Enzyme kinetics
एन्जाइम कैनेटीक्स एंजाइम-उत्प्रेरित रासायनिक प्रतिक्रियाओं की दरों का अध्ययन है। एंजाइम कैनेटीक्स में, प्रतिक्रिया दर को मापा जाता है और प्रतिक्रिया की स्थितियों में बदलाव के प्रभावों की जांच की जाती है। इस तरह से एक एंजाइम के कैनेटीक्स का अध्ययन करने से इस एंजाइम के उत्प्रेरक तंत्र, चयापचय में इसकी भूमिका, इसकी गतिविधि को कैसे नियंत्रित किया जाता है, और एक दवा या संशोधक (अवरोधक या सक्रियक) दर को कैसे प्रभावित कर सकता है, यह पता चल सकता है। एक एंजाइम (ई) आम तौर पर एक प्रोटीन अणु है जो दूसरे अणु, इसके सब्सट्रेट (एस) की प्रतिक्रिया को बढ़ावा देता है। यह एक एंजाइम-सब्सट्रेट कॉम्प्लेक्स ई. एस. का उत्पादन करने के लिए एंजाइम की सक्रिय साइट से जुड़ता है, और एक एंजाइम-उत्पाद कॉम्प्लेक्स ई. पी. में बदल जाता है और वहां से एक संक्रमण अवस्था ई. एस. * के माध्यम से उत्पाद पी. में बदल जाता है। चरणों की श्रृंखला को तंत्र के रूप में जाना जाता हैः ई + एस ईएस ईएस * ईपी ई + पी यह उदाहरण एक सब्सट्रेट और एक उत्पाद के साथ प्रतिक्रिया का सबसे सरल मामला मानता है। इस तरह के मामले मौजूद हैंः उदाहरण के लिए, फॉस्फोग्लूकोम्यूटेज जैसे उत्परिवर्तन एक फॉस्फो समूह के एक स्थान से दूसरे स्थान पर स्थानांतरण को उत्प्रेरित करता है, और आइसोमरेज़ एक एंजाइम के लिए एक अधिक सामान्य शब्द है जो किसी भी एक-सब्सट्रेट एक-उत्पाद प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करता है, जैसे कि ट्राइओसेफॉस्फेट आइसोमरेज़। हालांकि, ऐसे एंजाइम बहुत आम नहीं हैं, और एंजाइमों से बहुत अधिक संख्या में हैं जो दो-सब्सट्रेट दो-उत्पाद प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करते हैंः इनमें, उदाहरण के लिए, अल्कोहल डिहाइड्रोजनेज जैसे एन. ए. डी.-निर्भर डिहाइड्रोजनेज शामिल हैं, जो एन. ए. डी. + द्वारा इथेनॉल के ऑक्सीकरण को उत्प्रेरित करते हैं। तीन या चार सब्सट्रेट या उत्पादों के साथ प्रतिक्रियाएं कम आम हैं, लेकिन वे मौजूद हैं। उत्पादों की संख्या के लिए सब्सट्रेट की संख्या के बराबर होने की कोई आवश्यकता नहीं है; उदाहरण के लिए, ग्लिसराल्डेहाइड 3-फॉस्फेट डिहाइड्रोजनेज में तीन सब्सट्रेट और दो उत्पाद होते हैं। जब एंजाइम कई सब्सट्रेट को बांधते हैं, जैसे कि डायहाइड्रोफोलेट रिडक्टेस (सही दिखाया गया है), तो एंजाइम कैनेटीक्स उस अनुक्रम को भी दिखा सकता है जिसमें ये सब्सट्रेट बांधते हैं और जिस अनुक्रम में उत्पाद जारी किए जाते हैं। एंजाइमों का एक उदाहरण जो एक एकल सब्सट्रेट को बांधता है और कई उत्पादों को छोड़ता है, वे प्रोटीज हैं, जो एक प्रोटीन सब्सट्रेट को दो पॉलीपेप्टाइड उत्पादों में विभाजित करते हैं। अन्य दो सब्सट्रेट को एक साथ जोड़ते हैं, जैसे डी. एन. ए. पोलीमरेज़ जो एक न्यूक्लियोटाइड को डी. एन. ए. से जोड़ता है। यद्यपि ये तंत्र अक्सर चरणों की एक जटिल श्रृंखला होते हैं, आम तौर पर एक दर-निर्धारण चरण होता है जो समग्र गतिविज्ञान को निर्धारित करता है। यह दर-निर्धारण चरण एक रासायनिक प्रतिक्रिया या एंजाइम या सब्सट्रेट का एक संरचनात्मक परिवर्तन हो सकता है, जैसे कि एंजाइम से उत्पाद (ओं) के रिलीज में शामिल हैं। एन्जाइम की संरचना का ज्ञान गतिज डेटा की व्याख्या करने में सहायक होता है। उदाहरण के लिए, संरचना यह सुझाव दे सकती है कि उत्प्रेरण के दौरान सब्सट्रेट और उत्पाद कैसे जुड़ते हैं; प्रतिक्रिया के दौरान क्या परिवर्तन होते हैं; और यहां तक कि तंत्र में विशेष अमीनो एसिड अवशेषों की भूमिका भी। कुछ एंजाइम तंत्र के दौरान महत्वपूर्ण रूप से आकार बदलते हैं; ऐसे मामलों में, बंधे हुए सब्सट्रेट एनालॉग के साथ और बिना एंजाइम संरचना को निर्धारित करना सहायक होता है जो एंजाइमेटिक प्रतिक्रिया से नहीं गुजरते हैं। सभी जैविक उत्प्रेरक प्रोटीन एंजाइम नहीं होते हैंः आर. एन. ए. आधारित उत्प्रेरक जैसे राइबोजाइम और राइबोजोम कई कोशिकीय कार्यों के लिए आवश्यक हैं, जैसे कि आर. एन. ए. विभाजन और अनुवाद। राइबोजाइम और एंजाइमों के बीच मुख्य अंतर यह है कि आर. एन. ए. उत्प्रेरक न्यूक्लियोटाइड्स से बने होते हैं, जबकि एंजाइम अमीनो एसिड से बने होते हैं। राइबोजाइम प्रतिक्रियाओं का एक अधिक सीमित समूह भी करते हैं, हालांकि उनकी प्रतिक्रिया तंत्र और गतिविज्ञान का विश्लेषण और वर्गीकरण समान तरीकों से किया जा सकता है। सामान्य सिद्धांत एक एंजाइम द्वारा उत्प्रेरित प्रतिक्रिया बिल्कुल उसी अभिकारकों का उपयोग करती है और ठीक उसी उत्पाद का उत्पादन करती है जैसे कि अनकैटलाइज्ड प्रतिक्रिया। अन्य उत्प्रेरकों की तरह, एंजाइम सब्सट्रेट और उत्पादों के बीच संतुलन की स्थिति को नहीं बदलते हैं। हालांकि, असंतुलित रासायनिक प्रतिक्रियाओं के विपरीत, एंजाइम-उत्प्रेरित प्रतिक्रियाएं संतृप्ति गतिविज्ञान प्रदर्शित करती हैं। किसी दिए गए एंजाइम सांद्रता के लिए और अपेक्षाकृत कम सब्सट्रेट सांद्रता के लिए, प्रतिक्रिया दर सब्सट्रेट सांद्रता के साथ रैखिक रूप से बढ़ती है; एंजाइम अणु काफी हद तक प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करने के लिए स्वतंत्र होते हैं, और सब्सट्रेट सांद्रता बढ़ाने का मतलब एक बढ़ती दर है जिस पर एंजाइम और सब्सट्रेट अणु एक दूसरे का सामना करते हैं। हालांकि, अपेक्षाकृत उच्च सब्सट्रेट सांद्रता पर, प्रतिक्रिया दर असिम्प्टोटिक रूप से सैद्धांतिक अधिकतम तक पहुंच जाती है; एंजाइम सक्रिय साइट लगभग सभी सब्सट्रेट द्वारा कब्जा कर लिए जाते हैं जिसके परिणामस्वरूप संतृप्ति होती है, और प्रतिक्रिया दर एंजाइम की आंतरिक कारोबार दर द्वारा निर्धारित की जाती है। इन दो