「ミカエリス・メンテンの式」の版間の差分

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酵素反応の初速度<span class="texhtml">''v''</span>は  
酵素反応の初速度<span class="texhtml">''v''</span>は  


           <span class="texhtml">''v'' = ''k''<sub>3</sub>[''ES''<b>]</b></span>     (3)
           <span class="texhtml">''v'' = ''k''<sub>3</sub>[''ES''''']'''</span>     (3)


ここで酵素の全濃度<span class="texhtml">[''E''<sub>0</sub>]</span>は  
ここで酵素の全濃度<span class="texhtml">[''E''<sub>0</sub>]</span>は  


           <span class="texhtml">[''E''<sub>0</sub>] = [''E''] + [''ES''<b>]</b></span>     (4)
           <span class="texhtml">[''E''<sub>0</sub>] = [''E''] + [''ES''''']'''</span>     (4)


(2)(4)より<span class="texhtml">[''E'']</span>を消去して整理すると  
(2)(4)より<span class="texhtml">[''E'']</span>を消去して整理すると  
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ここで上記と同様に酵素の全濃度<span class="texhtml">[''E''<sub>0</sub>]</span>は  
ここで上記と同様に酵素の全濃度<span class="texhtml">[''E''<sub>0</sub>]</span>は  


           <span class="texhtml">[''E''<sub>0</sub>] = [''E''] + [''ES''<b>]</b></span>     (9)
           <span class="texhtml">[''E''<sub>0</sub>] = [''E''] + [''ES''''']'''</span>     (9)


(8)(9)より<span class="texhtml">[''E'']</span>を消去すると  
(8)(9)より<span class="texhtml">[''E'']</span>を消去すると  
47行目: 47行目:
酵素反応の初速度<span class="texhtml">''v''</span>は  
酵素反応の初速度<span class="texhtml">''v''</span>は  


           <span class="texhtml">''v'' = ''k''<sub>3</sub>[''ES''<b>]</b></span>     (11)
           <span class="texhtml">''v'' = ''k''<sub>3</sub>[''ES''''']'''</span>     (11)


(10)(11)より  
(10)(11)より  
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           <math>v = k_3[ES] = \frac{V_{max}[S]}{K_d +[S]}</math>     (13)
           <math>v = k_3[ES] = \frac{V_{max}[S]}{K_d +[S]}</math>     (13)


となり、(7)式と同じ式が得られる。 (13)式は厳密にはブリッグス・ホールデンの式と言うが、 (7)式と同じ形であるので実際にはミカエリス・メンテンの式と言うことが多い。また、(13)式の<span class="texhtml">''K''<sub>''m''</sub></span>もミカエリス定数と言うが、(7)式の場合と異なり、ES complexの解離平衡定数<span class="texhtml">''K''<sub>''d''</sub></span>とは一致しない。<span class="texhtml">''k''<sub>2</sub> &gt;  &gt; ''k''<sub>3</sub></span>の場合にのみ、<math>K_m \approx k_2/k_1</math>となって<span class="texhtml">''K''<sub>''d''</sub></span>と一致するのであるが、多くの場合、(13)式の<span class="texhtml">''K''<sub>''m''</sub></span>も酵素と基質の親和性の尺度を表すと考えてよい。実験的には、(13)式の<span class="texhtml">''K''<sub>''m''</sub></span>も(7)式の場合と同様、基質濃度無限大の時の最大反応速度<span class="texhtml">''V''<sub>''m''''a''''x''</sub></span>の1/2の速度を与える基質濃度として定義される。  
となり、(7)式と同じ式が得られる。 (13)式は厳密にはブリッグス・ホールデンの式と言うが、 (7)式と同じ形であるので実際にはミカエリス・メンテンの式と言うことが多い。また、(13)式の<span class="texhtml">''K''<sub>''m''</sub></span>もミカエリス定数と言うが、(7)式の場合と異なり、ES complexの解離平衡定数<span class="texhtml">''K''<sub>''d''</sub></span>とは一致しない。<span class="texhtml">''k''<sub>2</sub> &gt;  &gt; ''k''<sub>3</sub></span>の場合にのみ、<math>K_m \approx k_2/k_1</math>となって<span class="texhtml">''K''<sub>''d''</sub></span>と一致するのであるが、多くの場合、(13)式の<span class="texhtml">''K''<sub>''m''</sub></span>も酵素と基質の親和性の尺度を表すと考えてよい。実験的には、(13)式の<span class="texhtml">''K''<sub>''m''</sub></span>も(7)式の場合と同様、基質濃度無限大の時の最大反応速度<span class="texhtml">''V''<sub>''max''</sub></span>の1/2の速度を与える基質濃度として定義される。  


