График Лайнуивера – Берка
В биохимии график Лайнуивера-Бёрка (или график двойной взаимности ) представляет собой графическое представление уравнения Михаэлиса-Ментена кинетики ферментов , описанного Гансом Лайнуивером и Дином Бёрком в 1934 году. [1]
График двойной обратной связи искажает структуру ошибок данных и поэтому не является наиболее точным инструментом для определения кинетических параметров ферментов. [2] Хотя график Лайнуивера-Берка исторически использовался для оценки параметров вместе с альтернативными линейными формами уравнения Михаэлиса-Ментен, такими как график Хейнса-Вульфа или график Иди-Хофсти , все линеаризованные формы уравнения Михаэлиса-Ментен следует избегать при расчете кинетических параметров. Правильно взвешенные методы нелинейной регрессии значительно более точны и стали общедоступными благодаря повсеместной доступности настольных компьютеров.
Определения
[ редактировать ]График Лайнуивера-Бёрка получается в результате преобразования уравнения Михаэлиса-Ментен :
в котором ставка является функцией концентрации субстрата и два параметра , предельная ставка и , постоянная Михаэлиса . Если взять обратные значения обеих частей этого уравнения, то получится следующее:
Таким образом, рисуя против генерирует прямую линию с пересечением ординат , точка пересечения абсцисс и наклон .
Приложения
[ редактировать ]При использовании графика Лайнуивера-Берка для определения типа ингибирования фермента можно различать конкурентные , чистые неконкурентные и неконкурентные ингибиторы. Различные способы торможения можно сравнить с неингибированной реакцией.
Конкурентное ингибирование
[ редактировать ]Кажущаяся ценность не подвержен влиянию конкурентных ингибиторов. Следовательно, конкурентные ингибиторы имеют тот же член на оси ординат, что и неингибированные ферменты.
Конкурентное ингибирование увеличивает кажущуюся ценность или снижает сродство к субстрату. Графически это можно увидеть как ингибированный фермент, имеющий больший участок оси абсцисс.
Чистое неконкурентное ингибирование
[ редактировать ]При чистом неконкурентном ингибировании кажущееся значение снижается. Это можно увидеть на графике Лайнуивера-Бёрка как увеличение точки пересечения ординаты без влияния на точку пересечения оси абсцисс. , поскольку чистое неконкурентное ингибирование не влияет на сродство к субстрату.
Смешанное торможение
[ редактировать ]Чистое неконкурентное торможение встречается редко, гораздо чаще встречается смешанное торможение. При смешанном торможении кажущаяся величина снижается, а изменяется - обычно увеличивается, что означает, что сродство обычно уменьшается при смешанном ингибировании.
Клеланд признал, что чистое неконкурентное ингибирование на практике встречается очень редко и происходит в основном под действием протонов и ионов некоторых металлов, и переопределил термин «неконкурентное» на « смешанное» . [3] В этом отношении за ним последовали многие авторы, но не все.
Неконкурентное ингибирование
[ редактировать ]Кажущаяся ценность снижается при неконкурентном торможении, при . Это можно увидеть на графике Лайнуивера-Бёрка как увеличение точки пересечения по ординате без изменения наклона.
Сродство к субстрату увеличивается при неконкурентном ингибировании или снижает кажущуюся величину . Графически неконкурентное ингибирование можно определить по параллельным линиям графика для различных концентраций ингибитора.
Недостатки
[ редактировать ]График Лайнуивера-Бёрка плохо визуализирует экспериментальную ошибку. [4] В частности, если ошибки имеют однородные стандартные ошибки, то варьируются в очень широком диапазоне, как видно из следующего примера:
- Если тогда диапазон составляет 0,91–1,11, примерно 20%
- Если (то же стандартное отклонение), то диапазон составляет 0,0990–0,1001, примерно 1%.
Лайнуивер и Берк знали об этой проблеме и после экспериментального исследования распределения ошибок [5] нахождение равномерного стандартного отклонения в они проконсультировались с выдающимся статистиком У. Эдвардсом Демингом . [6] В свете его совета они использовали гири для установки их . Этот аспект их статьи почти повсеместно игнорировался людьми, ссылавшимися на «метод Лайнуивера и Бёрка». [ нужна ссылка ]
Значения, измеренные при низких , и, следовательно, большие значения приводят к точкам в крайнем правом углу графика и оказывают большое влияние на наклон линии и, следовательно, в частности на значение .
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Лайнвивер, Ганс; Берк, Дин (март 1934 г.). «Определение констант диссоциации ферментов» . Журнал Американского химического общества . 56 (3): 658–666. дои : 10.1021/ja01318a036 . ISSN 0002-7863 .
- ^ Греко, WR; Хакала, Монтана (10 декабря 1979 г.). «Оценка методов оценки константы диссоциации ингибиторов ферментов прочного связывания» . Журнал биологической химии . 254 (23): 12104–12109. дои : 10.1016/S0021-9258(19)86435-9 . ISSN 0021-9258 . ПМИД 500698 .
- ^ Клеланд, В.В. «Кинетика ферментативно-катализируемых реакций с двумя или более субстратами или продуктами: II. Ингибирование: номенклатура и теория». Биохим. Биофиз. Акта . 67 (2): 173–187. дои : 10.1016/0926-6569(63)90226-8 .
- ^ Дауд, Джон Э.; Риггс, Дуглас С. (февраль 1965 г.). «Сравнение оценок кинетических констант Михаэлиса-Ментена на основе различных линейных преобразований» . Журнал биологической химии . 240 (2): 863–869. дои : 10.1016/s0021-9258(17)45254-9 . ISSN 0021-9258 .
- ^ Берк, Д. «Нитрогеназа». Результаты исследования ферментов . 3 :23–56.
- ^ Лайнуивер Х., Берк Д., Деминг, МЫ (1934). «Константа диссоциации азот-нитрогеназы у Azobacter ». Дж. Амер. хим. Соц . 56 : 225–230. дои : 10.1021/ja01316a071 .
{{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Руководство NIH , разработка и анализ ферментных тестов