Vmax و Km والمثبطات
| English | العربية |
|---|---|
| maximum rate/ˈmæksɪməm reɪt/ | maximum rate |
| Michaelis–Menten constant/ˈmaɪkəliz ˈmentn ˈkɒnstənt/ | Michaelis–Menten constant |
| affinity/əˈfɪnɪti/ | affinity |
| competitive/kəmˈpetɪtɪv/ | competitive |
| non-competitive/nɒn kəmˈpetɪtɪv/ | non-competitive |
| immobilised enzyme/ɪˈməʊbəlaɪzd ˈenzaɪm/ | immobilised enzyme |
Vmax و Km
- عندما تمتلئ جميع المواقع النشطة، تصل التفاعل إلى سرعة قصوى — وهي أقصى معدل، $V_{max}$.
- منحنى المعدل مقابل تركيز الركيزة يرتفع ثم يستقر عند $V_{max}$.

ماذا تمثل V_max؟
V_max هو أعلى معدل؛ ين.*, المنحنى هناك لأن كل موقع نشط مشغول.
ما تخبرنا به قيمة Km
- ثابت مايكليس-مينتن، $K_m$، هو تركيز الركيزة الذي يعطي نصف $V_{max}$.
- يقيس ألفة الإنزيم (قوة الجذب) تجاه ركيزته:
- منخفضة $K_m$ → تصل لنصف السرعة عند تركيز ركيزة منخفض → ألفة عالية.
- مرتفع $K_m$ ← يتطلب الكثير من المادة الأساسية → منخفض الألفة.
- لذا فإن $K_m$ يسمح لك بمقارنة مدى قوة تمسك الإنزيمات المختلفة بركائزها.

يصل كلاهما إلى نفس $V_{max}$، لكن الإنزيم منخفض-$K_m$ يصل لنصف سرعته على ركيزة أقل بكثير — فهو يمسك بركيزته بإحكام أكبر.
Vmax و Km
المعدل = Vmax·[S] / (Km + [S])
اسحب الركيزة. يقترب المعدل من Vmax؛ والركيزة التي تعطي نصف Vmax هي Km — وهي مقياس لمدى تماسك الإنزيم مع الركيزة.
إنزيم له V_max = 80 وحدة. عند تركيز ركيزة يساوي Km الخاص به، ما هو المعدل؟
بحسب التعريف، Km هو تركيز الركيزة الذي يعطي نصف V_max، لذا المعدل هو 80 ÷ 2 = 40 وحدة.
قيمة Km منخفضة تعني أن الإنزيم يصل إلى نصف سرعته القصوى فقط عند تركيز ركيزة مرتفع.
العكس: انخفاض قيمة Km يعني الوصول لنصف السرعة عند تركيز ركيزة منخفض — أي ارتباط عالي، تمسك بالركيزة بإحكام.
المثبطات العكسية
- المثبط يبطئ عمل الإنزيم؛ والعكسي يمكن أن يترك المكان مرة أخرى. نوعان:
| النوع | يرتبط | أضف المزيد من الركيزة؟ | $V_{max}$ | $K_m$ |
|---|---|---|---|---|
| تنافسي | الموقع النشط (شكل مشابه للركيزة) | يتفوق عليها — يقلل التأثير | غير متغير | يرتفع |
| غير تنافسي | موقع مختلف (يغير الموقع النشط) | لا يساعد | ينخفض | غير متغير |

طابق تأثير كل مثبط مع النتيجة الصحيحة.
المثبط التنافسي يحجب الموقع النشط (يرفع Km، نفس Vmax)؛ بينما غير التنافسي يرتبط بمكان آخر ويخفض Vmax (لا يتغير Km).
إضافة المزيد من الركيزة تتغلب على المثبط التنافسي لكن لا على غير التنافسي. لماذا؟
المثبط التنافسي يحجب الموقع النشط، لذا فإن الغمر بالركيزة يفوز بالمنافسة. أما المثبط غير التنافسي فيرتبط في مكان آخر، فلا تستطيع الركيزة طرده.
الإنزيمات المثبتة
- الإنزيم المثبت مثبت في مكانه — مثل احتجازه في حبيبات الألبجينات — بينما تتدفق الركيزة عبره.
- يعمل الإنزيم الحر أسرع قليلاً، لكن تثبيته يوفر مزايا عملية كبيرة:
- لا يُغسل بعيداً، لذا يمكن إعادة استخدامه.
- الناتج نقي (غير مخلوط بالإنزيم).
- أكثر ثباتاً أمام تغيرات درجة الحرارة والحموضة.
- يمكن تشغيل العملية بشكل مستمر.
- تُستخدم صناعياً — على سبيل المثال، حبيبات لاكتاز تصنع الحليب الخالي من اللاكتوز.
حدد جميع مزايا تثبيت الإنزيم (مثل حبيبات الألجينات).
الإنزيمات المثبتة قابلة لإعادة الاستخدام وتعطي ناتجاً نقياً وتكون أكثر استقراراً — لكن الإنزيم الحر يعمل في الواقع بأسرع قليلاً.
يُوصف الإنزيم الثابت في مكانه (مثل المحاصر في حبيبات الألجينات) ليكون ______.
تثبيت الإنزيم يسمح باسترداده وإعادة استخدامه، ويحافظ على خلو الناتج من الإنزيم.
لقد فهمت الأمر
- $V_{max}$ = أعلى معدل (امتلاء جميع المواقع النشطة)؛ $K_m$ = تركيز الركيزة الذي يعطي نصف $V_{max}$
- منخفضة $K_m$ = ألفة عالية؛ مرتفعة $K_m$ = ألفة منخفضة
- مثبط تنافسي: الموقع النشط، يرفع $K_m$، $V_{max}$ غير متغير (يمكن للت更多的 ركيزة التغلب عليه)
- مثبط غير تنافسي: موقع آخر، يخفض $V_{max}$، $K_m$ غير متغير
- الإنزيمات المثبتة: قابلة لإعادة الاستخدام، ناتج نقي، أكثر ثباتاً، عملية مستمرة