सीमित मामलों के बीच में सब्सट्रेट सांद्रता को के. एम. द्वारा दर्शाया जाता है। इस प्रकार, के. एम. सब्सट्रेट सांद्रता है जिस पर प्रतिक्रिया वेग अधिकतम वेग का आधा होता है। एन्जाइम कैनेटीक्स के दो महत्वपूर्ण गुण यह हैं कि एंजाइम को कितनी आसानी से एक सब्सट्रेट के साथ संतृप्त किया जा सकता है, और यह अधिकतम दर प्राप्त कर सकता है। इन गुणों को जानने से पता चलता है कि एक एंजाइम कोशिका में क्या कर सकता है और यह दिखा सकता है कि एंजाइम इन स्थितियों में परिवर्तनों का जवाब कैसे देगा। एंजाइम परख प्रयोगशाला प्रक्रियाएँ हैं जो एंजाइम प्रतिक्रियाओं की दर को मापती हैं। चूँकि एंजाइम उन प्रतिक्रियाओं द्वारा उपभोग नहीं किए जाते हैं जो वे उत्प्रेरित करते हैं, एंजाइम परख आमतौर पर प्रतिक्रिया की दर को मापने के लिए सब्सट्रेट या उत्पादों की सांद्रता में परिवर्तन का पालन करते हैं। मापन के कई तरीके हैं। स्पेक्ट्रोफोटोमेट्रिक परख उत्पादों और अभिकारकों के बीच प्रकाश के अवशोषण में परिवर्तन का निरीक्षण करते हैं; रेडियोमेट्रिक परख में समय के साथ बने उत्पाद की मात्रा को मापने के लिए रेडियोधर्मिता को शामिल करना या छोड़ना शामिल है। स्पेक्ट्रोफोटोमेट्रिक परख सबसे सुविधाजनक होते हैं क्योंकि वे प्रतिक्रिया की दर को लगातार मापने की अनुमति देते हैं। हालांकि रेडियोमेट्रिक परख के लिए नमूनों को हटाने और गिनती की आवश्यकता होती है (यानी, वे असंतत जाँच हैं) वे आमतौर पर बेहद संवेदनशील होते हैं और एंजाइम गतिविधि के बहुत कम स्तर को माप सकते हैं। एक समान दृष्टिकोण स्थिर समस्थानिकों के समावेश या रिलीज की निगरानी के लिए मास स्पेक्ट्रोमेट्री का उपयोग करना है क्योंकि सब्सट्रेट को उत्पाद में परिवर्तित किया जाता है। कभी-कभी, एक परख विफल हो जाती है और एक असफल परख को पुनर्जीवित करने के लिए दृष्टिकोण आवश्यक होते हैं। सबसे संवेदनशील एंजाइम परख एकल एंजाइम अणुओं में परिवर्तन का निरीक्षण करने के लिए सूक्ष्मदर्शी के माध्यम से केंद्रित लेजर का उपयोग करते हैं क्योंकि वे अपनी प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करते हैं। ये माप या तो एंजाइम की प्रतिक्रिया तंत्र के दौरान सह-कारकों के प्रतिदीप्ति में परिवर्तन का उपयोग करते हैं, या उत्प्रेरण के दौरान होने वाली गतिविधियों की रिपोर्ट करने के लिए प्रोटीन के विशिष्ट स्थलों पर जोड़े गए प्रतिदीप्ति रंगों का उपयोग करते हैं। ये अध्ययन पारंपरिक एंजाइम कैनेटीक्स के विपरीत एकल एंजाइमों के कैनेटीक्स और डायनामिक्स का एक नया दृष्टिकोण प्रदान करते हैं, जो लाखों एंजाइम अणुओं की आबादी के औसत व्यवहार का निरीक्षण करता है। एक एंजाइम परख के लिए एक उदाहरण प्रगति वक्र ऊपर दिखाया गया है। एन्जाइम एक प्रारंभिक दर पर उत्पाद का उत्पादन करता है जो प्रतिक्रिया की शुरुआत के बाद एक छोटी अवधि के लिए लगभग रैखिक होता है। जैसे-जैसे अभिक्रिया आगे बढ़ती है और सब्सट्रेट का उपभोग होता है, दर लगातार धीमी हो जाती है (जब तक कि सब्सट्रेट अभी भी संतृप्त स्तर पर नहीं है)। प्रारंभिक (और अधिकतम) दर को मापने के लिए, एंजाइम परख आमतौर पर किए जाते हैं जबकि प्रतिक्रिया कुल पूर्णता की ओर केवल कुछ प्रतिशत आगे बढ़ी है। प्रारंभिक दर अवधि की अवधि परख स्थितियों पर निर्भर करती है और मिलीसेकंड से लेकर घंटों तक हो सकती है। हालांकि, तरल पदार्थों के तेजी से मिश्रण के लिए उपकरण एक सेकंड से कम की प्रारंभिक दरों पर तेज गतिज माप की अनुमति देते हैं। ये बहुत तेज़ परख पूर्व-स्थिर-अवस्था गतिविज्ञान को मापने के लिए आवश्यक हैं, जिनकी चर्चा नीचे की गई है। अधिकांश एंजाइम कैनेटीक्स अध्ययन एंजाइम प्रतिक्रियाओं के इस प्रारंभिक, लगभग रैखिक भाग पर ध्यान केंद्रित करते हैं। हालांकि, पूर्ण प्रतिक्रिया वक्र को मापना और इस डेटा को एक गैर-रैखिक दर समीकरण में फिट करना भी संभव है। एंजाइम प्रतिक्रियाओं को मापने के इस तरीके को प्रगति-वक्र विश्लेषण कहा जाता है। यह दृष्टिकोण तीव्र गतिविज्ञान के विकल्प के रूप में उपयोगी है जब प्रारंभिक दर सटीक रूप से मापने के लिए बहुत तेज होती है। एंजाइमोलॉजी डेटा दिशानिर्देशों की रिपोर्ट करने के लिए मानक संबंधित प्रयोगात्मक स्थितियों सहित एंजाइम गतिविधियों की जांच से गतिज और संतुलन डेटा को व्यापक रूप से रिपोर्ट करने के लिए आवश्यक न्यूनतम जानकारी प्रदान करते हैं। दिशानिर्देशों को कठोरता और मजबूती के साथ कार्यात्मक एंजाइम डेटा की रिपोर्ट करने के लिए विकसित किया गया है। एकल-सब्सट्रेट क्रियाएं एकल-सब्सट्रेट तंत्र के साथ एंजाइमों में आइसोमेरेस जैसे ट्राइओसेफॉस्फेटआइसोमेरेस या बिसफॉस्फोग्लिसरेट म्यूटेज, इंट्रामोलिकुलर लाइसेस जैसे एडेनाइलेट साइक्लेज और हैमरहेड राइबोज़ाइम, एक आरएनए लाइज़ शामिल हैं। हालांकि, कुछ एंजाइम जिनमें केवल एक ही सब्सट्रेट होता है, वे तंत्र की इस श्रेणी में नहीं आते हैं। कैटालेस इसका एक उदाहरण है, क्योंकि एंजाइम हाइड्रोजन पेरोक्साइड सब्सट्रेट के पहले अणु के साथ प्रतिक्रिया करता है, ऑक्सीकृत हो जाता है और फिर सब्सट्रेट के दूसरे अणु द्वारा कम हो जाता है। हालांकि एक एकल सब्सट्रेट शामिल है, एक संशोधित एंजाइम मध्यवर्ती के अस्तित्व का मतलब है कि उत्प्रेरक का तंत्र वास्तव में एक पिंग-पोंग तंत्र है, एक प्रकार का तंत्र जिसकी चर्चा नीचे बहु-सब्सट्रेट प्रतिक्रिया अनुभाग में की गई है। माइकलिस-मेंटेन कैनेटीक्स चूंकि एंजाइम-उत्प्रेरित प्रतिक्रियाएं संतृप्त होती हैं, इसलिए उनके उत्प्रेरण की दर बढ़ते सब्सट्रेट के लिए एक रैखिक प्रतिक्रिया नहीं दिखाती है। यदि अभिक्रिया की प्रारंभिक दर को सब्सट्रेट सांद्रता की एक