结构生物化学/酶/双倒数图:Lineweaver Burk 图
双倒数方程是通过对 Michaelis-Menten 方程的两边取倒数得到的。双倒数图(也称为 Lineweaver-Burk 图)是通过将初始速度的倒数 (1/V0) 作为底物浓度倒数 (1/[S]) 的函数绘制得到的。Vmax 可以准确地确定,因此 KM 也可以准确地确定,因为形成了一条直线。所得直线的斜率为 KM/Vmax,y 轴截距为 1/Vmax,x 轴截距为 -1/KM。使用 Michaelis-Menten 方程,Vmax 是一个渐近线,因此只能近似,因此 KM(即 Vmax/2)不能准确地确定。该图是确定不同抑制剂(如竞争性、非竞争性和反竞争性)的有效方法。
对于竞争性抑制剂,抑制剂与底物分子竞争结合到结合位点。因此,KM 将会增加,而 Vmax 值不会改变。这意味着两个图将具有相同的 y 轴截距,如下所示。但是新的 x 轴截距可能难以捉摸。对于这种类型的抑制剂,需要更高浓度的底物才能使一半的活性位点被占据。因此 KM2 将大于 KM1。这转化为 KM1 的倒数比 KM2 的倒数更大。但是 x 轴截距前面有负号,因此在图上它必须相对于之前的截距向右移动。为了在双倒数图上显示这一点,斜率将增加以显示竞争性抑制剂结合强度的增加。虽然斜率在抑制剂存在的情况下增加,但在抑制剂存在和不存在的情况下,y 轴截距保持不变。
对于非竞争性抑制剂,抑制剂只与酶-底物复合物结合;因此,它不会与底物竞争结合位点。因此,KM 和 Vmax 值都会下降。因此,新 Vmax 的倒数值应位于轴上的更高位置,因为当分母变小时,分数会变大。新的 KM 的倒数值将向左移动,解释与竞争性抑制剂的解释类似。为了在双倒数图上显示这一点,斜率将保持与酶没有与抑制剂结合时的相同,但 x 轴截距将减小。在有和没有非竞争性抑制剂的情况下,酶的双倒数图将是两条平行线。
对于反竞争性抑制剂,抑制剂可以在底物结合到结合位点之前与酶结合。它不必等待酶变成酶-底物复合物才能与酶结合。抑制将导致 Vmax 值下降,而 KM 不受影响。这意味着 -1/KM 的值对于两条线保持不变,而新的 1/Vmax 的值相对于之前的值更高。为了在双倒数图上显示这一点,Vmax 的下降将导致 y 轴截距更高,斜率更大。
黑线表示没有抑制剂存在时速度的倒数,蓝线表示抑制剂存在时的速度的倒数。