A equação de Michaelis-Menten é o ponto de partida para quase toda a cinética quantitativa de enzimas. Publicado por Leonor Michaelis e Maud Menten em 1913, descreve como a taxa de uma reação catalisada por enzima depende da concentração de substrato e continua sendo o modelo padrão ensinado em cursos de bioquímica e usado hoje em relatórios de laboratório. Esta calculadora avança a equação a partir de Vmax, Km e concentração de substrato, ou a reorganiza para resolver qualquer uma das três constantes quando você já tem uma velocidade medida.
Como funciona a calculadora Michaelis-Menten
A calculadora implementa v = Vmax·[S] / (Km + [S]) diretamente. Em baixa concentração de substrato ([S] muito menor que Km), a velocidade aumenta quase linearmente com [S] — a enzima possui muitos sítios ativos livres. À medida que [S] aumenta em direção e além de Km, a curva se curva: os locais ativos começam a permanecer ocupados e cada pedaço adicional de substrato produz um ganho de velocidade menor. Em [S] muito alta (bem acima de Km), a enzima se aproxima da saturação e v se achata em direção a Vmax. Esta forma – subida íngreme e depois um planalto curvado – é a clássica hipérbole de Michaelis-Menten mostrada na guia Curva Cinética.
Entradas e o que elas significam
Vmax (velocidade máxima) é uma propriedade da enzima e de sua concentração total na reação - é o limite máximo que a velocidade se aproxima, mas nunca atinge. Km (a constante de Michaelis) é uma propriedade do par enzima-substrato; muitas vezes é descrito vagamente como uma medida inversa de afinidade, uma vez que um Km mais baixo significa que a enzima atinge metade da velocidade máxima com menos substrato ao redor. A concentração de substrato [S] é a variável que você controla mais diretamente em um experimento. Na guia Resolver, você fornece uma velocidade medida v mais duas das três constantes, e a calculadora reorganiza a equação para encontrar a que está faltando – útil quando você executa um ensaio e precisa recuar Km ou Vmax dos dados.
Limites e casos extremos
O modelo básico de Michaelis-Menten assume um único substrato, sem inibição do produto, sem cooperatividade entre sítios ativos e condições de estado estacionário (o substrato está em grande excesso em relação à enzima, então [S] não muda apreciavelmente durante a medição). Enzimas com múltiplos locais de ligação que mostram comportamento cooperativo (como a ligação do oxigênio da hemoglobina) seguem uma curva sigmoidal e precisam da equação de Hill, não deste modelo. Ao resolver Km ou [S] na guia Resolver, a velocidade conhecida v deve ser estritamente menor que Vmax - igual ou superior a Vmax, a equação reorganizada não tem solução finita, uma vez que v apenas se aproxima de Vmax assintoticamente e nunca é igual ou superior a ele. Esta calculadora calcula diretamente a curva não linear de Michaelis-Menten; ele não executa a transformação linearizada de Lineweaver-Burk (1/v vs 1/[S]), que é uma técnica separada de ajuste de curva que alguns laboratórios usam para estimativa de parâmetros a partir de dados ruidosos.