Oefenvragen Hoofdstuk 2
1. Vraag 1: Definieer Vmax.
Antwoord: De maximale snelheid Vmax bepaalt de moleculaire activiteit van een
enzym dat wilt zeggen het aantal substraatmoleculen dat per tijdseenheid
wordt omgezet in product door één enzymmolecule wanneer het enzym
verzadigd is met substraat. De snelheid van katalyse wanneer de
substraatconcentratie zéér hoog is (veel groter dan Michaelis constante K m)
noemen we dus de maximale snelheid en de formule is: Vmax = kcat [E0]. Waarbij
(kcat = k2, k3, k4, k…) en [E0] = de initiële concentratie [E0] = [E] + [ES]. De Vmax
is de (Horizontale asymptoot van de Michaelis-Menten curve)
2. Vraag 2: Geef de Michaelis-Menten vergelijking. Definieer elke
parameter.
Antwoord:
De enzymatische reactie:
Michaelis-Menten vergelijking:
Waarbij:
De maximale snelheid: Vmax bepaalt de moleculaire activiteit van een
enzym dat wilt zeggen het aantal substraatmoleculen dat per
tijdseenheid wordt omgezet in product door één enzymmolecule wanneer
het enzym verzadigd is met substraat. Vmax = 𝑘2[𝐸0]
De Michaelis constante: Km is een waarde voor de substraat concentratie
die nodig is om een effectieve katalyse te doen doorgaan. Als de
substraat concentratie gelijk is aan de Michaelis constante [S] = Km dan
zal de initiële snelheid V0 gelijk zijn aan de helft van de maximale snelheid
, Vmax V0 = Vmax/2. Voor vele enzymen is de Km ongeveer gelijk aan de ‘in
vivo’ substraatconcentratie.
S = substraat concentratie
3. Vraag 3: Hoe wordt de efficiëntie van een enzyme uitgedrukt?
Definieer de parameters en vergelijk een efficiënt enzyme met een
niet-efficiënt enzyme.
Antwoord: Onder de voorwaarden dat er weinig substraat is dan zal de
katalytische efficiëntie worden weergegeven als: kcat/Km dit zal dan de
snelheidsconstante zijn voor het vormen van een ES-complex. Hoe groter deze
waarde, des te sneller er een ES-complex gevormd zal worden. De verhouding
kcat/Km noemt men de katalytische efficiëntie = dit is de efficiëntie van een
enzyme.
*op voorwaarde dat k2 = kcat
De limiet van de katalytische efficiëntie is k1 wanneer k-1 te verwaarlozen is t.o.v.
k2. De constante k1 is de snelheid van de vorming van ES en kan niet groter zijn
dan de diffusie-gecontroleerde associatie van E en S. De limiet voor k 1 is 108 -109
s-1 M-1 en is de limiet voor k2/Km. Enzymen met een katalytische efficiëntie van
108 -109 s-1 M-1 benaderen de kinetische perfectie.
Een efficiënt enzyme zal een hoge kcat/Km hebben
Een niet-efficiënt enzyme een lage kcat/Km
1. Vraag 1: Definieer Vmax.
Antwoord: De maximale snelheid Vmax bepaalt de moleculaire activiteit van een
enzym dat wilt zeggen het aantal substraatmoleculen dat per tijdseenheid
wordt omgezet in product door één enzymmolecule wanneer het enzym
verzadigd is met substraat. De snelheid van katalyse wanneer de
substraatconcentratie zéér hoog is (veel groter dan Michaelis constante K m)
noemen we dus de maximale snelheid en de formule is: Vmax = kcat [E0]. Waarbij
(kcat = k2, k3, k4, k…) en [E0] = de initiële concentratie [E0] = [E] + [ES]. De Vmax
is de (Horizontale asymptoot van de Michaelis-Menten curve)
2. Vraag 2: Geef de Michaelis-Menten vergelijking. Definieer elke
parameter.
Antwoord:
De enzymatische reactie:
Michaelis-Menten vergelijking:
Waarbij:
De maximale snelheid: Vmax bepaalt de moleculaire activiteit van een
enzym dat wilt zeggen het aantal substraatmoleculen dat per
tijdseenheid wordt omgezet in product door één enzymmolecule wanneer
het enzym verzadigd is met substraat. Vmax = 𝑘2[𝐸0]
De Michaelis constante: Km is een waarde voor de substraat concentratie
die nodig is om een effectieve katalyse te doen doorgaan. Als de
substraat concentratie gelijk is aan de Michaelis constante [S] = Km dan
zal de initiële snelheid V0 gelijk zijn aan de helft van de maximale snelheid
, Vmax V0 = Vmax/2. Voor vele enzymen is de Km ongeveer gelijk aan de ‘in
vivo’ substraatconcentratie.
S = substraat concentratie
3. Vraag 3: Hoe wordt de efficiëntie van een enzyme uitgedrukt?
Definieer de parameters en vergelijk een efficiënt enzyme met een
niet-efficiënt enzyme.
Antwoord: Onder de voorwaarden dat er weinig substraat is dan zal de
katalytische efficiëntie worden weergegeven als: kcat/Km dit zal dan de
snelheidsconstante zijn voor het vormen van een ES-complex. Hoe groter deze
waarde, des te sneller er een ES-complex gevormd zal worden. De verhouding
kcat/Km noemt men de katalytische efficiëntie = dit is de efficiëntie van een
enzyme.
*op voorwaarde dat k2 = kcat
De limiet van de katalytische efficiëntie is k1 wanneer k-1 te verwaarlozen is t.o.v.
k2. De constante k1 is de snelheid van de vorming van ES en kan niet groter zijn
dan de diffusie-gecontroleerde associatie van E en S. De limiet voor k 1 is 108 -109
s-1 M-1 en is de limiet voor k2/Km. Enzymen met een katalytische efficiëntie van
108 -109 s-1 M-1 benaderen de kinetische perfectie.
Een efficiënt enzyme zal een hoge kcat/Km hebben
Een niet-efficiënt enzyme een lage kcat/Km
