ស្កាត់ការប្រកួតប្រជែង អាណាឡូកនៃស្រទាប់ខាងក្រោមមិនប៉ះពាល់ដល់អត្រានៃការ decomposition នៃស្មុគស្មាញអង់ស៊ីម-ស្រទាប់ខាងក្រោមដែលបានបង្កើតឡើងរួចហើយនោះទេ។ នៅពេលប្រើលើស "ធំគ្មានកំណត់" នៃស្រទាប់ខាងក្រោម អត្រាអតិបរិមាដូចគ្នាត្រូវបានទទួលទាំងនៅក្នុងវត្តមាន និងអវត្ដមាននៃសារធាតុរារាំង។ ផ្ទុយទៅវិញ inhibitor ប៉ះពាល់ដល់តម្លៃនៃថេរ dissociation និងថេរ Michaelis ។ ពីនេះយើងអាចសន្និដ្ឋានថា inhibitor មានប្រតិកម្មជាមួយក្រុមប្រូតេអ៊ីនដែលពាក់ព័ន្ធក្នុងមធ្យោបាយមួយឬផ្សេងទៀតក្នុងការចងស្រទាប់ខាងក្រោម ដូច្នេះដោយសារអន្តរកម្មរបស់វាជាមួយក្រុមទាំងនេះ កម្លាំងចងនៃស្រទាប់ខាងក្រោមមានការថយចុះ (ពោលគឺចំនួននៃម៉ូលេគុលអង់ស៊ីមដែលមានសមត្ថភាព ការចងស្រទាប់ខាងក្រោមថយចុះ) ។

ក្រោយមកទៀត វាត្រូវបានបង្ហាញថា ការទប់ស្កាត់ការប្រកួតប្រជែងតាមបែប kinetically អាចត្រូវបានបង្កឡើងមិនត្រឹមតែដោយ analogues ស្រទាប់ខាងក្រោមប៉ុណ្ណោះទេប៉ុន្តែថែមទាំងដោយ reagents ផ្សេងទៀតផងដែរ រចនាសម្ព័ន្ធគីមីដែលខុសគ្នាទាំងស្រុងពីស្រទាប់ខាងក្រោម។ នៅក្នុងករណីទាំងនេះ វាក៏ត្រូវបានគេសន្មត់ថា សារធាតុប្រតិកម្មនេះមានអន្តរកម្មជាមួយនឹងក្រុមដែលទទួលខុសត្រូវចំពោះការចងស្រទាប់ខាងក្រោម។

តាមទ្រឹស្តីមានលទ្ធភាពពីរសម្រាប់ការរារាំងការប្រកួតប្រជែង៖

1) កន្លែងភ្ជាប់និងកាតាលីករនៃអង់ស៊ីមត្រួតលើគ្នា; inhibitor ចងទៅពួកគេ ប៉ុន្តែប៉ះពាល់ដល់តែក្រុមមជ្ឈមណ្ឌលចង;

2) មជ្ឈមណ្ឌលចងនិងមជ្ឈមណ្ឌលកាតាលីករនៅក្នុងម៉ូលេគុលអង់ស៊ីមគឺដាច់ឆ្ងាយពីគ្នា; inhibitor ធ្វើអន្តរកម្មជាមួយកន្លែងចង។

កន្លែងដែលខ្ញុំជាអ្នកទប់ស្កាត់ ហើយ K I គឺជាថេរនៃការបំបែកនៃស្មុគស្មាញអង់ស៊ីម-រារាំង។

អត្រាទំនាក់ទំនង (សមាមាត្រនៃអត្រាប្រតិកម្មអង់ស៊ីមដែលត្រូវបានវាស់នៅក្នុងវត្តមានរបស់ inhibitor (v i) , ដល់ល្បឿនអតិបរមា) ស្មើនឹង

v i / V = ​​​/ [E] T

ចាប់តាំងពីសម្រាប់ការផ្តោតអារម្មណ៍សរុបនៃអង់ស៊ីមវាគឺពិត

[E]T = [E] + +

បន្ទាប់មក 1 / v i = (K s / V [S]) (1 + [I] / K I) + 1 / V

ជាក់ស្តែងប្រសិនបើ [I] = K I , បន្ទាប់មកជម្រាលនៃបន្ទាត់ត្រង់ក្លាយជាធំជាងទ្វេដងសម្រាប់ការពឹងផ្អែកនៃ 1/v 0 នៅលើ [S] (v 0 គឺជាអត្រានៃប្រតិកម្មអង់ស៊ីមក្នុងករណីដែលគ្មានសារធាតុរារាំង) ។

ប្រភេទនៃការទប់ស្កាត់ជាធម្មតាត្រូវបានកំណត់ជាក្រាហ្វិក។ ការទប់ស្កាត់ការប្រកួតប្រជែងត្រូវបានទទួលស្គាល់យ៉ាងងាយស្រួលបំផុតដោយការគូសប្លង់ Lineweaver-Burk (ឧទាហរណ៍ដីឡូតិ៍ក្នុង 1/v i និង 1/[S]) នៅកំហាប់ inhibitor ផ្សេងគ្នា។ ជាមួយនឹងការទប់ស្កាត់ការប្រកួតប្រជែងពិតប្រាកដ សំណុំនៃបន្ទាត់ត្រង់ត្រូវបានទទួលដែលខុសគ្នានៅក្នុងតង់សង់នៃមុំជម្រាល និងកាត់អ័ក្ស y (អ័ក្ស 1/v i) នៅចំណុចមួយ។ នៅកំហាប់ណាមួយនៃសារធាតុ inhibitor វាអាចប្រើកំហាប់ខ្ពស់នៃស្រទាប់ខាងក្រោមដែលសកម្មភាពរបស់អង់ស៊ីមនឹងមានអតិបរមា។

ឧទាហរណ៍នៃការទប់ស្កាត់ការប្រកួតប្រជែងគឺឥទ្ធិពលនៃសារធាតុផ្សេងៗលើសកម្មភាពរបស់ succinate dehydrogenase ។ អង់ស៊ីមនេះគឺជាផ្នែកមួយនៃប្រព័ន្ធវដ្តអង់ស៊ីម - វដ្ត Krebs ។ ស្រទាប់ខាងក្រោមធម្មជាតិរបស់វាគឺ succinate ហើយសារធាតុទប់ស្កាត់ការប្រកួតប្រជែងរបស់វាគឺ oxaloacetate ដែលជាផលិតផលកម្រិតមធ្យមនៃវដ្ត Krebs ដូចគ្នា៖

ថ្នាំទប់ស្កាត់ការប្រកួតប្រជែងស្រដៀងគ្នានៃ succinate dehydrogenase គឺជាអាស៊ីត malonic ដែលត្រូវបានគេប្រើជាញឹកញាប់នៅក្នុងការស្រាវជ្រាវជីវគីមី។

