38. An enzyme exhibits normal Michaelis-Menten kinetics at pH 7 but displays sigmoidal kinetics at pH 9. Which explanation is most plausible?
(A) Enzyme concentration doubled
(B) Competitive inhibitor formed
(C) Product inhibition dominates
(D) Substrate precipitation occurred
(E) Subunit ionization alters allosteric cooperativity NTHU115

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統計: A(0), B(0), C(0), D(1), E(3) #3847754

詳解 (共 1 筆)

#7389527

協同效應(cooperativity):

一個受質先結合到酵素上,會幫助其他受質更容易結合。
所以:
第一個受質比較難結合。
後面的受質越來越容易結合。
因此反應速度會突然變快,形成 S 型曲線。
ㅤㅤ
pH 7 → 雙曲線(沒有明顯協同效應)
pH 9 → S 型曲線(有協同效應)
表示:
pH 改變了酵素的電荷和形狀,使次單元之間開始互相影響,產生協同效應。
所以答案是:
(E) Subunit ionization alters allosteric cooperativity (次單元的游離狀態改變了異位調控的協同效應)
ㅤㅤ
ㅤㅤ
只有 (E) 改變次單元間的交互作用(allosteric cooperativity),能讓酵素產生協同效應
ㅤㅤ
ㅤㅤ
ㅤㅤ
其他選項
ㅤㅤ
已知:
ㅤㅤ
pH 7 → 雙曲線(沒有明顯協同效應)
ㅤㅤ
pH 9 → S 型曲線(出現協同效應)
ㅤㅤ
ㅤㅤ
要找的是:哪個選項最能解釋酵素開始出現協同效應?(雙曲線 → S 型曲線表示"沒有協同效應 → 有協同效應")
ㅤㅤ
ㅤㅤ
ㅤㅤ
 
(A) Enzyme concentration doubled
 
(酵素濃度加倍)
ㅤㅤ
如果酵素變多,可以同時處理更多受質
ㅤㅤ
最大反應速率(Vmax)增加
ㅤㅤ
ㅤㅤ
但是
每一個酵素和受質結合的能力沒有改變
ㅤㅤ
酵素彼此之間沒有變得更會互相影響
不會讓後面的受質變得更容易結合
 
不會產生協同效應
 
ㅤㅤ
ㅤㅤ
ㅤㅤ
因此:
Km 不變
曲線形狀不變
仍然是雙曲線(Hyperbola)
ㅤㅤ
ㅤㅤ
所以曲線仍然是雙曲線。
ㅤㅤ
❌ 無法解釋雙曲線變成 S 型
ㅤㅤ
6a1bf570657a3.jpg
ㅤㅤ
ㅤㅤ
(B) Competitive inhibitor formed
ㅤㅤ
(形成競爭性抑制劑)
ㅤㅤ
競爭性抑制劑會:
ㅤㅤ
跟受質搶活性位
ㅤㅤ
ㅤㅤ
結果:
ㅤㅤ
需要更多受質才能達到同樣速率
ㅤㅤ
Km 增加
ㅤㅤ
ㅤㅤ
但是:
ㅤㅤ
酵素次單元之間仍然沒有互相影響
ㅤㅤ
不會產生協同效應
ㅤㅤ
ㅤㅤ
因此曲線只是向右移。
ㅤㅤ
❌ 不會變成 S 型
ㅤㅤ6a1bf6727e1f4.jpg
ㅤㅤ
ㅤㅤ
(C) Product inhibition dominates
ㅤㅤ
(產物抑制變得很明顯)
ㅤㅤ
產物累積後,可能抑制酵素活性
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讓反應變慢
ㅤㅤ
ㅤㅤ
但是這只是抑制作用
 
不是讓酵素次單元開始合作
ㅤㅤ
ㅤㅤ
因此
ㅤㅤ
不會突然出現協同效應
ㅤㅤ
ㅤㅤ
❌ 無法解釋 S 型曲線
ㅤㅤ6a1bf7b39ceb6.jpg
ㅤㅤ
ㅤㅤ
(D) Substrate precipitation occurred
ㅤㅤ
(受質沉澱)
ㅤㅤ
受質沉澱代表
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有些受質跑去形成固體
 
真正溶解的受質變少
ㅤㅤ
ㅤㅤ
但是酵素本身沒有改變
 
次單元之間沒有新的互動
ㅤㅤ
ㅤㅤ
因此只是有效受質濃度下降
ㅤㅤ
ㅤㅤ
❌ 不會產生協同效應
ㅤㅤ
ㅤㅤ6a1bf939a5e94.jpg
ㅤㅤ
ㅤㅤ
6a1bf95a74ec9.jpg
ㅤㅤ
ㅤㅤ
ㅤㅤ
(E) Subunit ionization alters allosteric cooperativity
ㅤㅤ
(次單元的游離狀態改變了異位協同效應
6a1bfbba20f25.jpg
ㅤㅤ
酵素有好幾個次單元(subunits)。
ㅤㅤ
每個次單元上都有一些會帶電或不帶電的胺基酸。
ㅤㅤ
當 pH 改變時,這些胺基酸可能:
ㅤㅤ
得到 H⁺(質子化)
ㅤㅤ
失去 H⁺(去質子化)
ㅤㅤ
因此改變電荷。
ㅤㅤ
ㅤㅤ
ㅤㅤ
ㅤㅤ
電荷改變後,次單元之間的作用力也可能改變:
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有些吸引力變強
ㅤㅤ
有些吸引力變弱
ㅤㅤ
原本存在的鹽橋可能形成或消失
ㅤㅤ
蛋白質構形可能改變
ㅤㅤ
ㅤㅤ
ㅤㅤ
如果這些變化影響到次單元彼此的溝通,
ㅤㅤ
那麼:
ㅤㅤ
第一個受質結合
酵素構形改變
其他位點更容易結合受質
出現正向協同效應
ㅤㅤ
此時反應速率與受質濃度的關係可能呈現 S 型曲線。
ㅤㅤ
原本
ㅤㅤ
次單元A 次單元B
互不影響
ㅤㅤ
變成
ㅤㅤ
次單元A → 影響 → 次單元B
ㅤㅤ
當第一個受質結合後:
ㅤㅤ
其他位點更容易結合受質
ㅤㅤ
ㅤㅤ
也就是:
ㅤㅤ
✅ 出現協同效應(cooperativity)
ㅤㅤ
ㅤㅤ
ㅤㅤ
ㅤㅤ
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私人筆記#7928886
未解鎖
變構調節 (Allosteric reg...
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