Finché c’è un substrato disponibile a cui legarsi, l’aumento della concentrazione dell’enzima accelererà la reazione enzimatica. Una volta che tutto il substrato è legato, la reazione non accelererà più con l’aumento della concentrazione dell’enzima, poiché non ci sarà più nulla a cui gli enzimi supplementari possano legarsi.
Come funzionano gli enzimi?
L’enzima è una proteina catalitica che può accelerare la reazione chimica senza essere alterata nel processo di reazione. Nel processo di reazione, non si forma alcun legame tra l’enzima e il substrato, quindi l’enzima torna alla sua forma originale e può essere usato di nuovo. L’enzima si lega al substrato attraverso il sito attivo per formare un complesso enzima-substrato. Sono molto specifici nella reazione e anche per il substrato con cui si legano. Quando la forma del substrato corrisponde al sito attivo dell’enzima, la funzione dell’enzima è corretta, e il loro funzionamento dipende dalla sua struttura tridimensionale. Essi facilitano la reazione riducendo l’energia di attivazione e attivando più molecole, realizzando così il catalizzatore.
Effetto della concentrazione dell’enzima
La concentrazione dell’enzima è importante nella reazione chimica perché è necessaria per reagire con il substrato. Spesso una piccola quantità di enzima può consumare una grande quantità di substrato. Tuttavia, con l’aumento della concentrazione dell’enzima, aumenta anche l’efficacia dei siti attivi, quindi questi siti attivi convertiranno le molecole di substrato in prodotti. Questo significa fondamentalmente che se la concentrazione dell’enzima deve essere aumentata, ci deve essere un eccesso di substrato, in altre parole, ciò significa che la reazione deve essere indipendente dalla concentrazione del substrato.
Reazione di ordine zero
Per studiare l’effetto dell’aumento della concentrazione dell’enzima sulla velocità di reazione, il substrato deve essere presente in una quantità in eccesso; cioè, la reazione deve essere indipendente dalla concentrazione del substrato. Qualsiasi cambiamento nella quantità di prodotto formato in un determinato periodo di tempo dipenderà dal livello di enzima presente. Graficamente questo può essere rappresentato come:
Figura 1. Il tasso di reazione di ordine zero dipende dalla concentrazione del substrato.
Queste reazioni sono dette “reazioni di ordine zero” perché i tassi sono indipendenti dalla concentrazione del substrato. La formazione del prodotto procede ad una velocità che è lineare con il tempo. L’aggiunta di più substrato non serve ad aumentare il tasso. Nella cinetica di ordine zero, permettendo al saggio di funzionare per il doppio del tempo si ottiene il doppio della quantità di prodotto.
La quantità di enzima presente in una reazione è misurata dall’attività che catalizza. La relazione tra attività e concentrazione è influenzata da molti fattori come la temperatura, il pH, ecc. Un test enzimatico deve essere progettato in modo che l’attività osservata sia proporzionale alla quantità di enzima presente in modo che la concentrazione dell’enzima sia l’unico fattore limitante. È soddisfatta solo quando la reazione è di ordine zero.
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