សកម្មភាពនៃការរៀបចំឱសថសាស្រ្តជាច្រើន ថ្នាំសម្លាប់សត្វល្អិតដែលប្រើដើម្បីបំផ្លាញសត្វល្អិតកសិកម្ម និងភ្នាក់ងារសង្គ្រាមគីមី គឺផ្អែកលើគោលការណ៍នៃការទប់ស្កាត់ការប្រកួតប្រជែង។

ឧទាហរណ៍ ក្រុមថ្នាំ anticholinesterase ដែលរួមមានដេរីវេនៃមូលដ្ឋានអាម៉ូញ៉ូម quaternary និងសមាសធាតុ organophosphorus គឺជាអ្នកទប់ស្កាត់ការប្រកួតប្រជែងនៃអង់ស៊ីម cholinesterase ទាក់ទងទៅនឹងស្រទាប់ខាងក្រោម acetylcholine របស់វា។ សារធាតុ Cholinesterase បំប្លែងអ៊ីដ្រូលីសនៃអាសេទីលកូលីន ដែលជាអ្នកសម្រុះសម្រួលនៃប្រព័ន្ធ cholinergic (សរសៃប្រសាទសាច់ដុំ ប្រព័ន្ធប្រសាទ ជាដើម)។ សារធាតុ Anticholinesterase ប្រកួតប្រជែងជាមួយ acetylcholine សម្រាប់ទីតាំងសកម្មនៃអង់ស៊ីម ភ្ជាប់ទៅនឹងវា និងបិទសកម្មភាពកាតាលីករនៃអង់ស៊ីម។ ថ្នាំដូចជា prozerin, physostigmine, sevin រារាំងអង់ស៊ីមបញ្ច្រាស់ខណៈដែលថ្នាំ organophosphorus ដូចជា armin, nibufin, chlorophos, soman ធ្វើសកម្មភាព irreversible phosphorylating ក្រុមកាតាលីករនៃអង់ស៊ីម។ ជាលទ្ធផលនៃសកម្មភាពរបស់ពួកគេ acetylcholine ប្រមូលផ្តុំនៅក្នុង synapses ទាំងនោះដែលជាកន្លែងដែលវាជាអ្នកសម្រុះសម្រួលនៃការរំភើបចិត្ត, i.e. សារពាង្គកាយត្រូវបានបំពុលដោយ acetylcholine បង្គរ។ សកម្មភាពរបស់ inhibitors ដែលអាចបញ្ច្រាស់បានបាត់បន្តិចម្តងៗ ចាប់តាំងពីការប្រមូលផ្តុំ acetylcholine កាន់តែច្រើន វាកាន់តែលឿនវាផ្លាស់ប្តូរសារធាតុ inhibitor ពីមជ្ឈមណ្ឌលសកម្មនៃ cholinesterase ។ ការពុលនៃសារធាតុទប់ស្កាត់ដែលមិនអាចត្រឡប់វិញបានគឺខ្ពស់ជាងដែលមិនអាចប្រៀបផ្ទឹមបាន ដូច្នេះហើយ ពួកវាត្រូវបានប្រើដើម្បីប្រយុទ្ធប្រឆាំងនឹងសត្វល្អិតកសិកម្ម សត្វល្អិតក្នុងផ្ទះ និងសត្វកកេរ (ឧទាហរណ៍ ក្លរ៉ូហ្វីស) និងជាភ្នាក់ងារសង្គ្រាមគីមី (ឧទាហរណ៍ សារិន សុម៉ាន់ ជាដើម)។

ការរារាំងមិនប្រកួតប្រជែង

នៅក្នុងការទប់ស្កាត់ដែលមិនមានលក្ខណៈប្រកួតប្រជែង សារធាតុ inhibitor ជាក់លាក់មិនប៉ះពាល់ដល់ការបំបែកថេរនៃស្មុគស្មាញ enzyme-substrate នោះទេ។ ម្យ៉ាងវិញទៀត អត្រាប្រតិកម្មអតិបរមាដែលអាចសម្រេចបានគឺទាបជាងនៅក្នុងវត្តមានរបស់ inhibitor ជាងការអវត្ដមានរបស់វា សូម្បីតែនៅស្រទាប់ខាងក្រោមដ៏ធំគ្មានកំណត់ក៏ដោយ។ វត្តមាននៃ inhibition បង្ហាញថា inhibitor ភ្ជាប់ទៅនឹងប្រូតេអ៊ីន។ ភាពប្រែប្រួលនៃការបំបែកខ្លួនថេរទាំងវត្តមាន និងអវត្តមាននៃសារធាតុ inhibitor ជាវេនបង្ហាញថា មិនដូចស្រទាប់ខាងក្រោមទេ សារធាតុ inhibitor ភ្ជាប់ទៅក្រុមមួយផ្សេងទៀត។ តាមទស្សនៈទ្រឹស្តី យន្តការនៃការរារាំងបែបនេះអាចត្រូវបានបកស្រាយតាមវិធីផ្សេងៗ។

ក) កន្លែងភ្ជាប់ និងកន្លែងកាតាលីករនៃអង់ស៊ីមគឺខុសគ្នា។ ក្នុងករណីនេះ inhibitor ដែលត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងមជ្ឈមណ្ឌលកាតាលីករកាត់បន្ថយសកម្មភាពនៃអង់ស៊ីមនិងអតិបរមាដែលអាចសម្រេចបាន។
ល្បឿនដោយមិនប៉ះពាល់ដល់ការបង្កើតស្មុគស្មាញអង់ស៊ីមស្រទាប់ខាងក្រោម។

ខ) កន្លែងភ្ជាប់ និងកន្លែងកាតាលីករត្រួតលើគ្នា។
ផ្ទៃនៃអង់ស៊ីម ហើយសារធាតុ inhibitor ភ្ជាប់ទៅនឹងក្រុមផ្សេងទៀតនៃប្រូតេអ៊ីន។ ដោយសារតែការភ្ជាប់នៃសារធាតុ inhibitor ទៅនឹងផ្ទៃនៃអង់ស៊ីមព័ត៌មាននៃប្រូតេអ៊ីនបានផ្លាស់ប្តូរហើយក្លាយទៅជាមិនអំណោយផលសម្រាប់ការអនុវត្តកាតាលីករ។

គ) inhibitor មិនភ្ជាប់ទៅនឹងកន្លែងកាតាលីករ ឬកន្លែងចង ហើយវាមិនប៉ះពាល់ដល់ការអនុលោមតាមប្រូតេអ៊ីននោះទេ។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ វាអាចផ្លាស់ប្តូរការចែកចាយបន្ទុកលើតំបន់នៃផ្ទៃប្រូតេអ៊ីន។ ការរារាំងសកម្មភាពក៏អាចកើតឡើងក្នុងករណីនេះ ប្រសិនបើឧទាហរណ៍ អ៊ីយ៉ូដនៃក្រុមសំខាន់ៗសម្រាប់ការបង្ហាញសកម្មភាពត្រូវបានធ្វើឱ្យមិនអាចទៅរួច ឬផ្ទុយទៅវិញ អ៊ីយ៉ូដនៃក្រុមសកម្មតែក្នុងទម្រង់មិនអ៊ីយ៉ូដកើតឡើង។ បាតុភូតនេះត្រូវបានគេសង្កេតឃើញជាចម្បងនៅពេលប្រើប្រាស់សារធាតុប្រតិកម្មអាសុីតខ្លាំង ឬអាល់កាឡាំងខ្លាំង។

