라인위버-버크 플롯

생화학에서 라인위버-버크 도표()는 1934년 한스 라인위버와 딘 버크가 기술한 효소 동역학의 미하엘리스-멘텐 방정식을 그래프로 나타낸 것입니다.^[1]

이중 역수 도표는 데이터의 오류 구조를 왜곡하므로 효소 운동 매개변수를 결정하는 가장 정확한 도구가 아닙니다.^[2] 라인위버-버크 도표는 역사적으로 모수를 평가하는 데 사용되었지만, 헤인스-울프 도표 또는 이디-와 같은 미하엘리스-멘텐 방정식의 대체 선형 형태와 함께 사용되었습니다.Hofstee plot, Michaelis-Menten 방정식의 모든 선형화된 형태는 운동 매개변수를 계산하는 데 피해야 합니다. 적절하게 가중치를 부여한 비선형 회귀 분석 방법은 훨씬 더 정확하며 데스크톱 컴퓨터의 보편적인 가용성과 함께 일반적으로 접근할 수 있게 되었습니다.

정의들

라인위버-버크 플롯은 미카엘리스-멘텐 방정식의 변형에서 비롯됩니다.

v={\frac {Va}{K_{\mathrm {m}+a}}

$레이트$ v ${\displaystyle$ $v$ $}$ 가 $a$ $기판$ 농도 a ${\displaystyle$ $a$ $}$ 및 두 개의 $파라미터$ V ${\displaystyle$ V $V$ 제한 레이트 및 $K_{\mathrm {m} }$ ${\$ 의 함수인 $v$ 경우 $K_{\mathrm {m} }$ 미카엘은 일정합니다. 이 방정식의 양변의 역수를 취하면 다음과 같습니다.

{\frac {1}{v}}={\frac {1}{V}}+{\frac {K_{\mathrm {m} }}{V}}\cdot {\frac {1}{a}}

Thus plotting $1/v$ against $1/a$ generates a straight line with ordinate intercept $1/V$ , abscissa intercept $-1/K_{\mathrm {m} }$ and slope $K_{\mathrm {m} }/V$ .

적용들

효소 억제 유형을 결정하는 데 사용될 때 라인위버-버크 도표는 경쟁적인 억제제, 순수한 비경쟁적인 억제제 및 비경쟁적인 억제제를 구별할 수 있습니다. 다양한 억제 모드는 억제되지 않은 반응과 비교될 수 있습니다.

경쟁억제

$V$ $V$ 의 겉보기 값은 경쟁 억제제의 영향을 받지 $V$ 않습니다. 따라서 경쟁적인 억제제는 억제되지 않은 효소와 같은 서수체에 대한 절편을 가지고 있습니다.

경쟁 억제는 $K_{\mathrm {m} }$ ${\$ 의 겉보기 값을 증가시키거나 $K_{\mathrm {m} }$ 기질 친화도를 낮춥니다. 그래픽적으로 이것은 억제된 효소가 가로축에 더 큰 절편을 갖는 것으로 볼 수 있습니다.

순수비경쟁억제

순수한 비경쟁 억제 $기능$ 을 사용하면 V {\displaystyle V $}$ 의 겉보기 값이 감소합니다 $V$ $.$ 이것은 순수한 비경쟁적 억제가 기질 친화도에 영향을 미치지 $-1/K_{\mathrm {m} }$ 않기 때문에 Lineweaver-Burk 플롯에서 가로 세로 방향 절편 - $-1/K_{\mathrm {m} }$ / $-1/K_{\mathrm {m} }$ ${\$ 에 영향을 미치지 않는 증가된 세로 방향 절편으로 볼 수 있습니다.

혼합억제

순수한 비경쟁적 억제는 드물고 혼합 억제가 훨씬 일반적입니다. 혼합 억제에서는 $V$ ${\displaystyle$ V $}$ 의 겉보기 값이 감소하고 $V$ $K_{\mathrm {m} }$ ${\$ 의 $K_{\mathrm {m} }$ 값이 변경됩니다. 이는 일반적으로 혼합 억제와 함께 친화도가 감소한다는 것을 의미합니다.

Cleland는 주로 양성자와 일부 금속 이온의 효과로 발생하는 순수한 비경쟁적 억제가 실제로는 매우 드물다는 것을 인식하고, 그는 비경쟁적인 것을 혼합된 것을 의미하는 것으로 재정의했습니다.^[3] 많은 작가들이 이 점에서 그를 따랐지만 전부는 아닙니다.

비경쟁적 억제

$V$ $V/K_{\mathrm {m} }$ $V$ 의 겉보기 값은 V / $V/K_{\mathrm {m} }$ ${\$ 의 값과 함께 비경쟁적으로 억제되면 감소합니다 $V$ $V/K_{\mathrm {m} }$ 이는 Lineweaver-Burk 그림에서 기울기의 변화가 없는 세로좌표에서 증가된 절편으로 볼 수 있습니다.

기질 친화성은 비경쟁적 억제에 따라 증가하거나 $K_{\mathrm {m} }$ ${\$ 의 겉보기 값을 낮춥니다 $K_{\mathrm {m} }$ 그래프적으로 비경쟁적 억제는 억제제의 농도에 대한 도표 평행선에서 확인할 수 있습니다.

