Soru

Zorluk: OrtaEnzim İnhibisyonu Mekanizmaları

Kurşun (Pb2+Pb^{2+}) iyonlarının, hemoglobin sentezinde görevli ferrokela-taz enziminin sülfhidril gruplarına bağlanarak enzimi inhibe ettiği bilinmektedir. Bu tip bir inhibisyonda substrat konsantrasyonu artırılsa bile reaksiyon hızı inhibitörsüz durumdaki maksimum hıza (VmaxV_{max}) ulaşamazken, enzimin substrata ilgisi (KmK_m) değişmemektedir. Buna göre, bu inhibisyonun Lineweaver-Burk grafiğindeki (1/v1/v karşın 1/[S]1/[S]) görünümü aşağıdakilerden hangisidir?

  1. Doğrular xx-ekseni üzerinde aynı noktada kesişir, yy-eksenini farklı noktalarda keser.Cevap
  2. B
    Doğrular yy-ekseni üzerinde aynı noktada kesişir, xx-eksenini farklı noktalarda keser.
  3. C
    İnhibitörlü ve inhibitörsüz reaksiyonlara ait doğrular birbirine paralel seyreder.
  4. D
    İnhibitörlü reaksiyonun doğrusu, inhibitörsüz olanla her iki eksende de aynı noktada çakışır.
  5. E
    İnhibitörlü reaksiyonun doğrusu, orijinden başlayan ve eğimi daha düşük olan bir doğrudur.

Cevap

Doğruların x-ekseni üzerinde aynı noktada kesiştiği ve y-eksenini farklı noktalarda kestiği grafik
Kurşun zehirlenmesi tipik bir non-kompetitif inhibisyon örneğidir. Bu mekanizmada inhibitör, enzimin aktif bölgesi dışında bir yere bağlandığı için substratla yarışmaz ve KmK_m değişmez. Ancak enzimin katalitik hızını düşürdüğü için VmaxV_{max} azalır. Lineweaver-Burk grafiğinde KmK_m sabitliği xx-eksenindeki kesişim noktasının (−1/Km-1/K_m) değişmemesi, VmaxV_{max} azalması ise yy-eksenindeki kesişim noktasının (1/Vmax1/V_{max}) yukarıya kayması anlamına gelir. Bu iki durumun birleşimi, doğruların xx-ekseni üzerinde çakışmasıyla sonuçlanır.

Adım Adım Çözüm

1
İnhibisyon tipini belirle
Non-kompetitif inhibisyon
Kurşun gibi ağır metaller enzimin aktif bölgesi dışındaki gruplara (örneğin -SH) bağlanarak reaksiyon hızını (VmaxV_{max}) düşürür ancak substratın bağlanma ilgisini (KmK_m) değiştirmez.
2
Kinetik parametrelerin Lineweaver-Burk grafiğindeki karşılıklarını analiz et
xx-ekseni kesişimi: −1/Km-1/K_m, yy-ekseni kesişimi: 1/Vmax1/V_{max}
Çift resiprokal (L-B) grafiğinde eksenlerin kesim noktaları bu parametrelerin ters değerlerini verir.
3
Parametre değişimlerini grafiğe uygula
KmK_m sabit kaldığından doğrular xx-ekseninde aynı noktada birleşir; VmaxV_{max} azaldığından inhibitörlü doğrunun 1/Vmax1/V_{max} değeri artar (grafik yy-ekseninde daha yukarıda keser).
Non-kompetitif inhibisyonun karakteristik grafik özelliği xx-ekseninde kesişen doğrulardır.

Anahtar Kavram

Non-kompetitif inhibisyonda KmK_m değeri değişmezken VmaxV_{max} değeri azalır; bu durum Lineweaver-Burk grafiğinde doğruların negatif xx-ekseni üzerinde aynı noktada (−1/Km-1/K_m) kesişmesiyle sonuçlanır.
Bu soruyu puanla