សារធាតុ inhibitor និងស្រទាប់ខាងក្រោមមិនប៉ះពាល់ដល់ការភ្ជាប់គ្នាទៅវិញទៅមកទៅនឹងអង់ស៊ីមនោះទេ ប៉ុន្តែអង់ស៊ីមដែលមានសារធាតុ inhibitor គឺអសកម្មទាំងស្រុង។ ក្នុងករណីនេះ ដំណាក់កាលបឋមខាងក្រោមអាចត្រូវបានគេសន្មត់ថា:

v i / V = ​​​/ [E] T

[E] T = [E] + + +

/ v i = (K s / V [S]) (1 + [I] / K I) + (1 / V) (1 + [I] / K I)

ប្រសិនបើ [I] = K I ចំណោតនៃបន្ទាត់ត្រង់ និងចំនុចប្រសព្វនៃចំនុចប្រសព្វជាមួយអ័ក្សបញ្ឈរត្រូវបានកើនឡើងទ្វេដងបើធៀបនឹង 1/v 0 ។

ឧទាហរណ៍ សារធាតុ inhibitors ដែលមិនមានការប្រកួតប្រជែងគឺ cyanides ដែលត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់យ៉ាងខ្លាំងជាមួយនឹងជាតិដែក ferric ដែលជាផ្នែកមួយនៃកន្លែងកាតាលីករនៃអង់ស៊ីម hemin - cytochrome oxidase ។ ការទប់ស្កាត់អង់ស៊ីមនេះបិទសង្វាក់ផ្លូវដង្ហើម ហើយកោសិកាងាប់។ ថ្នាំទប់ស្កាត់អង់ស៊ីមដែលមិនប្រកួតប្រជែងរួមមានអ៊ីយ៉ុងលោហៈធ្ងន់ និងសមាសធាតុសរីរាង្គរបស់ពួកគេ។ ដូច្នេះ អ៊ីយ៉ុងដែកធ្ងន់នៃបារត សំណ កាដមីញ៉ូម អាសេនិច និងសារធាតុផ្សេងៗទៀតគឺពុលណាស់។ ពួកវារារាំងឧទាហរណ៍ SH-groups ដែលរួមបញ្ចូលនៅក្នុងកន្លែងកាតាលីករនៃអង់ស៊ីម។

ថ្នាំទប់ស្កាត់មិនប្រកួតប្រជែងគឺ cyanides ដែលត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់យ៉ាងខ្លាំងជាមួយនឹងជាតិដែក ferric ដែលជាផ្នែកមួយនៃកន្លែងកាតាលីករនៃអង់ស៊ីម hemic - cytochrome oxidase ។ ការទប់ស្កាត់អង់ស៊ីមនេះបិទសង្វាក់ផ្លូវដង្ហើម ហើយកោសិកាងាប់។ វាមិនអាចទៅរួចទេក្នុងការដកចេញនូវសកម្មភាពរបស់ inhibitor ដែលមិនមានការប្រកួតប្រជែងជាមួយនឹងការលើសនៃស្រទាប់ខាងក្រោម (ជាសកម្មភាពនៃការប្រកួតប្រជែងមួយ) ប៉ុន្តែបានតែជាមួយសារធាតុដែលចង inhibitor - reactivators ។

ថ្នាំទប់ស្កាត់មិនប្រកួតប្រជែងត្រូវបានប្រើជាភ្នាក់ងារឱសថសាស្ត្រ សារធាតុពុលសម្រាប់ការគ្រប់គ្រងសត្វល្អិតក្នុងវិស័យកសិកម្ម និងសម្រាប់គោលបំណងយោធា។ នៅក្នុងឱសថ ការត្រៀមលក្ខណៈដែលមានជាតិបារត អាសេនិច ប៊ីស្មុត ត្រូវបានគេប្រើ ដែលរារាំងអង់ស៊ីមមិនប្រកួតប្រជែងនៅក្នុងកោសិកានៃរាងកាយ ឬបាក់តេរីបង្កជំងឺ ដែលកំណត់ឥទ្ធិពលមួយ ឬមួយផ្សេងទៀតរបស់វា។ នៅក្នុងករណីនៃការស្រវឹង ការចងសារធាតុពុល ឬការផ្លាស់ទីលំនៅរបស់វាពីស្មុគស្មាញអង់ស៊ីម-រារាំងគឺអាចធ្វើទៅបាន ដោយមានជំនួយពីឧបករណ៍ប្រតិកម្ម។ ទាំងនេះរួមមាន សារធាតុ complexones ដែលមានផ្ទុក SH ទាំងអស់ (cysteine, dimercaptopropanol), អាស៊ីតនៃក្រូចឆ្មា, អាស៊ីត ethylenediaminetetraacetic ជាដើម។

ការរារាំងដែលមិនអាចប្រកួតប្រជែងបាន។

ប្រភេទនៃការរារាំងនេះត្រូវបានគេហៅផងដែរថាការរារាំងប្រឆាំងនឹងការប្រកួតប្រជែងនៅក្នុងអក្សរសិល្ប៍។ ឬការរារាំងដែលពាក់ព័ន្ធ , ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ ពាក្យ "ការរារាំងមិនប្រកួតប្រជែង" ត្រូវបានគេប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយបំផុត។ លក្ខណៈនៃប្រភេទ inhibition នេះគឺថា inhibitor មិនអាចភ្ជាប់ទៅនឹងអង់ស៊ីមបានទេ ប៉ុន្តែវាភ្ជាប់ទៅនឹង enzyme-substrate complex ។

នៅក្នុងករណីនៃការរារាំងដែលមិនអាចប្រកួតប្រជែងបាន ស្មុគស្មាញដែលមានសារធាតុ inhibitor គឺអសកម្ម៖

v i / V = ​​​/ [E]

[E]T = [E] + +

/ v i = Ks / V[S] + (1 / V) (1 + [I] / K I)