단점

라인위버-버크 그림은 실험 오차를 시각화하는 작업을 제대로 수행하지 못합니다.^[4] $\varepsilon (v)$ 으로 $\varepsilon (v)$ ε(v) {\ $displaystyle$ \varepsilon(v)} 오류가 균일한 표준 오류인 경우 $,$ 다음 예에서 볼 수 $있듯이$ 1 / $v$ {\displaystyle 1/v} $1/v$ 는 매우 넓은 범위에서 다양합니다.

v=1\pm 0.1

=

v=1\pm 0.1

±

v=1\pm 0.1

0

.1

{\

displaystyle

v = 1\pm 0.1}인 경우 1 / v {\displaystyle 1/v} 범위는 0.91–1.11이며 약 20%입니다.

v=10\pm 0.1

=

v=10\pm 0.1

±

v=10\pm 0.1

0

.1

{\

displaystyle

v = 10\pm 0.1}(동일한 표준 편차)인 경우 1 / v {\displaystyle 1/v} 범위는 0.0990–0.1001로 약 1%입니다.

라인위버와 Burk는 이 문제를 알고 있었고,^[5] $오차$ 분포를 실험적으로 조사하여 v ${\displaystyle$ v $}$ 에서 균일한 표준 편차를 발견한 $v$ 후 저명한 통계학자 W. Edwards Deming과 상담했습니다.^[6] 그의 조언에 비추어 볼 때, 그들은 $1/v$ / v $1/v$ 에 맞추기 위해 $v^{4}$ $v^{4}$ $v^{4}$ ${\$ v $^{4}}$ 의 무게를 사용했습니다 $1/v$ 그들의 논문의 이러한 측면은 "라인위버와 부르크의 방법"을 언급하는 사람들에 의해 거의 보편적으로 무시되어 왔습니다.^{[citation needed]}

$낮은$ $a$ 에서 측정된 $1/a$ 이 $a$ 1 $1/a$ / ${\displaystyle$ 1 $/a}$ 이면 그림의 맨 오른쪽에 있는 점으로 $1/a$ 이어지며 선의 기울기에 큰 영향을 미치므로 특히 $K_{\mathrm {m} }$ ${\$ 의 값에 영향을 미칩니다 $K_{\mathrm {m} }$

참고 항목

참고문헌

^ Lineweaver, Hans; Burk, Dean (March 1934). "The Determination of Enzyme Dissociation Constants". Journal of the American Chemical Society. 56 (3): 658–666. doi:10.1021/ja01318a036. ISSN 0002-7863.
^ Greco, W. R.; Hakala, M. T. (1979-12-10). "Evaluation of methods for estimating the dissociation constant of tight binding enzyme inhibitors". The Journal of Biological Chemistry. 254 (23): 12104–12109. doi:10.1016/S0021-9258(19)86435-9. ISSN 0021-9258. PMID 500698.
^ Cleland, W. W. "The kinetics of enzyme-catalyzed reactions with two or more substrates or products: II. Inhibition: Nomenclature and theory". Biochim. Biophys. Acta. 67 (2): 173–187. doi:10.1016/0926-6569(63)90226-8.
^ Dowd, John E.; Riggs, Douglas S. (February 1965). "A Comparison of Estimates of Michaelis-Menten Kinetic Constants from Various Linear Transformations". Journal of Biological Chemistry. 240 (2): 863–869. doi:10.1016/s0021-9258(17)45254-9. ISSN 0021-9258.
^ Burk, D. "Nitrogenase". Ergebnisse der Enzymforschung. 3: 23–56.
^ Lineweaver H, Burk D, Deming, W E (1934). "The dissociation constant of nitrogen-nitrogenase in Azobacter". J. Amer. Chem. Soc. 56: 225–230. doi:10.1021/ja01316a071.{{cite journal}}: CS1 maint: 다중 이름: 저자 목록 (링크)

외부 링크

NIH 가이드, 효소 분석 개발 및 분석

[1] Lineweaver, Hans; Burk, Dean (March 1934). "The Determination of Enzyme Dissociation Constants". Journal of the American Chemical Society. 56 (3): 658–666. doi:10.1021/ja01318a036. ISSN 0002-7863.

[2] Greco, W. R.; Hakala, M. T. (1979-12-10). "Evaluation of methods for estimating the dissociation constant of tight binding enzyme inhibitors". The Journal of Biological Chemistry. 254 (23): 12104–12109. doi:10.1016/S0021-9258(19)86435-9. ISSN 0021-9258. PMID 500698.

[3] Cleland, W. W. "The kinetics of enzyme-catalyzed reactions with two or more substrates or products: II. Inhibition: Nomenclature and theory". Biochim. Biophys. Acta. 67 (2): 173–187. doi:10.1016/0926-6569(63)90226-8.

[dowd-4] Dowd, John E.; Riggs, Douglas S. (February 1965). "A Comparison of Estimates of Michaelis-Menten Kinetic Constants from Various Linear Transformations". Journal of Biological Chemistry. 240 (2): 863–869. doi:10.1016/s0021-9258(17)45254-9. ISSN 0021-9258.

[Ergeb-5] Burk, D. "Nitrogenase". Ergebnisse der Enzymforschung. 3: 23–56.

[6] Lineweaver H, Burk D, Deming, W E (1934). "The dissociation constant of nitrogen-nitrogenase in Azobacter". J. Amer. Chem. Soc. 56: 225–230. doi:10.1021/ja01316a071.{{cite journal}}: CS1 maint: 다중 이름: 저자 목록 (링크)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

v t 효소
활동	활성 사이트 결속부위 촉매 트라이어드 옥시 음이온 홀 효소 난잡성 확산제한효소 계수 효소촉매작용
규정	알로스테릭 조절 협동성 효소억제제 효소활성제
분류	EC 번호 효소상과 효소족 효소 목록
동역학	효소동역학 이디-호프스티 다이어그램 하네스-울프 플롯 라인위버-버크 플롯 미하엘리스-멘텐 역학
종류들	EC1 산화환원효소(목록) EC2 이전(목록) EC3 가수분해효소(목록) EC4 리아제(목록) EC5 이성질화효소(목록) EC6 연결기(목록) EC7 트랜스로케이스(목록)

Search