Vmax, Km และตัวยับยั้ง
| English | ไทย |
|---|---|
| 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 และ Km
- เมื่อ Sites ที่ทำงานทั้งหมดเต็ม ปฏิกิริยาจะถึงความเร็วสูงสุด — ซึ่งเรียกว่า อัตราสูงสุด หรือ $V_{max}$
- กราฟของอัตราเทียบกับความเข้มข้นของสารตั้งต้นจะเพิ่มขึ้นแล้วราบเรียบที่ $V_{max}$

ค่า V_max แทนอะไร?
V_max คืออัตราสูงสุด؛ กราฟจะราบเรียบบริเวณนั้นเพราะทุกตำแหน่งที่ทำงานกำลังทำงานอยู่
Km บอกอะไรได้บ้าง
- ค่า Michaelis–Menten constant, $K_m$, คือความเข้มข้นของสารตั้งต้นที่ให้ ครึ่งหนึ่งของ $V_{max}$
- มันวัด ความ.sql (แรงดึงดูด) ของเอนไซม์ต่อสารตั้งต้น:
- ค่าต่ำ $K_m$ → ถึงครึ่งความเร็วที่ความเข้มข้นสารตั้งต้นต่ำ → ความ.sqlสูง
- ค่าสูง $K_m$ → ต้องใช้สารตั้งต้นมาก → ความ.sqlต่ำ
- ดังนั้น $K_m$ จึงช่วยให้เปรียบเทียบได้ว่าเอนไซม์แต่ละชนิดจับกับสารตั้งต้นกันแน่นแค่ไหน

*ทั้งสองถึงจุด *$V_{max}$ เดียวกัน แต่เอนไซม์ที่มีค่า $K_m$ ต่ำจะไปถึงครึ่งความเร็วได้ด้วยสารตั้งต้นน้อยกว่ามาก — มันจับสารตั้งต้นได้แน่นกว่า
Vmax และ Km
อัตรา = Vmax·[S] / (Km + [S])
ลากสารตั้งต้นไปมา อัตราจะเข้าใกล้ Vmax; สารตั้งต้นที่ทำให้ได้ ครึ่งหนึ่งของ Vmax คือ Km — ซึ่งบ่งบอกถึงความแข็งแรงในการจับของเอนไซม์
เอนไซม์ชนิดหนึ่งมี V_max = 80 หน่วย เมื่อความเข้มข้นของสารตั้งต้นเท่ากับ Km ของมัน อัตราการเกิดปฏิกิริยาจะเป็นเท่าใด?
ตามนิยาม Km คือความเข้มข้นของสารตั้งต้นที่ให้ ครึ่งหนึ่งของ V_max ดังนั้นอัตราจึงเป็น 80 ÷ 2 = 40 หน่วย
ค่า Km ต่ำหมายความว่าเอนไซม์จะไปถึงครึ่งหนึ่งของอัตราสูงสุดที่ความเข้มข้นของสารตั้งต้นสูง
ตรงกันข้าม: ค่า Km ต่ำหมายถึงครึ่งของอัตราสูงสุดจะถูกบรรลุที่ความเข้มข้นของสารตั้งต้นต่ำ — ซึ่งแสดงถึง亲和力สูง (การจับกับสารตั้งต้นแน่นหนา)
สารยับยั้งแบบผันกลับได้
- สารยับยั้ง ชะลอการทำงานของเอนไซม์; แบบ ผันกลับได้ สามารถหลุดออกได้ มี 2 ประเภท:
| ประเภท | จับที่ | เพิ่มสารตั้งต้นช่วย? | $V_{max}$ | $K_m$ |
|---|---|---|---|---|
| แข่งขัน | Sites ที่ทำงาน (รูปร่างคล้ายสารตั้งต้น) | แข่งขันกันออก — ผลกระทบลดลง | ไม่เปลี่ยน | เพิ่มขึ้น |
| ไม่แข่งขัน | ตำแหน่งอื่น (เปลี่ยนรูปร่าง Sites ที่ทำงาน) | ไม่ ช่วย | ลดลง | ไม่เปลี่ยน |