ការទប់ស្កាត់ស្រទាប់ខាងក្រោម

ការរារាំងស្រទាប់ខាងក្រោមគឺជាការរារាំងនៃប្រតិកម្មអង់ស៊ីមដែលបណ្តាលមកពីស្រទាប់ខាងក្រោមលើស។ ការរារាំងបែបនេះកើតឡើងដោយសារការបង្កើតស្មុគស្មាញអង់ស៊ីម-ស្រទាប់ខាងក្រោមដែលមិនមានលទ្ធភាពឆ្លងកាត់ការផ្លាស់ប្តូរកាតាលីករ។ ស្មុគស្មាញ ES 2 គឺគ្មានផលិតភាព និងធ្វើឱ្យម៉ូលេគុលអង់ស៊ីមអសកម្ម។ ការរារាំងស្រទាប់ខាងក្រោមត្រូវបានបង្កឡើងដោយការលើសនៃស្រទាប់ខាងក្រោម ដូច្នេះវាត្រូវបានដកចេញនៅពេលដែលកំហាប់របស់វាថយចុះ។

ការទប់ស្កាត់ Allosteric

បទប្បញ្ញត្តិ Allosteric គឺជាលក្ខណៈសម្រាប់តែក្រុមពិសេសនៃអង់ស៊ីមដែលមានរចនាសម្ព័ន្ធ quaternary ដែលមានមជ្ឈមណ្ឌលបទប្បញ្ញត្តិសម្រាប់ការចង effectors allosteric ។ ឥទ្ធិពលអវិជ្ជមានដែលរារាំងការបំប្លែងស្រទាប់ខាងក្រោមនៅក្នុងទីតាំងសកម្មនៃអង់ស៊ីមដើរតួជាអ្នករារាំង allosteric ។ ផ្ទុយទៅវិញ ភ្នាក់ងារ allosteric វិជ្ជមាន បង្កើនល្បឿននៃប្រតិកម្មអង់ស៊ីម ហើយដូច្នេះពួកវាត្រូវបានគេហៅថាជាសារធាតុសកម្ម allosteric ។ Allosteric effectors នៃអង់ស៊ីមភាគច្រើនជាសារធាតុរំលាយអាហារផ្សេងៗ ក៏ដូចជាអរម៉ូន អ៊ីយ៉ុងដែក និង coenzymes។ ក្នុងករណីដ៏កម្រ ម៉ូលេគុលស្រទាប់ខាងក្រោមដើរតួនាទីជាភ្នាក់ងារ allosteric នៃអង់ស៊ីម។

យន្តការនៃសកម្មភាពរបស់ allosteric inhibitors នៅលើអង់ស៊ីមគឺដើម្បីផ្លាស់ប្តូរការអនុលោមតាមទីតាំងសកម្ម។ ការថយចុះអត្រានៃប្រតិកម្មអង់ស៊ីមគឺជាផលវិបាកនៃការកើនឡើង K m ឬការថយចុះនៃអត្រាអតិបរមា V max នៅកំហាប់ស្រទាប់ខាងក្រោមឆ្អែតដូចគ្នាពោលគឺឧ។ អង់ស៊ីមគឺនៅទំនេរដោយផ្នែក។

អង់ស៊ីម Allosteric ខុសពីអង់ស៊ីមផ្សេងទៀតនៅក្នុងខ្សែកោងរាង S ជាក់លាក់នៃអត្រាប្រតិកម្មធៀបនឹងការប្រមូលផ្តុំស្រទាប់ខាងក្រោម។ ខ្សែកោងនេះគឺស្រដៀងទៅនឹងខ្សែកោងតិត្ថិភាពអុកស៊ីហ៊្សែននៃអេម៉ូក្លូប៊ីន វាបង្ហាញថាមជ្ឈមណ្ឌលសកម្មនៃអនុរងមិនដំណើរការដោយស្វយ័តទេ ប៉ុន្តែដោយសហការពោលគឺឧ។ ភាពស្និទ្ធស្នាលនៃមជ្ឈមណ្ឌលសកម្មបន្ទាប់នីមួយៗសម្រាប់ស្រទាប់ខាងក្រោមត្រូវបានកំណត់ដោយកម្រិតនៃការតិត្ថិភាពនៃមជ្ឈមណ្ឌលមុន។ ការងារសំរបសំរួលនៃមជ្ឈមណ្ឌលត្រូវបានកំណត់ដោយ allosteric effectors ។

បទប្បញ្ញត្តិ Allosteric បង្ហាញរាងដោយខ្លួនឯងនៅក្នុងទម្រង់នៃការរារាំងដោយផលិតផលចុងក្រោយនៃអង់ស៊ីមទីមួយនៅក្នុងសង្វាក់។ រចនាសម្ព័ននៃផលិតផលចុងក្រោយបន្ទាប់ពីការផ្លាស់ប្តូរជាបន្តបន្ទាប់នៃសារធាតុចាប់ផ្តើម (ស្រទាប់ខាងក្រោម) មិនស្រដៀងទៅនឹងស្រទាប់ខាងក្រោមទេ ដូច្នេះផលិតផលចុងក្រោយអាចធ្វើសកម្មភាពលើអង់ស៊ីមដំបូងនៃខ្សែសង្វាក់បានត្រឹមតែជាសារធាតុទប់ស្កាត់ allosteric (effector) ប៉ុណ្ណោះ។ នៅខាងក្រៅបទប្បញ្ញត្តិបែបនេះគឺស្រដៀងគ្នាទៅនឹងបទប្បញ្ញត្តិដោយយន្តការមតិត្រឡប់និងអនុញ្ញាតឱ្យអ្នកត្រួតពិនិត្យទិន្នផលនៃផលិតផលចុងក្រោយនៅក្នុងករណីនៃការប្រមូលផ្តុំដែលការងាររបស់អង់ស៊ីមទីមួយនៅក្នុងខ្សែសង្វាក់ឈប់។ ឧទាហរណ៍ aspartate carbamoyltransferase (ACTase) ជំរុញឱ្យមានប្រតិកម្មដំបូងក្នុងចំណោមប្រតិកម្មប្រាំមួយនៅក្នុងការសំយោគនៃ cytidine triphosphate (CTP) ។ CTP គឺជាថ្នាំទប់ស្កាត់ AKTase allosteric ។ ដូច្នេះនៅពេលដែល CTP ប្រមូលផ្តុំ ការរារាំង AKTase កើតឡើង ហើយការសំយោគ CTP បន្ថែមទៀតឈប់។ បទប្បញ្ញត្តិ Allosteric នៃអង់ស៊ីមដោយមានជំនួយពីអរម៉ូនត្រូវបានរកឃើញ។ ឧទាហរណ៍ អ័រម៉ូនអេស្ត្រូជេនគឺជាសារធាតុរារាំង allosteric នៃអង់ស៊ីម glutamate dehydrogenase ដែលជំរុញការរំលាយអាស៊ីត glutamic ។

ដូច្នេះ សូម្បីតែសមីការ kinetic សាមញ្ញបំផុតសម្រាប់ប្រតិកម្មអង់ស៊ីមមានប៉ារ៉ាម៉ែត្រ kinetic ជាច្រើន ដែលនីមួយៗអាស្រ័យលើសីតុណ្ហភាព និងបរិយាកាសដែលប្រតិកម្មកើតឡើង។

