P50 (давление)

Для других видов использования см. P50 (устранение неоднозначности) .

В биохимии необходимого P ₅₀ представляет парциальное давление , газа для достижения 50% насыщения конкретного белка сайтов связывания. Значения P ₅₀ отрицательно коррелируют с аффинностью субстрата; Более низкие значения соответствуют более высокой аффинности и наоборот . Термин аналогичен константу Михаэлис -Менден ( K _M ), которая идентифицирует концентрацию субстрата, необходимую для фермента для достижения 50% ее максимальной скорости реакции .

Концепция P ₅₀ получена из рассмотрения фракционного насыщения белка газом. Представьте себе миоглобин , белок, способный связывать одну молекулу кислорода , согласно обратимой реакции ниже, чья равновесная постоянная k (которая также является постоянной диссоциации, поскольку он описывает обратимое событие рассеивания ассоциации) равна продукту из концентраций (в равновесии) свободного миоглобина и свободного кислорода, разделенных на концентрацию комплекса миоглобин-кислорода.

${\ce {Mb+O_{2}<=>Mb\cdot O_{2}}}$

${\ce {\it {{K}={\rm {\frac {[Mb][O_{2}]}{[Mb\cdot O_{2}]}}}}}}$

Фракционное насыщение y _{o 2} миоглобина-это то, какая доля общей концентрации миоглобина состоит из миоглобина, связанного с кислородом, который может быть перестановлен как концентрация свободного кислорода на сумме этой концентрации и константы диссоциации . Поскольку диатомный кислород является газом, его концентрация в растворе может рассматриваться как парциальное давление.

$Y_{O_{2}}={\rm {{\frac {[Mb\cdot O_{2}]}{[Mb]+[Mb\cdot O_{2}]}}\Rightarrow {\rm {{\frac {[O_{2}]}{\it {{K}\,{\rm {+\,[O_{2}]}}}}}\Rightarrow {\rm {\frac {\it {p{\rm {O_{2}}}}}{\it {{K}\,{\rm {+\,{\it {p{\rm {O_{2}}}}}}}}}}}}}}}$

Из определения P ₅₀ при котором фракционное насыщение составляет 50%, мы можем сделать вывод, что на самом деле он равен постоянной диссоциации . как частичного давления ,

${\frac {p_{50}}{K+p_{50}}}=0.5\Rightarrow p_{50}=K$

Например, P ₅₀ Myoglobin для O ₂ составляет 130 паскалей , а P ₅₀ для взрослого гемоглобина - 3,5 кПа. Таким образом, когда o ₂ парциальное давление является низким, гемоглобин-связанный O ₂ более легко переносится в миоглобин. Миоглобин, обнаруженный в высоких концентрациях в мышечной ткани, может затем переносить кислород в мышечные волокна мышечной ткани , где он будет использоваться при генерации энергии для сокращения топливных мышц. Другим примером является гемоглобин плода человека, который имеет более высокую аффинность (более низкий P ₅₀ ), чем взрослый гемоглобин, и, следовательно, позволяет поглощать кислород через диффузионный барьер плаценты.