श्रृंखला पर मापा जाता है (जिसे [एस] के रूप में दर्शाया जाता है), तो प्रारंभिक प्रतिक्रिया दर () बढ़ती है जैसे-जैसे [एस] बढ़ती है, जैसा कि दाईं ओर दिखाया गया है। हालांकि, जैसे-जैसे [एस] अधिक होता जाता है, एंजाइम सब्सट्रेट के साथ संतृप्त हो जाता है और प्रारंभिक दर वीमैक्स तक पहुंच जाती है, जो एंजाइम की अधिकतम दर है। एकल-सब्सट्रेट प्रतिक्रिया का माइकलिस-मेंटेन गतिज मॉडल दाईं ओर दिखाया गया है। एंजाइम-सब्सट्रेट कॉम्प्लेक्स ई. एस. बनाने के लिए एंजाइम ई और सब्सट्रेट एस के बीच एक प्रारंभिक द्वि-आण्विक प्रतिक्रिया होती है। वीमैक्स नामक एक निश्चित स्तर तक सब्सट्रेट सांद्रता की वृद्धि के साथ एंजाइमी प्रतिक्रिया की दर बढ़ जाती है; वीमैक्स में, सब्सट्रेट सांद्रता में वृद्धि प्रतिक्रिया दर में कोई वृद्धि नहीं करती है क्योंकि सब्सट्रेट (एस) के साथ प्रतिक्रिया करने के लिए कोई और एंजाइम (ई) उपलब्ध नहीं है। यहाँ, प्रतिक्रिया की दर ई. एस. कॉम्प्लेक्स पर निर्भर हो जाती है और प्रतिक्रिया शून्य के क्रम के साथ एक आणविक प्रतिक्रिया बन जाती है। यद्यपि एक आणविक प्रतिक्रिया ई. एस.-> [के. कैट] ई. + पी. के लिए एंजाइमेटिक तंत्र काफी जटिल हो सकता है, आम तौर पर एक दर निर्धारित करने वाला एंजाइमेटिक चरण होता है जो इस प्रतिक्रिया को एक स्पष्ट एक आणविक दर स्थिरांक के. कैट के साथ एकल उत्प्रेरक चरण के रूप में मॉडल करने की अनुमति देता है। यदि प्रतिक्रिया पथ एक या कई मध्यवर्ती पर आगे बढ़ता है, तो kcat कई प्राथमिक दर स्थिरांकों का एक फलन होगा, जबकि एकल प्राथमिक प्रतिक्रिया के सबसे सरल मामले में (जैसे। कोई मध्यवर्ती नहीं) यह प्राथमिक एक आणविक दर स्थिरांक k2 के समान होगा। स्पष्ट एक आणविक दर स्थिरांक kcat को कारोबार संख्या भी कहा जाता है, और प्रति सेकंड उत्प्रेरित एंजाइमी प्रतिक्रियाओं की अधिकतम संख्या को दर्शाता है। माइकलिस-मेंटेन समीकरण वर्णन करता है कि कैसे (प्रारंभिक) प्रतिक्रिया दर v0 सब्सट्रेट-बाध्यकारी संतुलन की स्थिति और दर स्थिरांक k2 पर निर्भर करती है। (माइकलिस-मेंटेन समीकरण) स्थिरांकों के साथ यह माइकलिस-मेंटेन समीकरण अधिकांश एकल-सब्सट्रेट एंजाइम कैनेटीक्स का आधार है। दो महत्वपूर्ण धारणाएँ इस समीकरण को रेखांकित करती हैं (तंत्र के बारे में सामान्य धारणा के अलावा केवल कोई मध्यवर्ती या उत्पाद अवरोध शामिल नहीं है, और कोई एलोस्टेरिसिटी या कोऑपरेटिविटी नहीं है)। पहली धारणा तथाकथित अर्ध-स्थिर-अवस्था धारणा (या छद्म-स्थिर-अवस्था परिकल्पना) है, अर्थात् कि सब्सट्रेट-बाउंड एंजाइम (और इसलिए अनबाउंड एंजाइम भी) की सांद्रता उत्पाद और सब्सट्रेट की तुलना में बहुत धीरे-धीरे बदलती है और इस प्रकार कॉम्प्लेक्स के समय के साथ परिवर्तन को शून्य पर सेट किया जा सकता है। दूसरी धारणा यह है कि कुल एंजाइम सांद्रता समय के साथ नहीं बदलती है। एक पूर्ण व्युत्पत्ति यहाँ पाई जा सकती है। माइकलिस स्थिरांक के. एम. को प्रयोगात्मक रूप से उस सांद्रता के रूप में परिभाषित किया गया है जिस पर एंजाइम प्रतिक्रिया की दर आधा वी. मैक्स है, जिसे माइकलिस-मेंटन समीकरण में [एस] = के. एम. को प्रतिस्थापित करके सत्यापित किया जा सकता है और इसे चित्रात्मक रूप से भी देखा जा सकता है। यदि दर निर्धारित करने वाला एंजाइमेटिक चरण सब्सट्रेट पृथक्करण () की तुलना में धीमा है, तो माइकलिस स्थिरांक KM मोटे तौर पर ES कॉम्प्लेक्स का पृथक्करण स्थिरांक KD है। यदि [S] की तुलना में शब्द छोटा है और बहुत कम ES कॉम्प्लेक्स भी बनता है, तो इस प्रकार [E] _ {\rm टोट} लगभग [E] बनता है। इसलिए, उत्पाद निर्माण की दर इस प्रकार उत्पाद निर्माण दर एंजाइम सांद्रता के साथ-साथ सब्सट्रेट सांद्रता पर निर्भर करती है, समीकरण एक संबंधित छद्म-द्वितीय क्रम दर स्थिरांक के साथ एक द्वि-आणविक प्रतिक्रिया जैसा दिखता है। यह स्थिरांक उत्प्रेरक दक्षता का एक माप है। सबसे कुशल एंजाइम की सीमा में पहुँचते हैं। ये एंजाइम इतने कुशल होते हैं कि हर बार जब वे एक सब्सट्रेट अणु का सामना करते हैं तो वे प्रभावी रूप से एक प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करते हैं और इस प्रकार दक्षता (प्रसार सीमा) के लिए एक ऊपरी सैद्धांतिक सीमा तक पहुंच जाते हैं; और कभी-कभी गतिज रूप से परिपूर्ण एंजाइम के रूप में संदर्भित किए जाते हैं। लेकिन अधिकांश एंजाइम परिपूर्ण से बहुत दूर हैंः और के औसत मान क्रमशः लगभग और हैं। समय पाठ्यक्रम गतिज विश्लेषण के लिए माइकलिस-मेंटेन समीकरण का प्रत्यक्ष उपयोग माइकलिस-मेंटेन समीकरण द्वारा भविष्यवाणी की गई देखी गई वेगों का उपयोग प्रथम क्रम रासायनिक कैनेटीक्स के समीकरण में माइकलिस-मेंटेन समीकरण को शामिल करके सब्सट्रेट के समय पाठ्यक्रम के गायब होने और उत्पाद के उत्पादन को सीधे मॉडल करने के लिए किया जा सकता है। हालाँकि, यह केवल तभी प्राप्त किया जा सकता है जब कोई प्रथम क्रम रासायनिक कैनेटीक्स के विवरण में यूलर की संख्या के उपयोग से जुड़ी समस्या को पहचानता है। अर्थात। ई-के एक विभाजित स्थिरांक है जो गणना में एक व्यवस्थित त्रुटि का परिचय देता है और इसे एक एकल स्थिरांक के रूप में फिर से लिखा जा सकता है जो प्रत्येक समय अवधि के बाद शेष सब्सट्रेट का प्रतिनिधित्व करता है। 