== ミカエリス・メンテンプロット  ==
== ミカエリス・メンテンプロット  ==


 (7)式も(13)式も、酵素反応速度(すなわち酵素活性)と基質濃度の関係を定量的に表した式である。実験的には様々な基質濃度で酵素活性を測定し、横軸に基質濃度、縦軸に酵素活性をとってプロットした場合、図1に示すように、数学的には直角双曲線の形となる。このようなプロットをミカエリス・メンテンプロット(S-vプロット)と呼ぶ。図1から明らかなように、基質濃度が<span class="texhtml">''K''<sub>''m''</sub></span>値(<span class="texhtml">''V''<sub>''max''</sub></span>の1/2の速度を与える時の基質濃度)付近或いはそれ以下の場合には酵素活性は基質濃度に大きく依存し、基質濃度の少しの変化でも酵素活性は大きく影響を受けるが、<span class="texhtml">''K''<sub>''m''</sub></span>値より十分大きい基質濃度の場合、酵素活性は<span class="texhtml">''V''<sub>''m''''a''''x''</sub></span>の値に近づき、濃度が大きくなるにつれて基質濃度依存性が殆どなくなる。従って、一般に酵素活性を測定する場合は、基質初濃度の誤差や、反応の進行に伴う基質濃度減少の影響を避けるため、基質阻害などの問題がない限りは、できるだけ高濃度の基質(<span class="texhtml">''K''<sub>''m''</sub></span>値の5〜10倍、或いはそれ以上)を用いて活性測定を行うことが望ましい。  
 (7)式も(13)式も、酵素反応速度(すなわち酵素活性)と基質濃度の関係を定量的に表した式である。実験的には様々な基質濃度で酵素活性を測定し、横軸に基質濃度、縦軸に酵素活性をとってプロットした場合、図に示すように、数学的には直角双曲線の形となる。このようなプロットをミカエリス・メンテンプロット(S-vプロット)と呼ぶ。図から明らかなように、基質濃度が<span class="texhtml">''K''<sub>''m''</sub></span>値(<span class="texhtml">''V''<sub>''max''</sub></span>の1/2の速度を与える時の基質濃度)付近或いはそれ以下の場合には酵素活性は基質濃度に大きく依存し、基質濃度の少しの変化でも酵素活性は大きく影響を受けるが、<span class="texhtml">''K''<sub>''m''</sub></span>値より十分大きい基質濃度の場合、酵素活性は<span class="texhtml">''V''<sub>''max''</sub></span>の値に近づき、濃度が大きくなるにつれて基質濃度依存性が殆どなくなる。従って、一般に酵素活性を測定する場合は、基質初濃度の誤差や、反応の進行に伴う基質濃度減少の影響を避けるため、基質阻害などの問題がない限りは、できるだけ高濃度の基質(<span class="texhtml">''K''<sub>''m''</sub></span>値の5〜10倍、或いはそれ以上)を用いて活性測定を行うことが望ましい。 [[Image:Atsuhikoishida fig 1.jpg|RTENOTITLE]]


== 速度論的パラメータの求め方  ==
== 速度論的パラメータの求め方  ==
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