Co to jest stężenie enzymu?

Enzymy to białka, które umożliwiają reakcje chemiczne zachodzące w organizmie wiele razy szybciej niż w innym przypadku. W niektórych przypadkach reakcja w ogóle nie zachodzi, chyba że obecny jest określony enzym. Wraz z pH, temperaturą i stężeniem substratu, stężenie enzymu ma istotny wpływ na proces reakcji. Zakładając, że ilość substancji lub substratu biorąca udział w reakcji chemicznej pozostaje taka sama, niskie stężenie enzymu może prowadzić do powolnej reakcji chemicznej. Z drugiej strony wysokie stężenie enzymu może przyspieszyć reakcję, aż do osiągnięcia maksymalnej możliwej szybkości.

Każdy enzym jest specyficzny dla konkretnej reakcji chemicznej lub grupy reakcji. Miejsce przyłączenia enzymu wiąże swój specyficzny substrat podczas reakcji. Po reakcji substrat jest uwalniany i enzym może być ponownie użyty.

Podczas badania stężenia enzymu i obserwowania jego wpływu na reakcję, eksperyment zwykle rozpoczyna się od stosunkowo niskich stężeń enzymu. Oznacza to, że podłoże jest zwykle początkowo obecne w nadmiarze. Szybkość reakcji można zmierzyć na podstawie ilości produktu utworzonego w czasie. W miarę, jak roztwór enzymu staje się bardziej skoncentrowany, bardziej prawdopodobne jest zderzenie enzymów z cząsteczkami substratu. Oznacza to, że wraz ze wzrostem stężenia enzymu szybkość reakcji przyspiesza liniowo, aż osiągnie pewien poziom, w którym zaczyna się spłaszczać.

Najbardziej wydajna możliwa reakcja zachodzi, gdy każde miejsce na każdym enzymie jest stale zajęte przez substrat. Po osiągnięciu tego punktu wymagane jest wyższe stężenie enzymu w celu zwiększenia szybkości reakcji. Dzięki temu dostępne są nowe enzymy do wiązania się z substratem. Gdy wszystkie cząsteczki substratu są przyłączone do enzymów, zwiększenie stężenia enzymu nie przyspieszy już procesu reakcji. Dodatkowe dodane enzymy nie będą miały zapasowego substratu do pracy, a szybkość reakcji pozostanie na poziomie maksymalnego limitu.

Jeśli wszystkie czynniki, które mogą zmieniać szybkości reakcji, takie jak pH, temperatura i stężenie substratu, są ustalone, wówczas pomiar szybkości reakcji staje się sposobem pomiaru stężenia enzymu. Wykonuje się pomiary szybkości reakcji, a równania matematyczne stosuje się do dokładnego określenia ilości aktywnego enzymu. Podczas pomiaru stężeń ważne jest, aby zapewnić wystarczającą ilość substratu, aby nasycić wszystkie enzymy w roztworze.