Inhibitors ធ្វើឱ្យវាមិនត្រឹមតែអាចយល់អំពីខ្លឹមសារនៃសារធាតុ enzymatic catalysis ប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែវាក៏ជាឧបករណ៍មួយប្រភេទសម្រាប់សិក្សាពីតួនាទីនៃប្រតិកម្មគីមីបុគ្គល ដែលអាចត្រូវបានបិទជាពិសេសដោយមានជំនួយពី inhibitor នៃអង់ស៊ីមដែលបានផ្តល់ឱ្យ។

3. ឧបករណ៍មួយចំនួនមានប្រយោជន៍សម្រាប់កំណត់អត្រាប្រតិកម្មដំបូង

បញ្ហាជាច្រើននៃ kinetics អង់ស៊ីមនាំឱ្យមានការកំណត់អត្រាប្រតិកម្មដំបូង (v 0) ។ អត្ថប្រយោជន៍ចម្បងនៃវិធីសាស្រ្តនេះគឺថាតម្លៃនៃ v0 ដែលបានកំណត់នៅដំណាក់កាលដំបូងនៃពេលវេលានឹងផ្តល់នូវតំណាងដ៏ត្រឹមត្រូវបំផុតនៃសកម្មភាពរបស់អង់ស៊ីមដែលកំពុងសិក្សា ចាប់តាំងពីផលិតផលប្រតិកម្មកកកុញមិនទាន់មានពេលវេលាដើម្បីទប់ស្កាត់។ ឥទ្ធិពល​លើ​អង់ស៊ីម ហើយ​លើសពីនេះ​ទៀត ប្រព័ន្ធ​ប្រតិកម្ម​គឺ​ស្ថិតក្នុង​ស្ថានភាព​នៃ​លំនឹង​ស្ថានការណ៍​។

នៅក្នុងការអនុវត្តមន្ទីរពិសោធន៍ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ នៅពេលប្រើ spectrophotometric ធម្មតា ទីទ្រីម៉ែត្រ ឬបច្ចេកទេសផ្សេងទៀតសម្រាប់ការកត់ត្រាវឌ្ឍនភាពនៃប្រតិកម្មបែបនេះ ល្អបំផុតគឺរហូតដល់ 15-20 វិនាទីចាប់ពីពេលដំបូងសម្រាប់ការណែនាំអង់ស៊ីមទៅស្រទាប់ខាងក្រោម លាយប្រព័ន្ធប្រតិកម្ម។ ការ​ដំឡើង​ក្រឡា​ជាដើម​ត្រូវ​បាន​បាត់បង់។ ហើយនេះមិនអាចទទួលយកបានទេ ព្រោះក្នុងករណីនេះតង់ហ្សង់ត្រូវបាននាំទៅដល់ចំណុចដែល tg ά 2< tg ά 1 . Не компенсируется потеря начального времени и при математической обработке таких кривых при записи выхода v 0 на максимальный уровень (V). Кроме того, протекание реакций без ការលាយថេរគឺមានភាពស្មុគស្មាញបន្ថែមទៀតដោយការប្រែប្រួលនៃកំហាប់សារធាតុ reagents តាមបរិមាណ។

ឧបករណ៍សាមញ្ញដែលបានស្នើឡើងខាងក្រោមសម្រាប់ spectrophotometer ឧបករណ៍វាស់ pH និងផ្សេងទៀតធ្វើឱ្យវាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីកាត់បន្ថយយ៉ាងខ្លាំងប្រភពនៃកំហុសដែលបានចង្អុលបង្ហាញក្នុងការកំណត់ v 0 ។

3.1 ឧបករណ៍ទៅ spectrophotometer

ឧបករណ៍សម្រាប់ spectrophotometer រួមមាន dispenser 1, rotating Teflon thread 2 ( stirrer ) និង fixing cap 3 ។

ឧបករណ៍ចែកចាយគឺជាមីក្រូហ្វីតដែលចុងម្ខាងត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយម្ជុល 4 មួយទៀត - ជាមួយនឹងការពង្រីក 5 (ដើម្បីការពារអង់ស៊ីមមិនឱ្យចូលទៅក្នុងចុងកៅស៊ូ 6) ។

គម្រប Teflon 3 គ្របដណ្តប់ spectral cuvette 7 មានរន្ធពីរ: មួយ (8) នៅកណ្តាលនៃគម្រប, ទីពីរ (9) ខាងលើពាក់កណ្តាលនៃគម្លាតរវាងជញ្ជាំងស្រអាប់នៃ cuvette 7 និងធ្នឹមពន្លឺ 10. Teflon បំពង់ទី 11 (អង្កត់ផ្ចិតខាងក្នុង 1 -1.5 ម) ត្រូវបានជួសជុលនៅចុងម្ខាងក្នុងរន្ធទី 9 មួយទៀត - នៅលើ ledge ថេរ 12 នៅពីមុខ rotor ម៉ូទ័រ 13. ខ្សែស្រឡាយ Teflon 2 ត្រូវបានបញ្ចូលនៅខាងក្នុងបំពង់ (កម្រាស់ខ្សែស្រឡាយ 0.5-0.6 ម។ ) ចុងម្ខាងនៃខ្សែស្រឡាយត្រូវបានជួសជុលនៅលើ rotor បង្វិលនៃម៉ូទ័រ 13 ទីពីរ - ចូលទៅក្នុង cuvette 7 - មានរាងជាវង់មួយ (ដើម្បីបង្កើនការលាយ) ។ ទីតាំងនៃខ្សែស្រឡាយត្រូវបានកំណត់ដោយមួកជួសជុល 3 ដោយមិនគិតពីចម្ងាយនៃម៉ូទ័រដែលងាយស្រួលនៅពេលធ្វើការដែលតម្រូវឱ្យមានការផ្លាស់ប្តូរជាញឹកញាប់នៃ cuvettes ។

គោលការណ៍នៃប្រតិបត្តិការ។រ៉ែថ្មខៀវនៃ spectrophotometer 7 ត្រូវបានបំពេញដោយស្រទាប់ខាងក្រោម 14 (ប្រហែល 1.5-2.0 មីលីលីត្រ) បញ្ចូលទៅក្នុងរន្ធ thermostatic cuvette នៃ spectrophotometer បិទជាមួយគំរបមួយ 3 ជាមួយនឹងខ្សែស្រឡាយ Teflon បង្វិល 2 ដែលត្រូវបានជ្រមុជនៅក្នុងស្រទាប់ខាងក្រោម 14 ។ ហើយប្រតិបត្តិការបន្ថែមទៀតទាំងអស់ត្រូវបានអនុវត្តរួចហើយនៅក្នុងធ្នឹមពន្លឺនៃ spectrophotometer និងកត់ត្រានៅលើឧបករណ៍ថតសំឡេង។

