جایگاه فعال آنزیم و pH

جایگاه فعال آنزیم و pH یک آزمایشگاه بیوشیمی سه‌بعدی تعاملی است که نشان می‌دهد چگونه آنزیم‌های کروی سوبستراهای خاص را تشخیص داده و واکنش‌ها را کاتالیز می‌کنند. دانش‌آموزان مولکول سوبسترای سبز را به داخل شکاف جایگاه فعال مجسم‌شده می‌کشند تا یک آغوش ساختاری انطباق القایی را فعال کنند که سوبسترا را به محصولات تجزیه می‌کند. آن‌ها همچنین می‌توانند یک مهارکننده رقابتی قرمز را به جایگاه فعال یا یک مهارکننده غیررقابتی بنفش را به پاکت آلوستریک جانبی بکشند. لغزنده‌های دما، pH محلول و غلظت سوبسترا خوانش‌های زنده را برای نرخ واکنش، شکل جایگاه فعال، درصد آنزیم متصل و Vmax مؤثر به‌روز می‌کنند.

• مولکول سوبسترای سبز را به شکاف جایگاه فعال درخشان بکشید و تماشا کنید که فک‌های آنزیم توسط انطباق القایی بسته می‌شوند و سپس دو لوب محصول را آزاد می‌کنند.
• دما را بالاتر از ۴۶ درجه سانتی‌گراد ببرید و تماشا کنید که فک‌های آنزیم باز می‌شوند زیرا واسرشتگی حرارتی جایگاه فعال را از بین می‌برد و نرخ واکنش را کاهش می‌دهد.
• مهارکننده رقابتی را انتخاب کنید و غلظت سوبسترا را به ۱۰۰ میلی‌مولار برسانید تا ببینید سطوح بالای سوبسترا چگونه می‌توانند بر یک مسدودکننده رقابتی غلبه کنند.
• مهارکننده غیررقابتی را انتخاب کنید تا به پاکت آلوستریک متصل شود و مشاهده کنید که چرا افزودن سوبسترای بیشتر نمی‌تواند Vmax را بازیابی کند.
• pH محلول را از ۱ تا ۱۴ جارو کنید تا pH خنثی ۷ بهینه پیدا شود و واسرشتگی در اسید یا باز قوی مشاهده شود.

1. 1مدل انطباق القایی کاتالیز آنزیم-سوبسترا و نحوه کاهش انرژی فعال‌سازی توسط آنزیم‌ها را توضیح دهید.
2. 2توضیح دهید چرا دماهای بسیار بالا یا مقادیر شدید pH باعث واسرشتگی برگشت‌ناپذیر جایگاه فعال می‌شوند.
3. 3بین مهار رقابتی در جایگاه فعال و مهار غیررقابتی در جایگاه آلوستریک تمایز قائل شوید.
4. 4پیش‌بینی کنید که غلظت سوبسترا چگونه بر نرخ واکنش در حضور و عدم حضور مهارکننده‌ها تأثیر می‌گذارد.

پرسش‌هایی که معلم‌ها می‌پرسند