1983 में स्टुअर्ट बील (और 1997 में स्वतंत्र रूप से सैंटियागो श्नेल और क्लाउडियो मेंडोज़ा) ने माइकलिस-मेंटेन तंत्र के समय पाठ्यक्रम गतिविज्ञान विश्लेषण के लिए एक बंद रूप समाधान प्राप्त किया। समाधान, जिसे श्नेल-मेंडोज़ा समीकरण के रूप में जाना जाता है, का रूप हैः जहाँ W [] लैम्बर्ट-W फलन है। और जहाँ F (t) है यह समीकरण नीचे दिए गए समीकरण से घिरा हुआ है, जो बर्बरन-सैंटोस द्वारा प्राप्त किया गया है, जो तब भी मान्य होता है जब प्रारंभिक सब्सट्रेट सांद्रता एंजाइम के करीब होती है, जहाँ W [] फिर से लैम्बर्ट-W फ़ंक्शन है। माइकलिस-मेंटेन समीकरण के रैखिक भूखंड ऊपर v बनाम [S] का भूखंड रैखिक नहीं है; हालाँकि शुरू में निम्न [S] पर रैखिक, यह उच्च [S] पर संतृप्त होने के लिए झुकता है। कंप्यूटर पर अरैखिक वक्र-फिटिंग के आधुनिक युग से पहले, इस अरैखिकता के कारण के. एम. और वी. एम. ए. एक्स. का सटीक अनुमान लगाना मुश्किल हो सकता था। इसलिए, कई शोधकर्ताओं ने माइकलिस-मेंटेन समीकरण के रैखिककरण विकसित किए, जैसे कि लाइनवीवर-बर्क प्लॉट, ईडी-हॉफस्टी आरेख और हैन्स-वूल्फ प्लॉट। ये सभी रैखिक प्रतिनिधित्व डेटा को देखने के लिए उपयोगी हो सकते हैं, लेकिन किसी का भी उपयोग गतिज मापदंडों को निर्धारित करने के लिए नहीं किया जाना चाहिए, क्योंकि कंप्यूटर सॉफ्टवेयर आसानी से उपलब्ध है जो अरैखिक प्रतिगमन विधियों द्वारा अधिक सटीक निर्धारण की अनुमति देता है। लाइनवीवर-बर्क प्लॉट या दोहरा पारस्परिक प्लॉट गतिज डेटा को चित्रित करने का एक सामान्य तरीका है। यह माइकलिस-मेंटेन समीकरण के दोनों पक्षों के पारस्परिक लेने से उत्पन्न होता है। जैसा कि दाईं ओर दिखाया गया है, यह माइकलिस-मेंटेन समीकरण का एक रैखिक रूप है और समीकरण y = mx + c के साथ एक सीधी रेखा उत्पन्न करता है जिसमें y-अवरोधन 1/Vmax के बराबर होता है और ग्राफ का एक x-अवरोधन −1/KM का प्रतिनिधित्व करता है। स्वाभाविक रूप से, नकारात्मक 1/[S] पर कोई प्रयोगात्मक मान नहीं लिया जा सकता है; निम्न सीमित मान 1/[S] = 0 (y-अवरोधन) एक अनंत सब्सट्रेट सांद्रता से मेल खाता है, जहाँ 1/v = 1/Vmax जैसा कि दाईं ओर दिखाया गया है; इस प्रकार, x-अवरोधन सकारात्मक सांद्रता पर लिए गए प्रयोगात्मक डेटा का एक बहिर्वेशन है। अधिक आम तौर पर, लाइनवीवर-बर्क प्लॉट कम सब्सट्रेट सांद्रता पर लिए गए मापों के महत्व को कम करता है और इस प्रकार, वीमैक्स और के. एम. के गलत अनुमान दे सकता है। एक अधिक सटीक रैखिक प्लॉटिंग विधि ईडी-हॉफस्टी प्लॉट है। इस मामले में, v को v/[S] के खिलाफ प्लॉट किया गया है। तीसरे सामान्य रैखिक प्रतिनिधित्व में, हैन्स-वूल्फ प्लॉट, [S]/v को [S] के खिलाफ प्लॉट किया गया है। सामान्य तौर पर, डेटा सामान्यीकरण प्रयोगात्मक कार्य की मात्रा को कम करने में मदद कर सकता है और आउटपुट की विश्वसनीयता को बढ़ा सकता है, और ग्राफिकल और संख्यात्मक विश्लेषण दोनों के लिए उपयुक्त है। गतिज स्थिरांक का व्यावहारिक महत्व एंजाइम कैनेटीक्स का अध्ययन दो बुनियादी कारणों से महत्वपूर्ण है। सबसे पहले, यह समझाने में मदद करता है कि एंजाइम कैसे काम करते हैं, और दूसरी बात, यह भविष्यवाणी करने में मदद करता है कि जीवित जीवों में एंजाइम कैसे व्यवहार करते हैं। ऊपर परिभाषित गतिज स्थिरांक, के. एम. और वी. मैक्स, यह समझने के प्रयासों के लिए महत्वपूर्ण हैं कि चयापचय को नियंत्रित करने के लिए एंजाइम एक साथ कैसे काम करते हैं। ये भविष्यवाणियाँ करना मामूली नहीं है, यहाँ तक कि सरल प्रणालियों के लिए भी। उदाहरण के लिए, ऑक्सालोएसेटेट माइटोकॉन्ड्रियन के भीतर मैलेट डिहाइड्रोजनेज द्वारा बनता है। ऑक्सालोएसेटेट का सेवन तब साइट्रेट सिंथेस, फॉस्फोएनोलपाइरूवेट कार्बोक्सीकिनेस या एस्पार्टेट एमिनोट्रांसफेरेस द्वारा किया जा सकता है, जो क्रमशः साइट्रिक एसिड चक्र, ग्लुकोनियोजेनेसिस या एस्पार्टिक एसिड बायोसिंथेसिस में भोजन करता है। यह अनुमान लगाने में सक्षम होने के लिए कि कितना ऑक्सालोएसेटेट किस मार्ग में जाता है, ऑक्सालोएसेटेट की सांद्रता के साथ-साथ इनमें से प्रत्येक एंजाइम की सांद्रता और गतिविज्ञान के ज्ञान की आवश्यकता होती है। चयापचय मार्गों के व्यवहार की भविष्यवाणी करने का यह उद्देश्य पूरे जीवों के गणितीय मॉडल में बड़ी मात्रा में गतिज और जीन अभिव्यक्ति डेटा के संश्लेषण में अपनी सबसे जटिल अभिव्यक्ति तक पहुंचता है। वैकल्पिक रूप से, चयापचय मॉडलिंग समस्या का एक उपयोगी सरलीकरण अंतर्निहित एंजाइम कैनेटीक्स को नजरअंदाज करना है और केवल प्रतिक्रिया नेटवर्क के स्टोइकिओमेट्री के बारे में जानकारी पर भरोसा करना है, एक तकनीक जिसे फ्लक्स संतुलन विश्लेषण कहा जाता है। मध्यवर्ती के साथ माइकलिस-मेंटेन कैनेटीक्स एक कम सरल मामले {E} + S <=> [k _ {1}] [k _ {-1}] ES-> [k _ 2] EI-> [k _ 3] {E} + P पर भी विचार कर सकता है जहां एंजाइम और मध्यवर्ती के साथ एक कॉम्प्लेक्स मौजूद है और मध्यवर्ती को दूसरे चरण में उत्पाद में परिवर्तित किया जाता है। इस मामले में हमारे पास एक बहुत ही समान समीकरण है लेकिन स्थिरांक अलग हैं हम देखते हैं कि सीमित मामले के लिए, इस प्रकार जब EI-> E + P से अंतिम चरण पिछले चरण की तुलना में बहुत तेज है, तो हमें फिर से मूल समीकरण मिलता है। गणितीय रूप से हमारे पास तब और है। बहु-सब्सट्रेट प्रतिक्रियाएँ बहु-सब्सट्रेट प्रतिक्रियाएँ जटिल दर समीकरणों का पालन करती हैं जो वर्णन करती हैं कि सब्सट्रेट कैसे और किस अनुक्रम में जुड़ते हैं। इन प्रतिक्रियाओं का विश्लेषण बहुत सरल है यदि सब्सट्रेट ए की सांद्रता को स्थिर रखा जाए और सब्सट्रेट बी को अलग रखा जाए। इन स्थितियों में, एंजाइम एक एकल-सब्सट्रेट एंजाइम की तरह व्यवहार करता है और [S] द्वारा v का एक प्लॉट सब्सट्रेट B के लिए स्पष्ट KM और Vmax स्थिरांक देता है। यदि इन मापों का एक समूह ए की विभिन्न निश्चित सांद्रता पर किया जाता है, तो इन आंकड़ों का उपयोग यह पता लगाने के लिए किया जा सकता है कि प्रतिक्रिया का तंत्र क्या है। एक एंजाइम के लिए