Gli enzimi sono molecole essenziali: catalizzano le reazioni che fanno accadere la vita. La natura presenta una notevole varietà di enzimi che catalizzano un'ampia varietà di reazioni. Nel confrontare questi enzimi, a volte può essere utile considerarli in termini di efficienza catalitica, detta anche costante di specificità, che misura quanto efficientemente l'enzima converte il substrato (la molecola su cui agisce) nel prodotto. Per gli enzimi che seguono ciò che i biochimici chiamano cinetica di Michaelis-Menten, questa costante può essere facilmente calcolata dai dati sperimentali.
Annota il Km e il kcat. Queste costanti sono determinate sperimentalmente, quindi dovresti averlo già prima di iniziare a calcolare la costante di specificità.
Ricorda che il Km rappresenta (k-1 + k2) /k1, dove k1 è la costante di velocità per la formazione di un complesso enzima-substrato, k-1 è la costante di velocità per la rottura di quel complesso, e k2 è la costante di velocità per la formazione del prodotto dal complesso enzima-substrato. Un altro (e forse più illuminante) modo di definire Km è come la concentrazione del substrato quando la reazione è in esecuzione a metà della velocità massima. Se un enzima ha un grande Km, ci vuole un sacco di substrato per raggiungere la velocità massima dell'enzima, mentre un piccolo Km significa solo un piccolo substrato per saturare l'enzima disponibile.
Ricorda che kcat è la velocità costante per il passo limitante nella reazione enzimatica catalizzata. Il passo limitatore di velocità è il passo più lento o il collo di bottiglia che determina quanto velocemente può essere eseguita la reazione.
Dividere kcat per Km per ottenere la specificità costante. Ad esempio, se kcat è 600 secondi ^ -1 e Km è 10 micromolar, allora l'efficienza catalitica è 60 microM ^ -1 s ^ -1.
Si noti che la velocità di diffusione imposta un limite superiore sul massima efficienza catalitica, generalmente dell'ordine di 10 ^ 8 a 10 ^ 9 M ^ -1 s ^ -1. I biochimici dicono a volte che un enzima la cui efficienza catalitica si avvicina a questo limite ha raggiunto la "perfezione catalitica".
Suggerimento
L'efficienza catalitica non è difficile da calcolare dai dati sperimentali, ma è importante fare sicuro di aver capito cosa significa (piuttosto che limitarsi a collegare i numeri).