នៅពេលចាប់ផ្តើមការងារ ស្រទាប់ខាងក្រោមត្រូវបានលាយបញ្ចូលគ្នា ហើយប៊ិចរបស់អ្នកកត់ត្រាសរសេរបន្ទាត់ផ្ដេករាបស្មើ (ឬ "សូន្យ") ។ ឧបករណ៍ចែកចាយ (ជាមួយអង់ស៊ីម) ត្រូវបានបញ្ចូលទៅក្នុងរន្ធទី 8 (ម្ជុលត្រូវបានជ្រមុជនៅក្នុងដំណោះស្រាយស្រទាប់ខាងក្រោម 14) ដោយច្របាច់ចុង 6 យ៉ាងលឿន អង់ស៊ីម (ជាធម្មតាប្រហែល 0.03-0.05 មីលីលីត្រ) ត្រូវបានបញ្ចូលទៅក្នុងស្រទាប់ខាងក្រោម ហើយឧបករណ៍ចែកចាយ ត្រូវបានដកចេញ។ ការលាយបញ្ចូលគ្នានៃសមាសធាតុបញ្ចប់ក្នុង 2.5-3 s ហើយប៊ិចរបស់ឧបករណ៍ថតសំឡេងជួសជុលការចាប់ផ្តើមនៃប្រតិកម្មដោយគម្លាតខ្សែកោងនៃដង់ស៊ីតេអុបទិក (ΔA) ធៀបនឹងពេលវេលា។

ឧបករណ៍បែបនេះក៏ធ្វើឱ្យវាអាចយកគំរូពីប្រព័ន្ធប្រតិកម្មសម្រាប់ការវិភាគ។ បន្ថែម inhibitors និង activators ទៅប្រព័ន្ធ; ផ្លាស់ប្តូរលក្ខខណ្ឌប្រតិកម្ម (ផ្លាស់ប្តូរ pH កម្លាំងអ៊ីយ៉ុង។ ន-NFF "អាស៊ីត" phosphatase ដែលជាកន្លែងបំបែក ន-NFF ត្រូវបានអនុវត្តនៅ pH 5.0 (ឬ pH 6-7) ហើយសកម្មភាពនៃអង់ស៊ីមត្រូវបានកំណត់ដោយការប្រមូលផ្តុំ។ ន-nitrophenolate ions នៅ pH 9.5-10.0 ។

ឧបករណ៍បែបនេះក៏ងាយស្រួលសម្រាប់អនុវត្ត spectrophotometric titration នៃអង់ស៊ីម។ល។

3.2 ឧបករណ៍សម្រាប់វាស់ pH

ឧបករណ៍សម្រាប់ម៉ែត្រ pH មានព័ត៌មានជំនួយដែលបានកែប្រែនៃអេឡិចត្រូតលំហូរ 1 មីក្រូកោសិកាពាក់កណ្តាល 2 ឧបករណ៍ចែកចាយ 3 និងសៀគ្វីអេឡិចត្រូនិចសម្រាប់ភ្ជាប់ម៉ែត្រ pH ទៅនឹងឧបករណ៍ថតសំឡេង។ លើសពីនេះទៀតឧបករណ៍នេះរួមមានអេឡិចត្រូត pH ម៉ែត្រស្តង់ដារ (4) គម្របកោសិកា (5) អង្គជំនុំជម្រះលំហូរកំដៅ (6) ដំណោះស្រាយស្រទាប់ខាងក្រោម (7) មេដែកអកម្ម (8) និងមេដែកសកម្ម ( ៩).

ព័ត៌មានជំនួយស្តង់ដារនៃអេឡិចត្រូតលំហូរនៃម៉ែត្រ pH (LPU-01) ត្រូវបានជំនួសដោយបំពង់ Teflon 1 (អង្កត់ផ្ចិតខាងក្នុង 1.3-1.5 ម) ដែលពោរពេញទៅដោយខ្សែស្រឡាយអាបស្តូសដែលត្រូវបានព្យាបាលជាមុនជាមួយនឹងដំណោះស្រាយ KCl ឆ្អែត។ ដង់ស៊ីតេនៃការបំពេញនៃខ្សែស្រឡាយត្រូវបានគ្រប់គ្រងដូច្នេះអត្រាលំហូរនៃដំណោះស្រាយ KCl តាមរយៈបំពង់គឺនៅជិតទៅនឹងអត្រាលំហូរនៃអេឡិចត្រូតដែលមិនបានកែប្រែដើម។ ការជំនួសព័ត៌មានជំនួយនេះធ្វើឱ្យវាអាចកាត់បន្ថយទំហំនៃកោសិកាការងារដើមពី 20-25 ទៅ 2 មីលីលីត្រដែលធ្វើឱ្យវាអាចគ្រប់គ្រងជាមួយនឹងបរិមាណតិចតួចបំផុត (1.5 មីលីលីត្រ) នៃដំណោះស្រាយនៃការរៀបចំជីវគីមីថ្លៃ ៗ ។

សៀគ្វីអេឡិចត្រូនិចសម្រាប់ភ្ជាប់ pH ម៉ែត្រ (LPU-01) ទៅនឹងឧបករណ៍ថតសំឡេងមានប្រភពថាមពល (DC 12 V) ធន់ទ្រាំនឹងខ្សែអថេរ R 1 (10 - 100 Ohm) ដែលកំណត់វ៉ុល 9 V នៅ D809 zener diode ធន់ទ្រាំនឹងខ្សែអថេរ R 2 (15-150 Ohm) ដែលគ្រប់គ្រងការកំណត់ "សូន្យ" (ចំណុចយោង) នៃការអាន pH meter នៅលើមាត្រដ្ឋានឧបករណ៍ថតសំឡេង និងភាពធន់ទ្រាំខ្សែអថេរ R 3 (35-500 Ohm) ដែលគ្រប់គ្រងទំហំនៃការពង្រីក (ការពង្រីក) នៃការអានមាត្រដ្ឋាន pH - ម៉ែត្រនៅលើឧបករណ៍ថតសំឡេង។ សៀគ្វីដំណើរការដោយភាពជឿជាក់រហូតដល់វ៉ុលប្រភពធ្លាក់ចុះក្រោម 9 V ។

គោលការណ៍នៃប្រតិបត្តិការ។ 1.5 មីលីលីត្រនៃស្រទាប់ខាងក្រោមត្រូវបានបញ្ចូលទៅក្នុងក្រឡា (ស៊ីឡាំងកញ្ចក់ 1.7x2.4 សង់ទីម៉ែត្រ) ហើយក្រឡាត្រូវបានជួសជុលនៅលើមួកជួសជុល 5. កូរ 9 ត្រូវបានបើក ហើយប៊ិចថតចម្លងសរសេរបន្ទាត់យោងស្មើ (មូលដ្ឋាន) . ដោយមានជំនួយពីឧបករណ៍ចែកចាយ 0.03 មីលីលីត្រនៃដំណោះស្រាយអង់ស៊ីមត្រូវបានបញ្ចូលទៅក្នុងស្រទាប់ខាងក្រោមហើយប៊ិចរបស់អ្នកថតបានជួសជុលការចាប់ផ្តើមនៃប្រតិកម្មដោយគម្លាតខ្សែកោងនៃ pH ធៀបនឹងពេលវេលា (t) ។