जो दो सब्सट्रेट ए और बी लेता है और उन्हें दो उत्पादों पी और क्यू में बदल देता है, दो प्रकार के तंत्र होते हैंः त्रयी जटिल और पिंग-पोंग। टर्नरी-कॉम्प्लेक्स तंत्र इन एंजाइमों में, दोनों सब्सट्रेट एक ई. ए. बी. टर्नरी कॉम्प्लेक्स का उत्पादन करने के लिए एक ही समय में एंजाइम से जुड़ते हैं। बाइंडिंग का क्रम या तो यादृच्छिक (एक यादृच्छिक तंत्र में) हो सकता है या सब्सट्रेट को एक विशेष अनुक्रम (एक क्रमबद्ध तंत्र में) में बांधना पड़ता है। जब एक त्रिकोणीय-जटिल तंत्र के साथ एक एंजाइम से वी द्वारा [एस] वक्रों (निश्चित ए, अलग-अलग बी) का एक सेट एक लाइनवीवर-बर्क प्लॉट में प्लॉट किया जाता है, तो उत्पादित रेखाओं का सेट प्रतिच्छेद करेगा। तृतीयक-जटिल तंत्र वाले एंजाइमों में ग्लूटाथियोन एस-ट्रांसफर, डायहाइड्रोफोलेट रिडक्टेज और डी. एन. ए. पोलीमरेज़ शामिल हैं। निम्नलिखित लिंक एंजाइम डायहाइड्रोफोलेट रिडक्टेस और डी. एन. ए. पोलीमरेज़ के त्रयी-जटिल तंत्र के छोटे एनिमेशन दिखाते हैं। पिंग-पोंग तंत्र जैसा कि दाईं ओर दिखाया गया है, पिंग-पोंग तंत्र के साथ एंजाइम दो अवस्थाओं में मौजूद हो सकते हैं, ई और एंजाइम ई * का रासायनिक रूप से संशोधित रूप; इस संशोधित एंजाइम को मध्यवर्ती के रूप में जाना जाता है। इस तरह के तंत्र में, सब्सट्रेट ए बांधता है, एंजाइम को ई * में बदल देता है, उदाहरण के लिए, एक रासायनिक समूह को सक्रिय स्थल पर स्थानांतरित करके, और फिर छोड़ दिया जाता है। पहला सब्सट्रेट जारी होने के बाद ही सब्सट्रेट बी संशोधित एंजाइम के साथ जुड़ सकता है और प्रतिक्रिया कर सकता है, जो अपरिवर्तित ई रूप को पुनः उत्पन्न कर सकता है। जब एक पिंग-पोंग तंत्र के साथ एक एंजाइम से वी द्वारा [एस] वक्रों (निश्चित ए, अलग-अलग बी) का एक सेट एक लाइनवीवर-बर्क प्लॉट में प्लॉट किया जाता है, तो समानांतर रेखाओं का एक सेट उत्पन्न किया जाएगा। इसे द्वितीयक भूखंड कहा जाता है। पिंग-पोंग तंत्र के साथ एंजाइमों में कुछ ऑक्सीडोरिडक्टेस जैसे थियोरेडॉक्सिन पेरोक्सीडेस, ट्रांसफर जैसे एसाइलन्यूरेमिनेट साइटिडिलाइलट्रांसफेरेस और ट्रिप्सिन और काइमोट्रिप्सिन जैसे सेरीन प्रोटीज शामिल हैं। सेरीन प्रोटीज एंजाइमों का एक बहुत ही सामान्य और विविध परिवार है, जिसमें पाचन एंजाइम (ट्रिप्सिन, काइमोट्रिप्सिन और इलास्टेस), रक्त के थक्के के कैस्केड के कई एंजाइम और कई अन्य शामिल हैं। इन सेरीन प्रोटीज में, ई * मध्यवर्ती एक एसाइल-एंजाइम प्रजाति है जो एक प्रोटीन सब्सट्रेट में एक पेप्टाइड बंधन पर एक सक्रिय साइट सेरीन अवशेष के हमले से बनती है। काइमोट्रिप्सिन के तंत्र को दिखाने वाला एक छोटा एनिमेशन यहाँ जोड़ा गया है। प्रतिवर्ती उत्प्रेरण और हाल्डेन समीकरण बाहरी कारक दोनों दिशाओं में प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करने के लिए एक एंजाइम की क्षमता को सीमित कर सकते हैं (जबकि एक उत्प्रेरक की प्रकृति का मतलब है कि यह सूक्ष्म प्रत्यावर्तन के सिद्धांत के अनुसार केवल एक दिशा को उत्प्रेरित नहीं कर सकता है)। हम एक एंजाइम के मामले पर विचार करते हैं जो दोनों दिशाओं में प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करता हैः {E} + {S} <=> [k _ {1}] [k _ {-1}] ES <=> [k _ {2}] [k _ {-2}] {E} + {P} स्थिर-अवस्था, प्रतिक्रिया की प्रारंभिक दर सकारात्मक है यदि प्रतिक्रिया आगे की दिशा () में आगे बढ़ती है और अन्यथा नकारात्मक। संतुलन के लिए इसकी आवश्यकता होती है, जो कब होती है। इससे पता चलता है कि ऊष्मागतिकी 4 दर स्थिरांकों के मूल्यों के बीच संबंध को मजबूर करती है। क्रमशः, और, के लिए प्राप्त आगे और पीछे की अधिकतम दरों के मान क्रमशः और हैं। उनका अनुपात संतुलन स्थिरांक के बराबर नहीं है, जिसका अर्थ है कि ऊष्मागतिकी अधिकतम दरों के अनुपात को बाधित नहीं करती है। यह बताता है कि प्रतिक्रिया की एक विशेष दिशा में एंजाइम बहुत "बेहतर उत्प्रेरक" (अधिकतम दरों के संदर्भ में) हो सकते हैं। ऑन दो माइकलिस स्थिरांक और भी प्राप्त कर सकता है। हाल्डेन समीकरण संबंध है। इसलिए, ऊष्मागतिकी आगे और पीछे के मूल्यों के बीच के अनुपात को बाधित करती है, न कि मूल्यों के अनुपात को। गैर-माइकलिस-मेंटेन कैनेटीक्स कई अलग-अलग एंजाइम सिस्टम गैर-माइकलिस-मेंटेन व्यवहार का पालन करते हैं। कुछ चुनिंदा उदाहरणों में स्व-उत्प्रेरक एंजाइमों, सहकारी और एलोस्टेरिक एंजाइमों, अंतरफलक और अंतःकोशिकीय एंजाइमों, प्रक्रियात्मक एंजाइमों आदि की गतिविज्ञान शामिल हैं। कुछ एंजाइम एक सिग्मॉइड वी बाय [एस] प्लॉट का उत्पादन करते हैं, जो अक्सर सक्रिय साइट पर सब्सट्रेट के सहकारी बंधन को इंगित करता है। इसका मतलब है कि एक सब्सट्रेट अणु का बंधन बाद के सब्सट्रेट अणुओं के बंधन को प्रभावित करता है। यह व्यवहार कई अंतःक्रियाशील सक्रिय स्थलों के साथ मल्टीमेरिक एंजाइमों में सबसे आम है। यहाँ, सहयोग का तंत्र हीमोग्लोबिन के समान है, जिसमें सब्सट्रेट को एक सक्रिय साइट से बांधने से सब्सट्रेट अणुओं के लिए अन्य सक्रिय साइटों की आत्मीयता बदल जाती है। सकारात्मक सहयोगात्मकता तब होती है जब पहले सब्सट्रेट अणु के बंधन से सब्सट्रेट के लिए अन्य सक्रिय स्थलों की आत्मीयता बढ़ जाती है। नकारात्मक सहयोगात्मकता तब होती है जब पहले सब्सट्रेट के बंधन से अन्य सब्सट्रेट अणुओं के लिए एंजाइम की आत्मीयता कम हो जाती है। एलोस्टेरिक एंजाइमों में स्तनधारी टायरोसिल टी. आर. एन. ए.