ミカエリス定数(Km)が酵素濃度に依存しない理由

質問

ある酵素のKmとKcatを求めようとしています。
(一般的に教科書に載っているような一基質の単純な酵素反応です)
そこでよく分からないのが、Km値が酵素濃度に依存しないということです。
酵素濃度を2倍にすれば、初速度も早くなってKm値も小さくなるような気がするのですが…
何か条件を見落としているのでしょうか？

回答No.5

cilantro · ベストアンサー

＞しかし、Kmの意味をよく考えると、酵素の活性部位の半分が基質分子によって満たされているような基質濃度ということになりますよね？

これは誤りですね。
ミカエリス・メンテン式の前提として、
[E]酵素＋[S]基質←→[ES]酵素基質複合体
が平衡反応になります。

こんなイメージではいかがでしょう？
ある酵素1個が水溶液中で基質分子と衝突し、一定の確率で反応を起こす。
基質濃度が十分でなければ、ある酵素1個が基質分子に出会う可能性はあくまで基質濃度のみに依存。
酵素濃度が変動しても、個々の酵素が基質に出会う可能性は変わらない。
基質濃度が上昇するに連れて、個々の酵素分子が次の基質分子探す時間がゼロに近づき、反応速度は「酵素と基質が出会うまでの時間」よりも「酵素が結合した基質を処理する時間」のほうに依存するようになる。

お礼

なるほど。分かりやすい回答ありがとうございました。
その平衡を頭でイメージできていなかったのが原因だったんですね。
ようやく理解できました。ありがとうございました。

回答No.4

c80s3xxx

ああ，わけのわからん打ち間違いしてます．
Smax → Vmax

回答No.3

c80s3xxx

実験で求める速度は，酵素濃度あたりに換算するんですよ？
酵素濃度が一定の条件で実験しているときには最後にSmaxを規格化すればいいわけですが，酵素濃度が一定しないときは濃度あたりにしてから解析しないと．

回答No.2

cilantro

少し誤解があるように思います。
酵素濃度を増やせば、比例して反応速度も最大反応速度Vmaxも増加します。＃１さん御指摘のとおり、グラフの縦軸の値が変わるだけです。
Kmは反応速度が最大反応速度Vmaxの1/2に到達する基質濃度であり、これは酵素濃度に依存しません。

補足

縦軸を拡大縮小といってらっしゃった意味がようやく分かりました。
しかし、Kmの意味をよく考えると、酵素の活性部位の半分が基質分子によって満たされているような基質濃度ということになりますよね？
酵素濃度を上げればKmが上がってしまうような気がするのですが・・・

回答No.1

c80s3xxx

式の形をよく見るべきでしょう．
酵素濃度は飽和速度に効きます．
酵素濃度が違うときは飽和速度の違いで，速度軸方向だけを拡大縮小した形になることがわかりませんか？

お礼

ご回答ありがとうございました。

補足

確かに、酵素濃度は飽和速度に効くというのは分かるのですが、
酵素濃度を変えても反応の初速度が変化しないというのがよく分からないのです。