ឧបករណ៍បែបនេះមិនជំនួសស្ថានភាព pH ទេ ប៉ុន្តែដោយគិតគូរពីលទ្ធភាពនៃការពង្រីកមាត្រដ្ឋាន pH ម៉ែត្រ វាអនុញ្ញាតឱ្យអ្នកកត់ត្រាការផ្លាស់ប្តូរតិចតួចនៅក្នុង pH 0.004-0.005 ដែលអាចទុកចិត្តបាន។

3.3 អ្នកគ្រប់គ្រង Nomogram ងាយស្រួលសម្រាប់កំណត់ល្បឿនដំបូង

ភាពស្មុគស្មាញគួរឱ្យកត់សម្គាល់នៃការកំណត់ល្បឿនដំបូងនៅក្នុងវិធីសាស្រ្តនៃតង់សង់គឺការគណនាសមាមាត្រនៃការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងការប្រមូលផ្តុំនៃ reagents (Δ[S]) ក្នុងមួយឯកតាពេលវេលា (Δt), i.e. កន្សោម v 0 ក្នុង M/min ពីលក្ខខណ្ឌនោះ។

v 0 = lim Δ[S] / Δt, at, t 0 ។

នៅក្នុងការអនុវត្ត នីតិវិធីបែបនេះជាធម្មតាមានប្រតិបត្តិការបី ឬបួនដាច់ដោយឡែកពីគ្នា៖ តង់សង់មួយត្រូវបានទាញទៅផ្នែកដំបូងនៃខ្សែកោងប្រតិកម្ម បន្ទាប់មកចំនួនឯកតានៃតម្លៃដែលបានចុះបញ្ជី (ដង់ស៊ីតេអុបទិក មុំបង្វិល។ល។) ក្នុងមួយជាក់លាក់។ ចន្លោះពេលត្រូវបានរាប់ ហើយវានាំទៅរកឯកតានៃពេលវេលា ហើយទីបំផុតគណនាឡើងវិញនូវការអានរបស់ឧបករណ៍ថតចម្លងសម្រាប់ការផ្លាស់ប្តូរកំហាប់នៃសារធាតុសម្រាប់ 1 នាទី (M/min)។ អ្នកគ្រប់គ្រង nomogram ពីរប្រភេទដែលបានស្នើឡើង ធ្វើឱ្យវាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីសម្រួលដល់ដំណើរការនេះ។

បន្ទាត់រាងចតុកោណ។ v 0 គឺជាសមាមាត្រ Δ[S]/Δt, i.e. tg ά, ដែល ά គឺជាមុំទំនោរនៃតង់ហ្សង់ទៅអ័ក្សពេលវេលា t ។ តង់សង់ដូចគ្នាក៏ជាអ៊ីប៉ូតេនុសនៃត្រីកោណខាងស្តាំដែលត្រូវគ្នាជាមួយជើង [S] និង t ។ v 0 ធំជាង ជម្រាលនៃតង់សង់កាន់តែចោត។ ដូច្នេះ ប្រសិនបើ​យើង​ដាក់​កម្រិត​ខ្លួន​យើង​ក្នុង​ចន្លោះ​ពេល​ជាក់លាក់​មួយ ឧទាហរណ៍ 1 នាទី នោះ​យើង​នឹង​ទទួល​បាន​ស៊េរី​នៃ​ត្រីកោណ​កែង​ដែល​មាន​តម្លៃ​ខុស​គ្នា​នៃ​ជើង [S] (តាម​ពិត​តម្លៃ​ខុស​គ្នា​នៃ v 0 ) ប្រសិនបើទោះជាយ៉ាងណា ជើងទាំងពីរត្រូវបានបញ្ចប់ការសិក្សា៖ ផ្ដេក - ជាឯកតានៃសេចក្តីយោងពេលវេលា (1 នាទី) និងបញ្ឈរ - នៅក្នុងឯកតានៃការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងការប្រមូលផ្តុំសារធាតុប្រតិកម្ម ឧទាហរណ៍គិតជាមីល្លីម៉ែត្រ (mM) ហើយអនុវត្តផ្នែកលទ្ធផលទៅជាទម្រង់សមរម្យ។ ពីវត្ថុធាតុថ្លា (plexiglass ប្រហែល 2 មមក្រាស់) បន្ទាប់មកអ្នកអាចទទួលបានបន្ទាត់ងាយស្រួលសម្រាប់កំណត់អត្រាប្រតិកម្មដំបូង។ លេខ និង​បន្ទាត់​ទាំងអស់​ត្រូវ​បាន​បោះពុម្ព​នៅ​ផ្នែក​ខាង​បញ្ច្រាស​នៃ​បន្ទាត់​ដើម្បី​លុប​បំបាត់​កំហុស parallax ពេល​កំណត់ v 0 ។

នីតិវិធីសម្រាប់កំណត់ v 0 ត្រូវបានកាត់បន្ថយក្នុងករណីនេះទៅជាប្រតិបត្តិការសាមញ្ញចំនួនពីរ៖ តង់សង់ត្រូវបានទាញទៅផ្នែកដំបូងនៃខ្សែកោង kinetic t 2 ហើយបញ្ចូលគ្នានូវចំណុចសូន្យនៃជើងផ្តេក t នៃបន្ទាត់ជាមួយនឹងការចាប់ផ្តើមនៃតង់សង់ ការបន្តនៃតង់សង់នឹងឆ្លងកាត់មាត្រដ្ឋានផ្តោតអារម្មណ៍ [S] នៅចំណុចដែលកំណត់តម្លៃនៃ v 0 ក្នុង M/min (នៅពេលដែល ជើង t គឺផ្ដេក មិនត្រូវការប្រតិបត្តិការបន្ថែមទេ។

បន្ទាត់ធ្នូ។នីតិវិធីសម្រាប់កំណត់ v 0 អាចត្រូវបានធ្វើឱ្យសាមញ្ញទៅប្រតិបត្តិការមួយ ប្រសិនបើមាត្រដ្ឋានកំហាប់ត្រូវបានកំណត់តាមអ័ក្សនៃកាំជាក់លាក់មួយ។

បន្ទាត់ 2 ត្រង់ ("មូលដ្ឋាន") ត្រូវបានអនុវត្តទៅចាននៃវត្ថុធាតុថ្លា (លេខ និងបន្ទាត់ទាំងអស់ក៏ត្រូវបានអនុវត្តនៅផ្នែកខាងបញ្ច្រាសនៃបន្ទាត់) និងពីចំណុចសូន្យ (t=0, min) នៃបន្ទាត់នេះជាមួយ កាំស្មើនឹងប្រវែងជើង t=1 នាទី។ [ គូរធ្នូ [S] ពីកំពូលទៅបាតដែលតាមមាត្រដ្ឋាននៃការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងការប្រមូលផ្តុំនៃសារធាតុ (ឧទាហរណ៍ ស្រទាប់ខាងក្រោមក្នុង mM) ត្រូវបានដាក់។

