Inhibicja kompetycyjna produktem reakcji

 

Inhibicja kompetycyjna jest typem inhibicji, w której cząsteczki inhibitora konkurują z substratem w przyłączaniu się do miejsca aktywnego enzymu. Przypadek nieodwracalnej reakcji enzymatycznej z inhibicją kompetycyjna opisuje następujące równanie kinetyczne:

Równanie kinetyczne Michaelisa-Menten z inhibicja kompetycyjną

Poniżej przedstawiono w formie animowanych wykresów 3D, wpływ zmiany stężenia inhibitora i enzymu na prędkość reakcji. Przy obliczeniach przyjęto wartości uzyskane dla procesu enzymatycznej hydrolizy skrobi przy udziale alfa amylazy immobilizowanej na nośniku akrylowym. Pionowa oś z odpowiada prędkości reakcji [mg*min/ml].

 

Wpływ zwiększenia stężenia inhibitora kompetycyjnego na szybkość reakcji

Wpływ zwiększenia stężenia inhibitora kompetycyjnego, przy stałym stężeniu enzymu i substratu, na szybkość reakcji.

 

Wpływ zwiększenia stężenia enzymu na szybkość reakcji

Wpływ zwiększenia stężenia enzymu, przy stałym stężeniu inhibitora kompetycyjnego i substratu, na szybkość reakcji.


 

Animację uzyskano wykorzystując program Mathematica firmy Wolfram Research, Inc., poprzez wydanie następujących komend:

kM=0.000258532498056238

k3=2.84309239965976

ki=0.000018503160141176

g1=Plot3D[k3*cE*cS/(kM*(1+0.001/ki)+cS),{cE,0.01,0.2},{cS,0,20},PlotRange->{0,0.6},AxesLabel->{"cE[mg/ml]","cS[mg/ml]","v"},PlotLabel->{"cI=0.001[mg/ml]"}]

g2=Plot3D[k3*cE*cS/(kM*(1+0.01/ki)+cS),{cE,0.01,0.2},{cS,0,20},PlotRange->{0,0.6},AxesLabel->{"cE[mg/ml]","cS[mg/ml]","v"},PlotLabel->{"cI=0.01[mg/ml]"}]

g3=Plot3D[k3*cE*cS/(kM*(1+0.1/ki)+cS),{cE,0.01,0.2},{cS,0,20},PlotRange->{0,0.6},AxesLabel->{"cE[mg/ml]","cS[mg/ml]","v"},PlotLabel->{"cI=0.1[mg/ml]"}]

g4=Plot3D[k3*cE*cS/(kM*(1+1/ki)+cS),{cE,0.01,0.2},{cS,0,20},PlotRange->{0,0.6},AxesLabel->{"cE[mg/ml]","cS[mg/ml]","v"},PlotLabel->{"cI=1[mg/ml]"}]

g5=Plot3D[k3*cE*cS/(kM*(1+10/ki)+cS),{cE,0.01,0.2},{cS,0,20},PlotRange->{0,0.6},AxesLabel->{"cE[mg/ml]","cS[mg/ml]","v"},PlotLabel->{"cI=10[mg/ml]"}]

g6=Plot3D[k3*cE*cS/(kM*(1+100/ki)+cS),{cE,0.01,0.2},{cS,0,20},PlotRange->{0,0.6},AxesLabel->{"cE[mg/ml]","cS[mg/ml]","v"},PlotLabel->{"cI=100[mg/ml]"}]

ShowAnimation[g1,g2,g3,g4,g5,g6]

 

kM=0.000258532498056238

k3=2.84309239965976

ki=0.000018503160141176

g1=Plot3D[k3*0.001*cS/(kM*(1+cI/ki)+cS),{cI,0,10},{cS,0,20},PlotRange->{0,0.3},AxesLabel->{"cI[mg/ml]","cS[mg/ml]","v"},PlotLabel->{"cE=0.001[mg/ml]"}]

g2=Plot3D[k3*0.01*cS/(kM*(1+cI/ki)+cS),{cI,0,10},{cS,0,20},PlotRange->{0,0.3},AxesLabel->{"cI[mg/ml]","cS[mg/ml]","v"},PlotLabel->{"cE=0.01[mg/ml]"}]

g3=Plot3D[k3*0.5*cS/(kM*(1+cI/ki)+cS),{cI,0,10},{cS,0,20},PlotRange->{0,0.3},AxesLabel->{"cI[mg/ml]","cS[mg/ml]","v"},PlotLabel->{"cE=0.5[mg/ml]"}]

g4=Plot3D[k3*0.1*cS/(kM*(1+cI/ki)+cS),{cI,0,10},{cS,0,20},PlotRange->{0,0.3},AxesLabel->{"cI[mg/ml]","cS[mg/ml]","v"},PlotLabel->{"cE=0.1[mg/ml]"}]

ShowAnimation[g1,g2,g3,g4]


© Piotr Wojciechowski, Wrocław 1998