Βασική διαφορά – Kd vs Km
Το Kd και το Km είναι σταθερές ισορροπίας. Η βασική διαφορά μεταξύ Kd και Km είναι ότι η Kd είναι μια θερμοδυναμική σταθερά ενώ η Km δεν είναι μια θερμοδυναμική σταθερά.
Το Kd αναφέρεται στη σταθερά διάστασης ενώ το Km είναι η σταθερά Michaelis. Και οι δύο αυτές σταθερές είναι πολύ σημαντικές στην ποσοτική ανάλυση των ενζυματικών αντιδράσεων.
Τι είναι το Kd;
Το Kd είναι σταθερά διάστασης. Είναι επίσης γνωστή ως σταθερά διάστασης ισορροπίας λόγω της χρήσης της σε συστήματα ισορροπίας. Η σταθερά διάστασης είναι η σταθερά ισορροπίας των αντιδράσεων όπου μια μεγάλη ένωση μετατρέπεται σε μικρά συστατικά αναστρέψιμα. Η διαδικασία αυτής της μετατροπής είναι επίσης γνωστή ως διάσπαση. Ένα ιοντικό μόριο πάντα διασπάται στα ιόντα του. Τότε η σταθερά διάστασης ή Kd είναι μια ποσότητα που εκφράζει την έκταση στην οποία μια συγκεκριμένη ουσία σε διάλυμα διασπάται σε ιόντα. Έτσι, αυτό είναι ίσο με το γινόμενο των συγκεντρώσεων των αντίστοιχων ιόντων διαιρεμένο με τη συγκέντρωση του αδιάσπαστου μορίου.
AB ↔ A + B
Στην παραπάνω γενική αντίδραση, η σταθερά διάστασης, Kd μπορεί να δοθεί ως παρακάτω.
Kd=[A][B] / [AB].
Επιπλέον, εάν υπάρχει στοιχειομετρική σχέση, θα πρέπει να συμπεριληφθούν οι στοιχειομετρικοί συντελεστές στην εξίσωση.
xAB ↔ aA + bB
Η εξίσωση της σταθεράς διάστασης, Kd για την παραπάνω αντίδραση είναι η εξής:
Kd=[A]a[B]b / [AB]x
Συγκεκριμένα, σε βιοχημικές εφαρμογές, το Kd βοηθά στον προσδιορισμό της ποσότητας των προϊόντων που δίνονται από μια χημική αντίδραση παρουσία ενός ενζύμου. Το Kd μιας ενζυμικής αντίδρασης εκφράζει τη συγγένεια συνδέτη-υποδοχέα. Με άλλα λόγια, δηλώνει την ικανότητα ενός υποστρώματος να φεύγει από τον υποδοχέα ενός ενζύμου. Από την άλλη πλευρά, περιγράφει πόσο ισχυρά συνδέεται ένα υπόστρωμα με το ένζυμο.
Τι είναι Km;
Km είναι η σταθερά Michaelis. Σε αντίθεση με το Kd, το Km είναι μια κινητική σταθερά. Η κύρια εφαρμογή του είναι στην ενζυμική κινητική, δηλαδή στον προσδιορισμό της συγγένειας ενός υποστρώματος να δεσμεύεται με ένα ένζυμο. Η σταθερά εκφράζεται συνδέοντας τη συγκέντρωση του υποστρώματος με τον ρυθμό αντίδρασης παρουσία ενός ενζύμου. Αντίστοιχα, η σταθερά Michaelis ή Km είναι η συγκέντρωση του υποστρώματος όταν η ταχύτητα της αντίδρασης φτάσει το μισό της μέγιστης ταχύτητάς της.
Εικόνα 1: Η σχέση μεταξύ ταχύτητας αντίδρασης και συγκέντρωσης υποστρώματος σε μια ενζυματική αντίδραση.
Κατά τη διάρκεια μιας αντίδρασης μεταξύ του ενζύμου (E) και του υποστρώματος (S), ο σχηματισμός των προϊόντων (P) είναι ως εξής:
E + S ↔ E-S σύμπλεγμα ↔ E + P
Αν οι σταθερές ισορροπίας της παραπάνω αντίδρασης είναι οι εξής, μπορείτε να εξαγάγετε Km από αυτές τις σταθερές.
Km=K-1 + K+2 / K+1
Προσδιορισμός χιλιομέτρων σύμφωνα με την έννοια του Michael
Ο Μιχάλης ανέπτυξε μια σχέση χρησιμοποιώντας τη συγκέντρωση του υποστρώματος, [S] και τη μέγιστη ταχύτητα αντίδρασης, Vmax. Η σχέση μεταξύ της συγκέντρωσης του υποστρώματος και των Km μιας ενζυμικής αντίδρασης είναι η εξής:
v=Vmax[S] / Km + [S]
Το v είναι η ταχύτητα ανά πάσα στιγμή, ενώ το [S] είναι η συγκέντρωση του υποστρώματος σε μια συγκεκριμένη στιγμή και το Vmax είναι η μέγιστη ταχύτητα της αντίδρασης. Km είναι η σταθερά Michaelis για το ένζυμο στην αντίδραση. Η τιμή της σταθεράς Michaelis εξαρτάται από το ένζυμο. Συνεπώς, μια μικρή τιμή Km υποδηλώνει ότι το ένζυμο γίνεται κορεσμένο με μια μικρή ποσότητα υποστρώματος. Στη συνέχεια, το Vmax λαμβάνεται σε χαμηλή συγκέντρωση υποστρώματος. Αντίθετα, μια υψηλή τιμή Km δείχνει ότι το ένζυμο απαιτεί υψηλή ποσότητα υποστρώματος για να κορεσθεί.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Kd και Km;
Kd vs Km |
|
| Kd είναι η σταθερά διάστασης. | Km είναι η σταθερά Michaelis. |
| Φύση | |
| Kd είναι μια θερμοδυναμική σταθερά. | Το Km είναι μια κινητική σταθερά. |
| Λεπτομέρειες | |
| Το Kd αντιπροσωπεύει τη συγγένεια ενός υποστρώματος προς ένα ένζυμο. | Το Km αντιπροσωπεύει τη σχέση μεταξύ συγκέντρωσης υποστρώματος και ταχύτητας αντίδρασης. |
Σύνοψη – Kd vs Km
Οι Kd και Km είναι σταθερές ισορροπίας που περιγράφουν τις ιδιότητες των ενζυματικών αντιδράσεων. Η βασική διαφορά μεταξύ Kd και Km είναι ότι η Kd είναι μια θερμοδυναμική σταθερά ενώ η Km δεν είναι μια θερμοδυναμική σταθερά.