-सिंथेटेज शामिल है, जो नकारात्मक सहयोगात्मकता दिखाता है, और बैक्टीरियल एस्पार्टेट ट्रांसकार्बामॉयलेज और फॉस्फोफ्रुक्टोकिनेज, जो सकारात्मक सहयोगात्मकता दिखाते हैं। सहकारिता आश्चर्यजनक रूप से आम है और उनके सब्सट्रेट की सांद्रता में परिवर्तन के लिए एंजाइमों की प्रतिक्रियाओं को नियंत्रित करने में मदद कर सकती है। सकारात्मक सहयोगात्मकता एंजाइमों को [एस] के प्रति अधिक संवेदनशील बनाती है और उनकी गतिविधियाँ सब्सट्रेट सांद्रता की एक संकीर्ण सीमा पर बड़े परिवर्तन दिखा सकती हैं। इसके विपरीत, नकारात्मक सहयोगात्मकता एंजाइमों को [एस] में छोटे परिवर्तनों के प्रति असंवेदनशील बनाती है। पहाड़ी समीकरण का उपयोग अक्सर गैर-माइकलिस-मेंटेन कैनेटीक्स में मात्रात्मक रूप से सहयोगात्मकता की डिग्री का वर्णन करने के लिए किया जाता है। व्युत्पन्न पहाड़ी गुणांक n यह मापता है कि एक सक्रिय साइट पर सब्सट्रेट का बंधन अन्य सक्रिय साइटों पर सब्सट्रेट के बंधन को कितना प्रभावित करता है। <1 का पहाड़ी गुणांक नकारात्मक सहयोगात्मकता को दर्शाता है और> 1 का गुणांक सकारात्मक सहयोगात्मकता को दर्शाता है। पूर्व-स्थिर-अवस्था गतिविज्ञान एक एंजाइम के सब्सट्रेट के साथ मिश्रित होने के बाद पहले क्षण में, कोई उत्पाद नहीं बना है और कोई मध्यवर्ती मौजूद नहीं है। प्रतिक्रिया के अगले कुछ मिलीसेकंड के अध्ययन को पूर्व-स्थिर-अवस्था गतिविज्ञान कहा जाता है। इसलिए पूर्व-स्थिर-अवस्था गतिविज्ञान एंजाइम-सब्सट्रेट मध्यवर्ती (जैसे ई. एस. या ई. *) के गठन और खपत से संबंधित है जब तक कि उनकी स्थिर-अवस्था सांद्रता तक नहीं पहुंच जाती। यह दृष्टिकोण सबसे पहले काइमोट्रिप्सिन द्वारा उत्प्रेरित हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रिया पर लागू किया गया था। अक्सर, एक मध्यवर्ती का पता लगाना इस बात की जांच में सबूत का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है कि एक एंजाइम किस तंत्र का पालन करता है। उदाहरण के लिए, ऊपर दिखाए गए पिंग-पोंग तंत्र में, तेजी से गतिज माप उत्पाद पी के रिलीज का अनुसरण कर सकते हैं और संशोधित एंजाइम मध्यवर्ती ई * के गठन को माप सकते हैं। काइमोट्रिप्सिन के मामले में, यह मध्यवर्ती सक्रिय स्थल में न्यूक्लियोफिलिक सेरीन द्वारा सब्सट्रेट पर हमले और एसाइल-एंजाइम मध्यवर्ती के गठन से बनता है। दाहिनी ओर के चित्र में, एंजाइम प्रतिक्रिया के पहले कुछ सेकंड में तेजी से ई * का उत्पादन करता है। स्थिर स्थिति में पहुँचने के बाद दर धीमी हो जाती है। प्रतिक्रिया का यह तेजी से फटने वाला चरण एंजाइम के एकल कारोबार को मापता है। नतीजतन, इस विस्फोट में जारी उत्पाद की मात्रा, जिसे ग्राफ के y-अक्ष पर अवरोधन के रूप में दिखाया गया है, वह भी कार्यात्मक एंजाइम की मात्रा देता है जो परख में मौजूद है। रासायनिक तंत्र एंजाइम कैनेटीक्स को मापने का एक महत्वपूर्ण लक्ष्य एंजाइम प्रतिक्रिया के रासायनिक तंत्र को निर्धारित करना है, यानी रासायनिक चरणों का अनुक्रम जो सब्सट्रेट को उत्पाद में बदल देता है। ऊपर चर्चा किए गए गतिज दृष्टिकोण से पता चलेगा कि मध्यवर्ती किस दर से बनते हैं और आपस में परिवर्तित होते हैं, लेकिन वे यह नहीं पहचान सकते कि ये मध्यवर्ती वास्तव में क्या हैं। विभिन्न विलयन स्थितियों के तहत या थोड़ा संशोधित एंजाइम या सब्सट्रेट पर लिए गए गतिज माप अक्सर इस रासायनिक तंत्र पर प्रकाश डालते हैं, क्योंकि वे प्रतिक्रिया में दर-निर्धारण चरण या मध्यवर्ती को प्रकट करते हैं। उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन परमाणु के साथ सहसंयोजक बंधन का टूटना एक सामान्य दर-निर्धारण चरण है। प्रत्येक हाइड्रोजन के स्थिर समस्थानिक ड्यूटेरियम द्वारा प्रतिस्थापित करने के गतिज प्रभावों को मापकर संभावित हाइड्रोजन स्थानान्तरण में से कौन सा दर निर्धारित कर रहा है, यह दिखाया जा सकता है। प्राथमिक गतिज समस्थानिक प्रभाव के कारण महत्वपूर्ण हाइड्रोजन के प्रतिस्थापित होने पर दर बदल जाएगी, जो इसलिए होता है क्योंकि हाइड्रोजन के बंधन की तुलना में ड्यूटेरियम के बंधन को तोड़ना कठिन होता है। 13C/12C और 18O/16O जैसे अन्य समस्थानिक प्रतिस्थापनों के साथ समान प्रभावों को मापना भी संभव है, लेकिन ये प्रभाव अधिक सूक्ष्म हैं। आइसोटोप का उपयोग अंतिम उत्पादों में सब्सट्रेट अणुओं के विभिन्न हिस्सों के भाग्य को प्रकट करने के लिए भी किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, कभी-कभी अंतिम उत्पाद में ऑक्सीजन परमाणु की उत्पत्ति को पहचानना मुश्किल होता है; क्योंकि यह पानी से या सब्सट्रेट के हिस्से से आया हो सकता है। यह ऑक्सीजन के स्थिर समस्थानिक 18O को विभिन्न अणुओं में व्यवस्थित रूप से प्रतिस्थापित करके निर्धारित किया जा सकता है जो प्रतिक्रिया में भाग लेते हैं और उत्पाद में समस्थानिक की जाँच करते हैं। रासायनिक तंत्र को विभिन्न पीएच स्थितियों के तहत गतिविज्ञान और समस्थानिक प्रभावों की जांच करके, धातु आयनों या अन्य बाध्य सह-कारकों को बदलकर, संरक्षित अमीनो एसिड अवशेषों के साइट-निर्देशित उत्परिवर्तन द्वारा, या एंजाइम के व्यवहार का अध्ययन करके भी स्पष्ट किया जा सकता है। एंजाइम अवरोध और सक्रियण एंजाइम अवरोधक वे अणु हैं जो एंजाइम गतिविधि को कम या समाप्त करते हैं, जबकि एंजाइम सक्रियक वे अणु हैं जो एंजाइमों की उत्प्रेरक दर को बढ़ाते हैं। ये अंतःक्रियाएँ या तो प्रतिवर्ती हो सकती हैं (यानी, अवरोधक को हटाना एंजाइम गतिविधि को बहाल करता है) या अपरिवर्तनीय (यानी, अवरोधक स्थायी रूप से एंजाइम को निष्क्रिय कर देता है)। रिवर्सिबल इनहिबिटर्स पारंपरिक रूप से रिवर्सिबल एंजाइम इनहिबिटर्स को केएम और वीमैक्स पर उनके प्रभावों के अनुसार प्रतिस्पर्धी, अप्रतिस्पर्धी या गैर-प्रतिस्पर्धी के रूप में वर्गीकृत किया गया है। ये अलग-अलग प्रभाव क्रमशः एंजाइम