[생물 임용 노트] 효소 - 3) 효소 반응 속도론: 미하엘리스-멘텐식의 유도와 해석

V_max의 정의

화학반응에서 효소 농도에 비해 초기 기질의 농도가 낮아 초기속도(V₀)는 거의 기질의 양에 직선적으로 증가한다. 이 증가가 거의 이루어지지 않을 때의 속도를 V_max라고 정의한다. 여기서 K_m은 V_max의 50%가 되는 기질의 농도를 의미한다.

기질([S])에 따른 반응 속도(V)의 변화 그래프

2. 미하엘리스-멘텐식(M-M equation)의 유도와 해석

1) 미하엘리스-멘텐식 유도

미하엘리스-멘텐식의 유도

2) K_m의 해석

미하엘리스 상수의 의미

3) V_max와 K_m의 해석

 K_m은 효소에 따라 다르고 같은 효소에서도 기질에 따라 다르다.

 → 효소의 기질 친화도 지표로 이용이 가능하다.

 

4) 전환수(대사 회전수, turnover number) K_cat

전환수(K_cat)는,

  1> 효소 촉매 반응에서 속도 제한 단계의 속도 

  2> 또는 효소가 기질로 완전히 포화 시 한 효소 분자가 단위 시간당(s) 생성물로 전환시키는 기질 분자의 수

를 의미한다.

전환수의 정의

5) 촉매 기전의 효율성 비교

촉매 반응의 화학적 반응 값을 K_cat과 K_m을 갖는다.

→ 서로 다른 효소 또는 같은 효소의 다른 기질의 효율성 비교에 가장 좋은 방법은 K_cat/K_m을 비교하는 것이다.

 

6) M-M equation의 변환 ; 이중 역수도표(라인-위버 버크식)

미하엘리스-멘텐식의 양변을 모두 역수로 취하면 보다 정확히 Vmax를 구할 수 있는 1차 함수 형태의 식이 나오게 된다.

라인-위버 버크식

이는 효소의 억제 반응 분석 등에 이용 가능하다.