7.11: קינטיקה של אנזים

אנזימים מאיצים תגובות על ידי הורדת אנרגיית ההפעלה של המגיבים. המהירות שבה האנזים הופך מגיבים לתוצרים נקראת קצב התגובה. מספר גורמים משפיעים על קצב התגובה, כולל מספר המגיבים הזמינים. קינטיקה של האנזים היא המחקר שבודק כיצד אנזים משנה את קצב התגובה.

מדענים חוקרים בדרך כלל קינטיקה של אנזים עם כמות קבועה של אנזים בסביבה המבוקרת של מבחנה. כאשר מוסיפים יותר מגיב, או סובסטרט, לכמות קבועה של אנזים, קצב התגובה עולה ככל שהאנזים יכול לייצר יותר תוצר. כתוצאה מכך, כאשר קצב התגובה מוצג בגרף כנגד ריכוז המצע, הגדלת המצע מגבירה את קצב התגובה. עם זאת, ברגע שכל האתרים הפעילים של האנזים תפוסים, קצב התגובה עולה. ריכוז המצע שבו מגיעים לקצב התגובה המרבי נקרא V_max. מספר מולקולות האנזים הנוכחיות מגביל את V_max. אם כמות האנזים גדלה, V_max עולה, אך להוספת עוד מצע אין השפעה.

הגרף של קצב התגובה לעומת ריכוז המצע יכול לחשוף מאפיינים חשובים אחרים של הקינטיקה של האנזים. ריכוז המצע שבו קצב התגובה הוא במחצית הדרך ל-V_max (כלומר, 12V_max) נקרא קבוע מיכאליס-מנטן .(K_m) קבוע K_M הוא ייצוג של הזיקה בין אנזים למצע. אנזימים בעלי K_m נמוך יותר דורשים פחות מצע כדי להגיע ל-V_max ולכן יש להם זיקה גבוהה יותר למצע שלהם. מעניין שעבור אנזימים רבים, הערך של K_m קרוב מאוד לריכוז התאי של המצע. ליד K_m, שינויים קלים בריכוז המצע יכולים להשפיע באופן משמעותי על קצב התגובה, כך ששינויים קטנים בזמינות המצע התאי יכולים להשפיע על תפקוד של מסלול ביולוגי שלם.

לא כל האנזימים מייצרים את גרף קצב המצע בצורת היפרבולית המכונה קינטיקה של מיכאליס-מנטן. קינטיקה של מיכאליס-מנטן מניחה שהאנזים מזרז מצע בודד. לאנזימים המווסתים מבחינה אלוסטרית יש מספר אתרים פעילים ונוטים לייצר גרף בצורת סיגמואיד כאשר קצב התגובה משורטט לעומת ריכוז הסובסטרט.