Enzyme Kinetics

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ENZYME KINETICS Catalysts are agents the increase the rate of chemical processes; those in cells are  called enzymes.  There are literally hundreds of enzymes in each cell.  Enzymes are involved in  catabolic and anabolic reactions, reactions that break down macromolecules and those that build  macromolecules, respectively.   The generic equation for the mechanism of enzyme action is  familiar to you: Enzyme + Substrate --  Enzyme-Substrate Complex -  Enzyme + Product There are three important features of this reaction that are important.   First, enzymes  display a great degree of substrate specificity.  That is, they catalyze a single chemical reaction in  the cell.  Second, the binding of enzyme and substrate is like that of a hand and glove.  This  model is called the induced fit model of enzyme action and describes well the interaction of  enzyme and substrate.   Therefore, the enzyme will act upon only substrates that “fit” into the  active site of the enzyme.  Third, the enzyme is not destroyed or even modified in this reaction.  Rather, it is released and is available to react with more substrate molecules.  This feature allows  enzymes to be very efficient in catalytic reactions and explains why small quantities of enzymes  are adequate for cellular reactions. The velocity or rate of a reaction can be determined by measuring either one of two  things:  (1) substrate concentration, which should decrease as a reaction proceeds, or (2) product  formation, which should increase from an initial concentration of zero as the reaction proceeds.  The latter method is preferred and is a more reliable method of determining the rate of an  enzyme-catalyzed reaction.   The following figure indicates the rate of an enzyme-catalyzed reaction over time, when  product formation is monitored. Early on, the rate of product formation is nearly linear, but later,  the rate of product formation decreases over time until no new product is formed.  The most likely  0 50 100 150 200 250 300 5 10 15 20 25 30 40 50 60 Time (minutes) Amount of Product Fo (nmoles)
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explanation for this decrease is that the amount of substrate decreases to zero; therefore, the  amount of product formed decreases with it. The portion of the curve, which is linear, will give us a good indication of the initial velocity  (V o ) of the reaction.  One can determine the initial velocity, which is the slope of the linear portion  of the curve.  Therefore, in this example,  V o  = nmoles at time 2 – nmoles at time 1   =  100-50     =10 nmoles/min time 2-time 1           10-5
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This note was uploaded on 04/12/2009 for the course BIOLOGY 1111 taught by Professor Tanaka during the Fall '09 term at Temple.

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