Reakce katalyzované enzymy probíhají různými rychlostmi. V závislosti na:

• Koncentraci enzymu
• Koncentraci substrátu
• Fyzikálních a chemických vlastnostech prostředí
• Přítomnosti efektorů (aktivátorů nebo inhibitorů)

Fyzikální postata urychlování chemických reakcí spočívá ve snižování hladiny aktivační energie. Katalycká účinnost enzymu je velmi vysoká. Jedna molekula enzymu dokáže rozštěpit při 28 – 30°C 10 – 10⁵ substrátu za 1 sekundu.

 

Brown,  Michaelis a Mentenová měřili rychlost hydrolytického štěpení sacharosy na fruktosu a glukosu účinkem enzymu invertasy za různých podmínek.

graf.1.

V = rychlost štěpení

[E] = koncentrace enzymu (invertasy)

[S] = koncentrace substrátu (sacharosy)

graf.2.

V = rychlost štěpení

[E] = koncentrace enzymu (invertasy)

[S] = koncentrace substrátu (sacharosy)

MK = Michaelisova konstanta

V(max.) = maximální rychlost štěpení

 

Bylo zjištěno že grafy 1 a 2 mají obecnou platnost. Z těchto grafů bylo vyvozeno zjednodušené schéma enzymové reakce:

E + S E – S à E + P

Enzym + substrát à   komplex enzym substrát à    produkt + enzym

Dále byla také vyvozena rovnice Michaelise a Mentenové,

 

 

 

která vystihuje vliv substrátu na rychlost reakce z grafu 2 a rovnice Michaelise a Mentenové lze vyvodit Michaelisovu konstantu [MK]. Michaelisova konstanta je rovna takové koncentraci substrátu při které reakce katalyzovaná enzymem probíhá rychlostí, která je rovna polovině rychlosti maximální.

 

Dále se se budeme zabývat jednotlivými částmi křivky grafu 2 a to body označenými písmeny A, B a C.

Bod A

V bodě A je koncentrace substrátu mnohem nižší než Michealisova konstanta a proto téměř neovlivní výsledek rovnice a proto může být zanedbán po úpravě bude rovnice Michaelise a Mentenové vypadat takto:

Z toho vyplívá je-li koncentrace substrátu mnohem menší něž Michaelisova konstanta je počáteční rychlost enzymové reakce závislá na koncentraci substrátu.

Bod B

V bodě B je koncentrace substrátu rovna Michaelisově konstantě a proto bude tvar rovnice Michaelise a Mentenové vypadat takto:

Z toho vyplívá je-li koncentrace substrátu rovna Michaelisově konstantě je počáteční rychlost reakce rovna polovině maximální rychlosti.

Bod C

V bodě C je  Michealisova konstanta  mnohem nižší než substrátu koncentrace a proto téměř neovlivní výsledek rovnice a proto může být zanedbán po úpravě bude rovnice Michaelise a Mentenové vypadat takto:

Z toho vyplívá je-li  Michaelisova konstanta  mnohem menší něž koncentrace substrátu je počáteční rychlost enzymové reakce rovna rychlosti maximální..