Language
Country/Area
No result found
Rincian tersembunyi dari penghambatan kompetitif: Apa yang dapat kita pelajari dari grafik Lineweaver–Burk?
Dalam biokimia, diagram Lineweaver–Burk (atau diagram resiprokal ganda) adalah representasi grafis persamaan Michaelis–Menten untuk kinetika enzim, yang pertama kali dijelaskan oleh Hans Lineweaver dan Dean Burk pada tahun 1934. Meskipun diagram ini secara historis telah banyak digunakan untuk menilai parameter kinetik enzim, diagram ini memiliki struktur kesalahan yang terdistorsi dalam datanya dan bukan merupakan alat yang optimal untuk menentukan parameter kinetik enzim. Saat ini, metode yang menggunakan regresi nonlinier lebih akurat dan menjadi lebih mudah diakses dengan semakin populernya komputer desktop.
Definisi Diagram Lineweaver–Burk
Plot Lineweaver–Burk berasal dari transformasi persamaan Michaelis–Menten. Persamaan ini menyatakan hubungan antara laju enzim v dan konsentrasi substrat a, yang melibatkan dua parameter: V (laju pembatas) dan Km (konstanta Michaelis). Dengan mengambil kebalikan dari kedua sisi persamaan ini, hasilnya membentuk garis lurus. Intersep vertikal garis ini adalah 1/V, intersep horizontal adalah -1/Km, dan kemiringannya adalah Km/V.
Aplikasi
Ketika digunakan untuk menentukan jenis penghambatan enzim, plot Lineweaver–Burk dapat membedakan antara penghambat kompetitif, nonkompetitif murni, dan nonkompetitif. Berbagai mode penghambatan dapat dibedakan dengan respons yang tidak terhambat.
Penghambatan kompetitif tidak akan memengaruhi nilai V yang tampak, tetapi akan meningkatkan nilai Km yang tampak dan mengurangi afinitas substrat.
Penghambatan kompetitif
Karakteristik penghambatan kompetitif adalah bahwa penghambat bersaing dengan substrat untuk tempat pengikatan enzim. Oleh karena itu, dalam kasus ini, nilai V yang tampak tidak akan terpengaruh, tetapi Km akan meningkat, yang berarti bahwa afinitas antara enzim dan substrat akan menurun. Seperti yang dapat dilihat pada gambar, nilai intersep untuk enzim yang dihambat lebih besar daripada enzim yang tidak dihambat.
Penghambatan nonkompetitif murni
Dalam penghambatan nonkompetitif murni, nilai V yang tampak akan menurun, sementara Km tidak akan terpengaruh. Dalam plot Lineweaver–Burk, hal ini tercermin sebagai peningkatan intersep vertikal, tetapi intersep horizontal konstan, yang menunjukkan bahwa afinitas substrat tidak terpengaruh.
Inhibisi Campuran
Inhibisi nonkompetitif murni sebenarnya sangat jarang, sedangkan inhibisi campuran jauh lebih umum. Dalam inhibisi campuran, nilai V yang tampak akan menurun, sedangkan nilai Km umumnya akan meningkat, yang menunjukkan bahwa afinitas substrat umumnya akan menurun. Banyak ilmuwan setuju dengan Cleland dalam hal ini, mengakui pengaruh inhibisi campuran.
Inhibisi nonkompetitif
Dalam kasus inhibisi nonkompetitif, nilai V yang tampak akan menurun, sedangkan nilai Km tidak akan berubah. Hal ini tercermin dalam gambar sebagai peningkatan intersep vertikal tetapi kemiringannya tidak berubah. Afinitas substrat akan meningkat sebagai gantinya, dan nilai Km yang tampak akan menurun.
Kekurangan
Plot Lineweaver–Burk kurang baik dalam memvisualisasikan kesalahan eksperimen. Secara khusus, jika kesalahan dalam laju v memiliki kesalahan standar yang seragam, maka kesalahan dalam 1/v akan sangat lebar. Lineweaver dan Burk menyadari masalah ini dan menyelidiki distribusi kesalahan secara eksperimental, akhirnya memutuskan untuk menggunakan pembobotan yang tepat untuk penyesuaian. Namun, aspek ini hampir secara universal diabaikan di antara mereka yang mengutip "pendekatan Lineweaver dan Burk".
KesimpulanPlot Lineweaver–Burk menyediakan cara yang efektif untuk menganalisis kinetika enzim dalam biokimia, tetapi keterbatasannya tidak dapat diabaikan. Dalam lingkungan teknologi saat ini, metode regresi nonlinier yang benar menunjukkan keunggulannya. Seiring dengan kemajuan penelitian biokimia lebih lanjut, apakah alat-alat ini akan menemukan aplikasi yang lebih tepat?