จับคู่ผลของตัวยับยั้งแต่ละชนิดกับผลลัพธ์ที่ถูกต้อง
ตัวยับยั้งแบบแข่งขันปิดกั้นตำแหน่งที่ทำงาน (เพิ่ม Km, Vmax เดิม); ตัวยับยั้งแบบไม่แข่งขันจับที่อื่นและลด Vmax (Km ไม่เปลี่ยน)
การเพิ่มสารตั้งต้นสามารถ passphrase ตัวยับยั้งแบบแข่งขันได้แต่ไม่สามารถ passphrase ตัวยับยั้งแบบไม่แข่งขันได้ ทำไม?
ตัวยับยั้งแบบแข่งขันปิดกั้นตำแหน่งที่ทำงาน ดังนั้นการเติมสารตั้งต้น的大量จึงชนะในการแข่งกัน ส่วนตัวยับยั้งแบบไม่แข่งขันจับที่อื่น ทำให้สารตั้งต้นไม่สามารถแทนที่มันได้
เอนไซม์ที่ติดกัก
- เอนไซม์ที่ติดกัก คือเอนไซม์ที่ถูกยึดไว้ที่ตำแหน่ง — เช่น ถูกกักอยู่ในลูกปัด อัลจิเนต — ในขณะที่สารตั้งต้นไหลผ่าน
- เอนไซม์อิสระทำงานได้เร็วกว่าเล็กน้อย แต่การติดกักมันมีข้อดีเชิงปฏิบัติมหาศาล:
- ไม่ถูกล้างหายไป, สามารถ นำกลับมาใช้ใหม่ ได้
- ผลิตภัณฑ์บริสุทธิ์ (ไม่ปนเปื้อนด้วยเอนไซม์)
- เสถียรมากขึ้น ต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและ pH
- กระบวนการสามารถดำเนินการได้ ต่อเนื่อง
- ใช้ในอุตสาหกรรม — เช่น ลูกปัด แลคเตส ทำนมไร้แลคโตส
เลือก ทุก ข้อดีของการทำเอนไซม์ให้ติด fixation (เช่น ในลูกปัดอัลจิเนต)
เอนไซม์ที่ติด fixation สามารถใช้ซ้ำได้ ให้ผลิตภัณฑ์บริสุทธิ์ และมีความเสถียรมากขึ้น — แต่เอนไซม์อิสระในความเป็นจริงทำงานเร็วเล็กน้อย
เอนไซม์ที่ถูกยึดไว้ที่ตำแหน่ง (เช่น ลุกลำในลูกปัดอัลจิเนต) เพื่อให้สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ เรียกว่า ______
การทำเอนไซม์ให้ติด fixation ช่วยให้งานเก็บกลับมาใช้ใหม่ได้ และทำให้ผลิตภัณฑ์ปราศจากเอนไซม์
คุณเข้าใจแล้ว
- $V_{max}$ = อัตราสูงสุด (Sites ที่ทำงานทั้งหมดเต็ม); $K_m$ = ความเข้มข้นของสารตั้งต้นที่ให้ ครึ่งหนึ่งของ $V_{max}$
- ค่า $K_m$ ต่ำ = ความ.sqlสูง; ค่า $K_m$ สูง = ความ.sqlต่ำ
- สารยับยั้งแบบแข่งขัน: จับ Sites ที่ทำงาน, ทำให้ $K_m$ เพิ่มขึ้น, $V_{max}$ ไม่เปลี่ยน (เพิ่มสารตั้งต้น passphrase ได้)
- สารยับยั้งแบบไม่แข่งขัน: จับตำแหน่งอื่น, ทำให้ $V_{max}$ ลดลง, $K_m$ ไม่เปลี่ยน
- เอนไซม์ที่ติดกัก: ใช้ซ้ำได้, ผลิตภัณฑ์บริสุทธิ์, เสถียรกว่า, ทำงานต่อเนื่อง