Động học của phản ứng enzyme trong trường hợp không có chất kìm hãm doc

Động học của phản ứng enzyme trong trường hợp không có chất kìm hãm.. K-1: hằng số vận tốc của phản ứng nghịch.. Gọi V1 là tốc độ phản ứng thuận.. V-1 là tốc độ phản ứng nghịch... Phản ứ

Động học của phản ứng enzyme trong trường hợp không

có chất kìm hãm

6.1.1 Ở giai đoạn: E + S ES

K+1: hằng số vận tốc của phản ứng thuận

K-1: hằng số vận tốc của phản ứng nghịch

Gọi V1 là tốc độ phản ứng thuận

V-1 là tốc độ phản ứng nghịch

[E]: nồng độ enzyme

[S]: nồng độ cơ chất

Ta có: V1 = K+1 ([E] [S])

V-1 = K-1 [ES] (1)

Khi phản ứng đạt đến cân bằng (enzyme phản ứng hết với cơ

chất) thì V1 = V-1 nghĩa là:

K+1([E] [S]) = K-1[ES]

K+1

E + S ES

K-1

47

từ đó ta có:

1

1

K

K

=

ES

E S

Nếu gọi Ks là hằng số cân bằng các phản ứng bậc I,

ta có:

s K =

ES

E S s K =

1

1

K

K

(2)

* Nếu Ks có giá trị lớn thì K-1 sẽ lớn và K+1 sẽ nhỏ

Từ đó ta

thấy phức hợp ES dễ phân giải thành các chất S và E Phản ứng

enzyme tiến hành chậm

* Nếu Ks có giá trị nhỏ thì tốc độ tạo ES sẽ nhanh đồng thời

phản ứng enzyme cũng tiến hành nhanh Vậy nếu Ks càng nhỏ thì

nồng độ ES càng cao

giai đoạn 1 ta đã tính được: s K =

ES

E S

Hay viết dưới dạng khác là: [E] [S] = Ks[ES]

(3)

Nếu gọi [Eo] là nồng độ chung của enzyme trước khi bắt đầu

tham gia phản ứng

[E]: nồng độ enzyme ở dạng tự do (không tạo phức hợp)

[ES]: nồng độ của phức hệ ES

thì nồng độ enzyme không tạo phức hợp (ở dạng tự do) là:

[E] = [Eo] - [ES] (4)

Thay vào phương trình (3), ta có:

([Eo ] - [ES]) [S] = Ks [ES]

Triển khai:

[Eo ] [S] - [ES] [S] = Ks [ES] hay là:

Ks [ES] + [ES] [S] = [Eo] [S] hay là: [ES](Ks + [S]) = [Eo] [S]

Từ đó

[ES] = [Eo ]

K S

S

s

o E

ES =

K S

S

s

(5)

Như vậy nồng độ [ES] càng lớn thì tốc độ phản ứng enzyme

càng lớn (vì Ks lúc đó sẽ nhỏ) Tốc độ sẽ đạt tới tối

đa khi nồng độ

phức hệ [ES] bằng nồng độ enzyme ban đầu [Eo ] ([ES] = [Eo ]) nghĩa

là khi tất cả enzyme đều được kết hợp với cơ chất thì phản ứng

enzyme là tối đa

Từ đó có thể lập thành tỉ lệ:

max V

V =

o E

ES

V: tốc độ phản ứng enzyme (ở giai đoạn đầu)

Vmax: tốc độ tối đa

Từ phương trình (5) ta đã có:

o E

ES =

K S

S

s

Vậy

max V

V =

K S

S

s

Từ đó: V = Vmax

K S

S

s

Đây là phương trình Michaelis và Menten (1913) dùng để

tính tốc độ phản ứng enzyme từ E + S ES

Nếu Ks = [S] thì V =

2

1 Vmax