ប្រភេទនៃបន្ទាត់ដែលបានពិពណ៌នា ឧបករណ៍សម្រាប់ spectrophotometer និង pH meter ត្រូវបានប្រើប្រាស់អស់ជាច្រើនឆ្នាំដើម្បីកំណត់អត្រាប្រតិកម្មដំបូង (v 0) នៅក្នុងការសិក្សាអំពីភាពជាក់លាក់នៃស្រទាប់ខាងក្រោមនៃអង់ស៊ីម សម្រាប់ spectrophotometric titration ជាដើម។

សេចក្តីសន្និដ្ឋាន

នៅក្នុងអត្ថបទនេះ ផ្នែកមួយនៃអង់ស៊ីមវិទ្យាត្រូវបានគេចាត់ទុកថាសិក្សាពីភាពអាស្រ័យនៃអត្រានៃប្រតិកម្មគីមីដែលជំរុញដោយអង់ស៊ីមលើកត្តាបរិស្ថានមួយចំនួន។ ស្ថាបនិកនៃវិទ្យាសាស្ត្រនេះត្រូវបានគេចាត់ទុកថាជា Michaelis និង Menten ដែលបានបោះពុម្ពទ្រឹស្តីរបស់ពួកគេអំពីយន្តការទូទៅ ប្រតិកម្មអង់ស៊ីមដែលកើតចេញពីសមីការដែលបានក្លាយជាគោលការណ៍គ្រឹះនៃការសិក្សា kinetic ទាំងអស់នៃអង់ស៊ីម វាដើរតួជាចំណុចចាប់ផ្តើមសម្រាប់ការពិពណ៌នាបរិមាណណាមួយនៃសកម្មភាពរបស់អង់ស៊ីម។ សមីការ Michaelis-Menten ដើម គឺជាសមីការអ៊ីពែរបូល Lineweaver និង Burke បានរួមចំណែកដល់ kinetics ដោយបំប្លែងសមីការ Michaelis-Menten និងទទួលបានក្រាហ្វនៃបន្ទាត់ត្រង់ ដែលតម្លៃនៃ V max អាចត្រូវបានកំណត់យ៉ាងត្រឹមត្រូវបំផុត។

យូរ ៗ ទៅការផ្លាស់ប្តូរអត្រានៃប្រតិកម្មអង់ស៊ីមនៅក្នុងប្រតិកម្មអង់ស៊ីមក្រោមលក្ខខណ្ឌពិសោធន៍ថយចុះ។ ការថយចុះអត្រាអាចកើតឡើងដោយសារកត្តាមួយចំនួន៖ ការថយចុះកំហាប់នៃស្រទាប់ខាងក្រោម ការកើនឡើងនៃការប្រមូលផ្តុំផលិតផលដែលអាចមានឥទ្ធិពលរារាំង ការផ្លាស់ប្តូរ pH នៃដំណោះស្រាយ និងការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុង សីតុណ្ហភាពនៃឧបករណ៍ផ្ទុកអាចកើតឡើង។ ដូច្នេះ រាល់ការកើនឡើងនៃសីតុណ្ហភាព 10°C អត្រាប្រតិកម្មនឹងកើនឡើងទ្វេដង ឬតិចជាងនេះ។ សីតុណ្ហភាពទាបធ្វើឱ្យអង់ស៊ីមអសកម្ម។ ការពឹងផ្អែកនៃអត្រានៃប្រតិកម្មអង់ស៊ីមនៅលើ pH បង្ហាញពីស្ថានភាពនៃក្រុមមុខងារនៃមជ្ឈមណ្ឌលសកម្មនៃអង់ស៊ីម។ អង់ស៊ីមនីមួយៗមានប្រតិកម្មខុសៗគ្នាចំពោះការផ្លាស់ប្តូរ pH ។ ប្រតិកម្មគីមីអាចត្រូវបានបញ្ឈប់ដោយការធ្វើសកម្មភាពលើពួកវាជាមួយនឹងប្រភេទផ្សេងៗនៃការរារាំង។ អត្រាប្រតិកម្មដំបូងអាចត្រូវបានកំណត់យ៉ាងរហ័ស និងត្រឹមត្រូវ ដោយមានជំនួយពីឧបករណ៍ដូចជា អ្នកគ្រប់គ្រង nomogram ឧបករណ៍ spectrophotometer និង pH ម៉ែត្រ។ នេះអនុញ្ញាតឱ្យតំណាងត្រឹមត្រូវបំផុតនៃសកម្មភាពនៃអង់ស៊ីមដែលបានសិក្សា។

ទាំងអស់នេះត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងសកម្មសព្វថ្ងៃនេះក្នុងការអនុវត្តផ្នែកវេជ្ជសាស្រ្ត។

បញ្ជីប្រភពដែលបានប្រើ

1. Belyasova N.A. ជីវគីមី និងជីវវិទ្យាម៉ូលេគុល។ - Minsk: book house, 2004. - 416 p., ill.

Keleti T. មូលដ្ឋានគ្រឹះនៃ kinetics enzymatic: Per ។ ពីភាសាអង់គ្លេស។ - M. : Mir, 1990. -350 p., ill ។

3. Knorre D.G. គីមីវិទ្យាជីវសាស្រ្ត៖ Proc ។ សម្រាប់គីមីជីវៈ។ និងទឹកឃ្មុំ។ អ្នកឯកទេស។ សាកលវិទ្យាល័យ។ - ទី 3 ed ។, Rev ។ - M. : ខ្ពស់ជាង។ សាលា 2002. - 479 ទំ។ : ឈឺ។

4. Krupyanenko V.I. វិធីសាស្រ្តវ៉ិចទ័រសម្រាប់តំណាងឱ្យប្រតិកម្មអង់ស៊ីម។ - M. : Nauka, 1990. - 144 ទំ។

5. Lehninger A. ជីវគីមីវិទ្យា។ មូលដ្ឋានម៉ូលេគុលនៃរចនាសម្ព័ន្ធ និងមុខងាររបស់កោសិកា៖ Per ។ ពីភាសាអង់គ្លេស។ - M. : Mir, 1974 ។

6. Stroev E.A. ជីវគីមីវិទ្យា៖ សៀវភៅសិក្សាសម្រាប់ឱសថស្ថាន។ in-tov និងឱសថស្ថាន។ ហ្វាក។ ទឹកឃ្មុំ។ ក្នុងសមមិត្ត។ - M. : វិទ្យាល័យឆ្នាំ 1986 - 479 ទំ។ , ឈឺ។

Severin E.S. ជីវគីមី។ ក. - ទី 5 ed ។ - M.: GEOTAR - Media, 2009. - 786 p., ill ។