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Mesmo a menor das moléculas ou organismos com tempos de reprodução rápidos pode levar muito tempo para produzir o que você deseja estudar. Para bactérias em uma placa de Petri, a velocidade da reação depende da quantidade de reagente existente e da presença de enzimas. Seja qual for o caso, você pode usar equações para determinar a velocidade dessas reações bioquímicas.
Cinemática enzimática
Em química, taxas de reação são descritos usando valores k que medem a rapidez com que uma reação ocorre dos reagentes aos produtos. Para reações que usam catalisadores, compostos biológicos que aceleram a taxa de reação, a taxa, kgato, permite determinar a velocidade máxima da reação. o taxa máxima de reação, Vmax, informa quantas moléculas são convertidas no produto da reação quando a enzima se dissolve completamente.
As enzimas atingem essas altas velocidades diminuindo a energia de ativação de uma reação, a quantidade de energia necessária para que a reação ocorra. Quando uma enzima se liga ao substrato, à molécula ou aos compostos que você está observando, forma um complexo enzima-substrato. Eles não afetam diretamente a quantidade de reagentes ou compostos do produto que você possui e também dependem de outros fatores, como concentração da enzima, temperatura, pH e força entre as ligações iônicas.
Equação KCAT
A taxa de reação permite escrever equações para determinar como diferentes quantidades de reagentes levam à quantidade de produtos que você possui. Para uma reação básica de xA + yB → zC (ou seja, convertendo x toupeiras de UMA com y toupeiras de B rendimentos z toupeiras de C), a equação da taxa seria r = k m x n_para a taxa de reação _r, taxa constante k e concentrações molares de UMA e B indicado entre parênteses. M e n são expoentes que você determina por meio de experimentos que medem a rapidez com que uma reação ocorre. F
Para o caso específico de uma reação catalisada por enzima, a velocidade inicial v0 é v0 = kgato/ Km para velocidade inicial de reação v0. Essa velocidade indica a taxa de catálise neste kgato Fórmula. Km é o Constante Michaelis-Menten, que você pode medir experimentalmente ou calcular como a concentração do substrato na metade da velocidade máxima.
A constante recebe esse nome do Equação de Michaelis-Menten v0 = vmax x / (Km + ) para concentração de substrato e velocidade máxima vmax informa a velocidade da reação enzimática. Quando você calcula kgato, você também pode escrever v0 = kgato x x / Km como método geral de taxa de reação para concentrações de enzima e substrato e , respectivamente.
Outros métodos de equação KCAT
Essas diferentes equações permitem usar a mais apropriada para qualquer finalidade que você precise, seja a taxa de reprodução de bactérias ou a taxa de ignição entre combustíveis e gás. Você pode até usar essas equações combinando observações experimentais com modelos e cálculos teóricos. Você pode aprender sobre a importância dos métodos da equação de Michaelis Menten por meio dessas diferentes maneiras de definir a taxa de reação.
o kgato equação serve de base para a criação biorreatores. São sistemas que permitem que os microrganismos cresçam em um ambiente ideal, capaz de produzir o máximo de produto possível. Os biorreatores são usados até na fabricação de alimentos fermentados em alguns países asiáticos.
Geralmente é muito difícil ou impossível determinar o significado de Km sem mais informações. Os cientistas usam a proporção kcat / Km para medir quão específica e eficientemente uma enzima se liga a um substrato. Essa relação, conhecida como constante de especificidade kSP, permite reformar a equação de Michaelis-Menten como v = kSP/ (1 + kSP/ kgato) para medir valores mais precisos de kSP.