Почему это важно?
Представьте, что ваш организм — это гоночный болид Formula 1, а ферменты — его двигатель.
- Чем быстрее идут реакции — тем лучше вы бегаете, думаете и дышите.
- Константа Михаэлиса (Km) и Vmax — это «технические характеристики» ферментов, которые решают, насколько быстро вы сможете «ехать» в разных условиях.
Давайте разберёмся, как это работает!
- Km (Константа Михаэлиса) — «Любовь (=сродство) фермента к субстрату»
Что это?
- Km — это концентрация субстрата, при которой скорость реакции достигает половины от Vmax.
- Чем меньше Km — тем сильнее фермент «любит» субстрат (хватает его даже при низких концентрациях).
- Чем больше Km — тем хуже связывание, нужно больше субстрата для работы.
Пример из жизни:
- Гексокиназа (Km для глюкозы = 0.1 мМ) — «фанатка» глюкозы, работает даже при её недостатке.
- Глюкокиназа (Km = 10 мМ) — «равнодушна», включается только при высоком сахаре (например, в печени после еды).
Запомните: низкая Km = высокая любовь!
- Vmax — «Максимальная скорость»
Что это?
- Vmax — предельная скорость, когда все активные центры фермента заняты.
- Дальше — лимит: даже если добавить больше субстрата, быстрее не станет.
Пример:
- Карбоангидраза (Vmax = 1 000 000 молекул/сек) — рекордсмен, быстро удаляет CO₂ из крови.
- Лактатдегидрогеназа (Vmax = 1000 молекул/сек) — медленнее, но важна для мышц.
Запомните: Чем выше Vmax — тем мощнее фермент!
- Уравнение Михаэлиса-Ментен
V= (Vmax⋅[S]) / (Km+[S])
Как понять?
- Если [S] < Km → скорость растёт линейно (чем больше субстрата, тем быстрее).
- Если [S] > Km → скорость ≈ Vmax (фермент «устал» и не может быстрее).
График выглядит как горка: сначала крутой подъём, потом плато.
Клиническое применение: почему это важно для врача?
1. Диагностика болезней
- Повышенный КФК (креатинкиназа) в крови → повреждение мышц (инфаркт, миопатии)
- ЛДГ-1 преобладает → инфаркт миокарда
- ЛДГ-5 преобладает → патология печени
- ЛДГ-1 (лактатдегидрогеназа-1, изофермент 1 лактатдегидрогеназы) — фермент, который преобладает в сердечной мышце.
2. Лекарства и ингибиторы
- Статины (конкурентные ингибиторы) ↑ Km ГМГ-КоА-редуктазы → снижают холестерин
- Метотрексат (ингибитор дигидрофолатредуктазы) блокирует синтез ДНК → применяется в химиотерапии
ГМГ-КоА-редуктаза (3-гидрокси-3-метилглютарил-кофермент А-редуктаза, HMG-CoA reductase) — фермент, катализирующий синтез мевалоновой кислоты. Это лимитирующая стадия метаболического пути синтеза холестерина и других изопреноидов
Понимание Km и Vmax помогает предсказать действие лекарств!
3. Лайфхаки для запоминания
- Мнемоника для Km: «Км — как квартира: чем меньше число, тем теснее связь (фермент + субстрат)»
- Мнемоника для Vmax: «Vmax — как скорость света: быстрее некуда!»
Заключение: как это использовать?
- На экзамене: ищи вопросы, где сравнивают ферменты (например, гексокиназу vs глюкокиназу).
- В практике: анализируй ферменты крови (АСТ, АЛТ, ЛДГ) — их Km и Vmax помогут понять локализацию повреждения.
А если хотите знать ещё больше о ферментах, переходите к нашему курсу по энзимологии.
Читайте также о том, как учить биохимию без боли.
