ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΕΝΖΥΜΙΚΗΣ ΚΙΝΗΤΙΚΗΣ

1. Σε κάποιο πείραμα έχετε υπολογίσει την ταχύτητα της ενζυμικής αντίδρασης σε διαφορετικές συγκεντρώσεις υποστρώματος και έχετε λάβει τα ακόλουθα πειραματικά αποτελέσματα:

Συγκέντρωση υποστρώματος (mM)	Αρχική ταχύτητα (mmol/min)
3.0	10,4
5.0	14,5
10.0	22,5
30.0	33,8
90.0	40,5

α). Σχεδιάστε την γραφική παράσταση των παραπάνω αποτελεσμάτων και υπολογίστε την κινητική σταθερά K_m.

β) Υπολογίστε την κινητική σταθερά V_max.

γ) Είναι το ένζυμο αλλοστερικό;

δ) Εάν πραγματοποιηθεί το ίδιο πείραμα αλλά με τη μισή ποσότητα ενζύμου, να σχεδιαστεί η καμπύλη που περιμένετε να πάρετε. Υπολογίστε τις κινητικές σταθερές K_m και V_max από την νέα γραφική παράσταση.

2. Τα παρακάτω πειραματικά αποτελέσματα υπολογίστηκαν για κάποια ενζυμική αντίδραση.

Υπόστρωμα (Μ)	Αρχική ταχύτητα (μmol/min)
6,25 x10^-5	1,54
12,5 x10^-5	5,88
25 x10^-5	20,0
50 x10^-5	50,0
100 x10^-5	80,0
200 x10^-5	94,12
400 x10^-5	98,46
800 x10^-5	99,61

α) Να καθοριστεί αν το ένζυμο ακολουθεί υπερβολική ή αλλοστερική κινητική

β) Να υπολογιστούν οι σχετικές κινητικές σταθερές.

3. Τα παρακάτω πειραματικά αποτελέσματα υπολογίστηκαν για κάποια ενζυμική αντίδραση απουσία και παρουσία 6 μΜ από κάποιο αναστολέα.

Υπόστρωμα	Αρχική ταχύτητα (μmol/min) (χωρίς αναστολέα)	Αρχική ταχύτητα (μmol/min) (παρουσία αναστολέα, 6 μΜ)
0,200	16,67	6,25
0,250	20,00	7,69
0,333	24,98	10,00
0,500	33,33	14,29
1,00	50,00	25,00
2,00	66,67	40,00
2,50	71,40	45,45
3,33	76,92	52,63
4,00	80,00	57,14
5,00	83,33	62,50

α) Να καθοριστεί το είδος της αναστολής.

β) Να υπολογιστεί η σταθερά K_i.

4. Τα παρακάτω πειραματικά αποτελέσματα υπολογίστηκαν για κάποια ενζυμική αντίδραση απουσία και παρουσία 0,2 mΜ από κάποιο αναστολέα.

Υπόστρωμα (mΜ)	Αρχική ταχύτητα (μmol/min) (χωρίς αναστολέα)	Αρχική ταχύτητα (μmol/min) (παρουσία αναστολέα, 0,2 mΜ)
0,200	16,67	8,89
0,250	20,00	10,81
0,333	24,98	13,78
0,500	33,33	19,05
1,00	50,00	30,77
2,00	66,67	44,44
2,50	71,40	48,78
3,33	76,92	54,06
4,00	80,00	57,14
5,00	83,33	60,60

α) Να καθοριστεί το είδος της αναστολής.

β) Να υπολογιστεί η σταθερά K_i.

5. Τα παρακάτω πειραματικά αποτελέσματα υπολογίστηκαν για κάποια ενζυμική αντίδραση απουσία και παρουσία 4 mΜ από κάποιο αναστολέα.

Υπόστρωμα (mΜ)	Αρχική ταχύτητα (μmol/min) (χωρίς αναστολέα)	Αρχική ταχύτητα (μmol/min) (παρουσία αναστολέα, 4 mΜ)
0,200	16,67	10,00
0,250	20,00	11,11
0,333	24,98	12,50
0,500	33,33	14,29
1,00	50,00	16,67
2,00	66,67	18,18
2,50	71,40	18,52
3,33	76,92	18,87
4,00	80,00	19,00
5,00	83,33	19,23

α) Να καθοριστεί το είδος της αναστολής.

β) Να υπολογιστεί η σταθερά K_i.

6. Η επίδραση της θερμοκρασίας στην υδρόλυση της λακτόζης από την β-γαλακτοσιδάση φαίνεται στον παρακάτω πίνακα. Να υπολογιστεί η ενέργεια ενεργοποίησης του ενζύμου.

Θερμοκρασία (^οC)	Ταχύτητα (μmol/min)
20	4,50
30	8,65
35	11,80
40	15,96
45	21,36

7. Το υπόστρωμα ενός ενζύμου είναι το ιόν Α^- με σταθερά ιονισμού pK_α = 4,5. Στο ενεργό κέντρο του ενζύμου υπάρχει ιστιδίνη (pK_α = 6,5) η οποία θα πρέπει να είναι πρωτονιωμένη για να είναι καταλυτικά δράστικό το ένζυμο. Ποιο είναι το βέλτιστο pH της ενζυμικής αντίδρασης;

8. Με εφαρμογή κατευθυνόμενης μεταλλαξογένεσης έχουμε αλλάξει μία Ala, από το ενεργό κέντρο ενός ενζύμου, σε Val. Η μετάλλαξη είχε σαν αποτέλεσμα την απώλεια της ενζυμικής δραστικότητας. Στη συνέχεια κατά την μετάλλαξη μιας Ile, του ενεργού κέντρου, σε Gly η ενζυμική δραστικότητα επανέρχεται. Εξηγήστε γιατί μπορεί να συμβαίνει αυτό.