المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الاحياء
عدد المواضيع في هذا القسم 10456 موضوعاً
النبات
الحيوان
الأحياء المجهرية
علم الأمراض
التقانة الإحيائية
التقنية الحياتية النانوية
علم الأجنة
الأحياء الجزيئي
علم وظائف الأعضاء
المضادات الحيوية

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر
الرقابة الذاتيّة والاجتماعيّة
2024-07-02
الأسلوب العمليّ في الأمر والنهي
2024-07-02
ساحة الأمر بالمعروف والنهي عن المنكر
2024-07-02
فلسفة الأمر بالمعروف والنهي عن المنكر
2024-07-02
معنى الصدق
2024-07-02
{كيف تكفرون بالله}
2024-07-02

الأفعال التي تنصب مفعولين
23-12-2014
صيغ المبالغة
18-02-2015
الجملة الإنشائية وأقسامها
26-03-2015
اولاد الامام الحسين (عليه السلام)
3-04-2015
معاني صيغ الزيادة
17-02-2015
انواع التمور في العراق
27-5-2016

Michaelis-Menten Kinetics  
  
1635   12:08 صباحاً   date: 6-9-2021
Author : Denise R. Ferrier
Book or Source : Lippincott Illustrated Reviews: Biochemistry
Page and Part :

Michaelis-Menten Kinetics


Leonor Michaelis and Maude Menten proposed a simple model that accounts for most of the features of many enzyme-catalyzed reactions. In this model, the enzyme reversibly combines with its substrate to form an ES complex that subsequently yields product, regenerating the free enzyme. The reaction model, involving one substrate molecule, is represented below:


where S is the substrate.
E is the enzyme.
ES is the enzyme–substrate complex.
P is the product.
k1, k−1, and k2 (or, kcat) are rate constants.

A. Michaelis-Menten equation
The Michaelis-Menten equation describes how reaction velocity varies with substrate concentration:


where vo = initial reaction velocity
Vmax = maximal velocity = kcat [E]Total
Km = Michaelis constant = (k−1 + k2)/k1
[S] = substrate concentration
The following assumptions are made in deriving the Michaelis-Menten rate equation.
1. Enzyme and substrate relative concentrations: The substrate concentration ([S]) is much greater than the concentration of enzyme so that the percentage of total substrate bound by the enzyme at any one time is small.
2. Steady-state assumption: The concentration of the ES complex does not change with time (the steady-state assumption), that is, the rate of formation of ES is equal to that of the breakdown of ES (to E + S and to E + P). In general, an intermediate in a series of reactions is said to be in steady state when its rate of synthesis is equal to its rate of degradation.
3. Initial velocity: Initial reaction velocities (vo) are used in the analysis of enzyme reactions. This means that the rate of the reaction is measured as soon as enzyme and substrate are mixed. At that time, the concentration of product is very small, and therefore, the rate of the back reaction from product to substrate can be ignored.
B. Important conclusions
1. Km characteristics: Km, the Michaelis constant, is characteristic of an enzyme and its particular substrate and reflects the affinity of the enzyme for that substrate. Km is numerically equal to the substrate concentration at which the reaction velocity is equal to one half Vmax. Km does not vary with enzyme concentration.
a. Small Km: A numerically small (low) Km reflects a high affinity of the enzyme for substrate, because a low concentration of substrate is needed to half-saturate the enzyme—that is, to reach a velocity that is one half Vmax (Fig. 1).

Figure 1 Effect of substrate concentration on reaction velocities for two enzymes: enzyme 1 with a small Michaelis constant (Km) and enzyme 2 with a large Km. Vmax = maximal velocity.
b. Large Km: A numerically large (high) Km reflects a low affinity of enzyme for substrate because a high concentration of substrate is needed to half-saturate the enzyme.
2. Velocity relationship to enzyme concentration: The rate of the reaction is directly proportional to the enzyme concentration because [S] is not limiting. For example, if the enzyme concentration is halved, the initial rates of the reaction (vo) and that of Vmax are reduced to half that of the original.
3. Reaction order: When [S] is much less (<<) than Km, the velocity of the reaction is approximately proportional to the substrate concentration (Fig. 2). The rate of reaction is then said to be first order with respect to substrate. When [S] is much greater (>>) than Km, the velocity is constant and equal to Vmax. The rate of reaction is then independent of substrate concentration (the enzyme is saturated with substrate) and is said to be zero order with respect to substrate concentration (see Fig. 2).

Figure 2 Effect of substrate concentration on reaction velocity for an enzymecatalyzed reaction. Vmax = maximal velocity; Km = Michaelis constant.




علم الأحياء المجهرية هو العلم الذي يختص بدراسة الأحياء الدقيقة من حيث الحجم والتي لا يمكن مشاهدتها بالعين المجرَّدة. اذ يتعامل مع الأشكال المجهرية من حيث طرق تكاثرها، ووظائف أجزائها ومكوناتها المختلفة، دورها في الطبيعة، والعلاقة المفيدة أو الضارة مع الكائنات الحية - ومنها الإنسان بشكل خاص - كما يدرس استعمالات هذه الكائنات في الصناعة والعلم. وتنقسم هذه الكائنات الدقيقة إلى: بكتيريا وفيروسات وفطريات وطفيليات.



يقوم علم الأحياء الجزيئي بدراسة الأحياء على المستوى الجزيئي، لذلك فهو يتداخل مع كلا من علم الأحياء والكيمياء وبشكل خاص مع علم الكيمياء الحيوية وعلم الوراثة في عدة مناطق وتخصصات. يهتم علم الاحياء الجزيئي بدراسة مختلف العلاقات المتبادلة بين كافة الأنظمة الخلوية وبخاصة العلاقات بين الدنا (DNA) والرنا (RNA) وعملية تصنيع البروتينات إضافة إلى آليات تنظيم هذه العملية وكافة العمليات الحيوية.



علم الوراثة هو أحد فروع علوم الحياة الحديثة الذي يبحث في أسباب التشابه والاختلاف في صفات الأجيال المتعاقبة من الأفراد التي ترتبط فيما بينها بصلة عضوية معينة كما يبحث فيما يؤدي اليه تلك الأسباب من نتائج مع إعطاء تفسير للمسببات ونتائجها. وعلى هذا الأساس فإن دراسة هذا العلم تتطلب الماماً واسعاً وقاعدة راسخة عميقة في شتى مجالات علوم الحياة كعلم الخلية وعلم الهيأة وعلم الأجنة وعلم البيئة والتصنيف والزراعة والطب وعلم البكتريا.