ई, एंजाइम-सब्सट्रेट कॉम्प्लेक्स ईएस, या दोनों के लिए अवरोधक बंधन के परिणामस्वरूप होते हैं। इन वर्गों का विभाजन उनकी व्युत्पत्ति में एक समस्या से उत्पन्न होता है और इसके परिणामस्वरूप एक बाध्यकारी घटना के लिए दो अलग-अलग बाध्यकारी स्थिरांकों का उपयोग करने की आवश्यकता होती है। एक अवरोधक का बंधन और एंजाइमी गतिविधि पर इसका प्रभाव दो अलग-अलग चीजें हैं, एक और समस्या जिसे पारंपरिक समीकरण स्वीकार करने में विफल रहते हैं। गैर-प्रतिस्पर्धी अवरोध में अवरोधक के बंधन के परिणामस्वरूप केवल 100% एंजाइम का अवरोध होता है, और बीच में कुछ भी होने की संभावना पर विचार करने में विफल रहता है। गैर-प्रतिस्पर्धी अवरोध में, अवरोधक अपने एलोस्टेरिक स्थल पर एक एंजाइम से जुड़ जाएगा; इसलिए, एंजाइम के साथ सब्सट्रेट की बाध्यकारी आत्मीयता, या के. एम. का व्युत्क्रम समान रहेगा। दूसरी ओर, वीमैक्स एक अनियंत्रित एंजाइम के सापेक्ष कम हो जाएगा। एक लाइनवीवर-बर्क भूखंड पर, एक गैर-प्रतिस्पर्धी अवरोधक की उपस्थिति को 1/वीमैक्स के रूप में परिभाषित वाई-अवरोधन में परिवर्तन द्वारा चित्रित किया जाता है। एक्स-इंटरसेप्ट, जिसे-1/किमी के रूप में परिभाषित किया गया है, वही रहेगा। प्रतिस्पर्धी अवरोध में, अवरोधक सक्रिय स्थल पर एक एंजाइम से बंधेगा, जो सब्सट्रेट के साथ प्रतिस्पर्धा करेगा। नतीजतन, केएम बढ़ेगा और वीमैक्स वही रहेगा। अवरोधक शब्द का सामान्य रूप एंजाइम के लिए बाध्यकारी अवरोधक और किसी अन्य बाध्यकारी शब्द के साथ इसके संबंध के बीच के संबंध को भी अस्पष्ट करता है, चाहे वह माइकलिस-मेंटेन समीकरण हो या लिगैंड रिसेप्टर बंधन से जुड़ी खुराक प्रतिक्रिया वक्र। संबंध को प्रदर्शित करने के लिए निम्नलिखित पुनर्व्यवस्था की जा सकती हैः नीचे शून्य को जोड़ना ([I]-[I]) [I] + की द्वारा विभाजित करना यह संकेतन दर्शाता है कि माइकलिस-मेंटेन समीकरण के समान, जहां प्रतिक्रिया की दर सब्सट्रेट के साथ बातचीत करने वाले एंजाइम आबादी के प्रतिशत पर निर्भर करती है, अवरोधक का प्रभाव अवरोधक के साथ बातचीत करने वाले एंजाइम आबादी के प्रतिशत का परिणाम है। अपने वर्तमान रूप में इस समीकरण के साथ एकमात्र समस्या यह है कि यह अवरोधक बंधन के साथ एंजाइम के पूर्ण अवरोध को मानता है, जब वास्तव में 100% सब्सट्रेट के अवरोध से लेकर केवल> 0% तक कहीं भी प्रभावों की एक विस्तृत श्रृंखला हो सकती है। इसके लिए समीकरण को डेल्टा वीमैक्स शब्द को शामिल करके विभिन्न डिग्री के अवरोध की अनुमति देने के लिए आसानी से संशोधित किया जा सकता है। या यह शब्द तब अवशिष्ट एंजाइमेटिक गतिविधि को परिभाषित कर सकता है जब अवरोधक आबादी में अलग-अलग एंजाइमों के साथ बातचीत कर रहा होता है। हालांकि इस शब्द के समावेश में सक्रियण की संभावना की अनुमति देने का अतिरिक्त मूल्य है यदि द्वितीयक वीमैक्स शब्द प्रारंभिक शब्द से अधिक निकलता है। संभवतः सक्रियण के साथ-साथ संकेतन को फिर से लिखा जा सकता है और अवरोधक "I" को एक परिवर्तक शब्द के साथ प्रतिस्थापित किया जा सकता है जिसे यहाँ "X" के रूप में दर्शाया गया है। जबकि इस शब्दावली के परिणामस्वरूप माइकलिस-मेंटेन समीकरण के अधिकतम वेग से संबंधित गतिज प्रभावों से निपटने का एक सरल तरीका है, यह KM से संबंधित प्रभावों का वर्णन करने के लिए उपयोग किए जाने वाले शब्द के साथ संभावित समस्याओं पर प्रकाश डालता है। सब्सट्रेट के लिए एंजाइम की आत्मीयता से संबंधित के. एम. ज्यादातर मामलों में एंजाइम के बंधन स्थल में संभावित परिवर्तनों से संबंधित होना चाहिए जो सीधे एंजाइम अवरोधक अंतःक्रियाओं के परिणामस्वरूप होगा। जैसा कि Vmax को संशोधित करने के लिए ऊपर प्रस्तावित शब्द के समान एक शब्द अधिकांश स्थितियों में उपयुक्त होना चाहिएः अपरिवर्तनीय अवरोधक एंजाइम अवरोधक भी अपरिवर्तनीय रूप से एंजाइमों को निष्क्रिय कर सकते हैं, आमतौर पर सक्रिय साइट अवशेषों को सहसंयोजक रूप से संशोधित करके। ये प्रतिक्रियाएँ, जिन्हें आत्मघाती सब्सट्रेट कहा जा सकता है, घातीय क्षय कार्यों का पालन करती हैं और आमतौर पर संतृप्त होती हैं। संतृप्ति के नीचे, वे अवरोधक के संबंध में प्रथम क्रम कैनेटीक्स का पालन करते हैं। अपरिवर्तनीय अवरोध को दो अलग-अलग प्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता है। एफ़िनिटी लेबलिंग एक प्रकार का अपरिवर्तनीय अवरोध है जहाँ एक कार्यात्मक समूह जो अत्यधिक प्रतिक्रियाशील होता है, अवरोध लाने के लिए रुचि के प्रोटीन पर एक उत्प्रेरक रूप से महत्वपूर्ण अवशेष को संशोधित करता है। दूसरी ओर, तंत्र-आधारित अवरोध में अवरोधक का बंधन शामिल होता है जिसके बाद एंजाइम मध्यस्थ परिवर्तन होते हैं जो बाद वाले को एक प्रतिक्रियाशील समूह में बदल देते हैं जो एंजाइम को अपरिवर्तनीय रूप से संशोधित करता है। प्रतिवर्तीता और अवरोध की अपरिवर्तनीयता पर दार्शनिक प्रवचन उपरोक्त दो शीर्षकों में प्रतिवर्ती अवरोध और अपरिवर्तनीय अवरोध पर चर्चा करने के बाद, यह इंगित करना होगा कि प्रतिवर्तीता (या अपरिवर्तनीयता) की अवधारणा एक विशुद्ध रूप से सैद्धांतिक संरचना है जो विशेष रूप से परख की समय-सीमा पर निर्भर है, यानी, एक प्रतिवर्ती परख जिसमें मिनट समय-सीमा में अवरोधक अणु का संबंध और पृथक्करण शामिल है, अपरिवर्तनीय प्रतीत होगा यदि कोई परख सेकंड में परिणाम का आकलन करती है और इसके विपरीत। किसी दिए गए गैर-मनमाना परख समय सीमा पर प्रतिवर्तीता और अपरिवर्तनीयता में फैले अवरोधक व्यवहारों की निरंतरता है। ऐसे अवरोधक हैं जो धीमी-शुरुआत व्यवहार दिखाते हैं और इनमें से अधिकांश अवरोधक, निश्चित रूप से, रुचि के प्रोटीन लक्ष्य के लिए तंग-बंधन भी दिखाते हैं। उत्प्रेरण तंत्र एंजाइम-सब्सट्रेट अंतःक्रिया के लिए पसंदीदा मॉडल प्रेरित फिट मॉडल है। यह मॉडल प्रस्तावित करता है कि एंजाइम और सब्सट्रेट के बीच प्रारंभिक अंतःक्रिया अपेक्षाकृत कमजोर है, लेकिन ये कमजोर अंतःक्रियाएं तेजी से एंजाइम में संरचनात्मक परिवर्तनों को प्रेरित करती हैं जो बंधन को मजबूत करती हैं। ये संरचनात्मक परिवर्तन सक्रिय स्थल में उत्प्रेरक अवशेषों को सब्सट्रेट में रासायनिक बंधनों के करीब भी लाते हैं जो प्रतिक्रिया में बदल जाएंगे। संरचनात्मक परिवर्तनों को गोलाकार द्विरूपता या दोहरे ध्रुवीकरण इंटरफेरोमेट्री का उपयोग करके मापा जा सकता है। बंधन के बाद, उत्प्रेरण के एक या अधिक तंत्र प्रतिक्रिया के लिए एक वैकल्पिक रासायनिक मार्ग प्रदान करके प्रतिक्रिया की संक्रमण अवस्था की ऊर्जा को कम करते हैं। उत्प्रेरण के तंत्र में बंधन तनाव द्वारा उत्प्रेरण शामिल है; निकटता और अभिविन्यास द्वारा; सक्रिय-स्थल प्रोटॉन दाताओं या स्वीकारकों द्वारा; सहसंयोजक उत्प्रेरण और क्वांटम टनलिंग। एंजाइम कैनेटीक्स यह साबित नहीं कर सकता है कि एंजाइम द्वारा उत्प्रेरण के किन तरीकों का उपयोग किया जाता है। हालांकि, कुछ गतिज डेटा अन्य तकनीकों द्वारा जांच की जाने वाली संभावनाओं का सुझाव दे सकते हैं। उदाहरण के लिए, बर्स्ट-फेज प्री-स्टेडी-स्टेट काइनेटिक्स के साथ एक पिंग-पोंग तंत्र से पता चलता है कि इस एंजाइम के तंत्र में सहसंयोजक उत्प्रेरण महत्वपूर्ण हो सकता है। वैकल्पिक रूप से, वीमैक्स पर एक मजबूत पी. एच. प्रभाव का अवलोकन लेकिन के. एम. पर नहीं, यह संकेत दे सकता है कि सक्रिय स्थल में एक अवशेष को उत्प्रेरण होने के लिए एक विशेष आयनीकरण स्थिति में होना चाहिए। 1902 में विक्टर हेनरी ने एंजाइम कैनेटीक्स के एक मात्रात्मक सिद्धांत का प्रस्ताव रखा, लेकिन उस समय हाइड्रोजन आयन सांद्रता के प्रयोगात्मक महत्व को अभी तक पहचाना नहीं गया था। पीटर लॉरिट्ज़ सोरेंसन द्वारा लघुगणक पीएच-पैमाने को परिभाषित करने और 1909 में बफरिंग की अवधारणा को पेश करने के बाद जर्मन रसायनज्ञ लियोनोर माइकलिस और डॉ. मौड लियोनोरा मेंटेन (उस समय माइकलिस की प्रयोगशाला में एक पोस्टडॉक्टरल शोधकर्ता) ने हेनरी के प्रयोगों को दोहराया और उनके समीकरण की पुष्टि की, जिसे अब आम तौर पर माइकलिस-मेंटेन कैनेटीक्स (कभी-कभी हेनरी-माइकलिस-मेंटेन कैनेटीक्स भी) के रूप में जाना जाता है। उनके काम को जी. ई. ब्रिग्स और जे. बी. एस. हाल्डेन, जिन्होंने गतिज समीकरण प्राप्त किए जिन्हें आज भी व्यापक रूप से एंजाइमी गतिविधि के प्रतिरूपण में एक प्रारंभिक बिंदु माना जाता है। हेनरी-माइकलिस-मेंटन दृष्टिकोण का प्रमुख योगदान दो चरणों में एंजाइम प्रतिक्रियाओं के बारे में सोचना था। पहले में, सब्सट्रेट एंजाइम से प्रतिवर्ती रूप से जुड़ता है, जिससे एंजाइम-सब्सट्रेट कॉम्प्लेक्स बनता है। इसे कभी-कभी माइकलिस कॉम्प्लेक्स कहा जाता है। एन्जाइम तब प्रतिक्रिया में रासायनिक चरण को उत्प्रेरित करता है और उत्पाद को छोड़ता है। कई एंजाइमों के कैनेटीक्स को सरल माइकलिस-मेंटेन मॉडल द्वारा पर्याप्त रूप से वर्णित किया गया है, लेकिन सभी एंजाइमों में आंतरिक गतियाँ होती हैं जो मॉडल में नहीं होती हैं और समग्र प्रतिक्रिया कैनेटीक्स में महत्वपूर्ण योगदान दे सकती हैं। इसे कई माइकलिस-मेंटेन मार्गों को पेश करके मॉडल किया जा सकता है जो उतार-चढ़ाव वाली दरों से जुड़े हैं, जो बुनियादी माइकलिस मेंटेन तंत्र का एक गणितीय विस्तार है। सॉफ्टवेयर ई. एन. जेड. ओ. (एंजाइम काइनेटिक्स) एंजाइम उत्प्रेरित प्रतिक्रियाओं के गतिज मॉडल के निर्माण के लिए एक चित्रमय इंटरफेस उपकरण है। ई. एन. जेड. ओ. स्वचालित रूप से एक निर्धारित एंजाइम प्रतिक्रिया योजना से संबंधित विभेदक समीकरण उत्पन्न करता है। इन विभेदक समीकरणों को एक संख्यात्मक समाधानकर्ता और एक प्रतिगमन एल्गोरिदम द्वारा संसाधित किया जाता है जो प्रयोगात्मक रूप से देखे गए समय पाठ्यक्रम वक्रों के लिए विभेदक समीकरणों के गुणांक को फिट करता है। ई. एन. जेड. ओ. प्रतिद्वंद्वी प्रतिक्रिया योजनाओं के तेजी से मूल्यांकन की अनुमति देता है और इसका उपयोग एंजाइम कैनेटीक्स में नियमित परीक्षणों के लिए किया जा सकता है। प्रोटीन डायनामिक्स डिफ्यूजन लिमिटेड एंजाइम लैंगमुइर एडसोर्प्शन मॉडल फुटनोट्स α भी देखें। लिंकः इंटरएक्टिव माइकलिस-मेंटेन काइनेटिक्स ट्यूटोरियल (जावा आवश्यक) β। लिंकः डायहाइड्रोफोलेट रिडक्टेज मैकेनिज्म (जी. आई. एफ.) γ। लिंकः डी. एन. ए. पोलीमरेज़ तंत्र (जी. आई. एफ.) δ। लिंकः चिमोट्रिप्सिन तंत्र (फ्लैश आवश्यक) संदर्भ आगे पढ़ने के लिए परिचयात्मक उन्नत बाहरी लिंक एक एंजाइम परख का एनिमेशन-परख स्थितियों में हेरफेर के प्रभाव दिखाता है MACiE-एंजाइम प्रतिक्रिया तंत्र का एक डेटाबेस ENZYME-एक्सपासी एंजाइम नामकरण डेटाबेस ENZO-एंजाइम उत्प्रेरित प्रतिक्रियाओं के गतिज मॉडल के आसान निर्माण और त्वरित परीक्षण के लिए वेब अनुप्रयोग। ExCatDB-एंजाइम उत्प्रेरक तंत्र का एक डेटाबेस BRENDA-व्यापक एंजाइम डेटाबेस, जो सब्सट्रेट, अवरोधक और प्रतिक्रिया आरेख देता है SABIO-RK-प्रतिक्रिया कैनेटीक्स का एक डेटाबेस जोसेफ क्राउट का शोध समूह, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय सैन डिएगो-कई एंजाइम प्रतिक्रिया तंत्रों का एनिमेशन एंजाइम कैनेटीक्स में प्रतीकवाद और शब्दावली-एंजाइम कैनेटीक्स में अवधारणाओं और शब्दावली की एक व्यापक व्याख्या एंजाइम कैनेटीक्स का परिचय-एंजाइम कैनेटीक्स पर ऑनलाइन ट्यूटोरियल का एक सुलभ सेट एंजाइम कैनेटीक्स एनिमेटेड ट्यूटोरियल-ऑडियो कैटालिसिस के साथ एक एनिमेटेड ट्यूटोरियल