Diskussion:Enzymkinetik

Linearisierungen der Michaelis-Menten Beziehung sind ein Hilfsmittel der Vergangenheit.

Ich bin gerne bereit, diese Erklärungen in einem gesonderten kleinen Artikel zu Lineweaver-Burk nachzutragen. Diesen Abschnitt würde das zu sehr aufblähen, denn die Kernaussage bleibt: Linearisierungen der Michaelis-Menten Beziehung sind ein Hilfsmittel der Vergangenheit. Die Alternativen habe ich genannt. Auch comptergestütze Auswerteverfahren gebe ich gern an jeden Interessierten ab Benutzer:Juergen Bode

Unverständlich

Ich finde den Artikel ziemlich schlecht. Obwohl ich mich mit der Biochemie beschäftige, wird mir in dieser Auflistung von Verfahren nichts klar. Eine zusammenhangslose Aneinanderreihung von Details ohne jeglichen didaktischen Leitfaden, und so nicht verständlich. Auch die Skizzen sind keinesfalls selbsterklärend und benötigen dringend eine Erläuterung. Es hilft eben niemanden über das Verfahren von Lineweaver Burk abzulästern, und es dann nicht mal mathematisch gut beschreiben zu können. 131.188.3.20 16:09, 23. Sep 2005 (CEST)

Wichtiger allgemeiner Hinweis: Die Artikel der Wikipedia sollen auch dem nicht spezialisiertem Leser Nutzen bringen. Zumindest der erste Teil eines Artikels sollte weitmöglichst auch für Nichtfachleute lesbar und verständlich erklären, um was es geht. Natürlich sind auch tiefergehende Informationen erwünscht, die sich u.U. an Fachleute richten. Deswegen und wegen der Aktualität und Korrektheit ist die Mitarbeit von Spezialisten und geübten Lehrern (Didaktik!) höchst willkommen.

Im speziellen: Der bisherige Artikel war - und ist in seinem speziellen Teil - nicht allgemeinverständlich. Insbesonders wurde nicht einmal erklärt, was Enzymkinetik eigentlich ist. Ich hoffe, meine einleitende Beschreibung ist korrekt oder wird korrigiert. Nick B. 14:27, 18. Sep 2003 (CEST)

Auszüge aus meinem selbstverfassten Praktikumsmanuskript. JBO 2003:

Enzymkinetik ist ein klassischer Zweig der Biochemie, der in den siebziger Jahren des abgelaufenen Jahrhunderts ausgereift ist. Seitdem hat der Umgang mit Enzymen zugenommen, die klassischen quantitativen Ansätze gerieten jedoch weitgehend in Vergessenheit. Der Leser wird feststellen, dass diese Ausführungen in Teilen von der verbreiteten Lehrbuchdarstellung abweichen. Dies geschieht bewusst, um praktikable Denkansätze wachzurufen. Der Autor vertritt dieses Gebiet seit 1976 in Lehre und Praktika und gibt hiermit einige Erfahrungen im Umgang damit weiter. Literatur (oder sogar ein fertiges Praktikums Skript [WP Format]) stehen auf Anfrage frei zur Verfügung.

Übrigens unterrichte ich "Enzymkinetik" seit 1976. Noch im DOS-Zeitalter habe ich Programme erstellt, die die Auswertung enzymkinetischer Messungen nach den Prinzipien der nichlinearen Regression vermittelt. Da diese auch auf aktuellen Windows-Computern noch lauffähig sind, überlasse ich sie Interessenten gern (mein letzter Kurs wird im Dezember 2004 stattfinden; Nachfolge ungewiss!).

Schön aber...

Der Artikel ist sehr interessant, weicht aber von der Lehrbuchmeinung ab, was der Autor ja auch selber einräumt. Die Begründung dagegen ist für mich nicht nachvollziehbar. Es ist löblich, dass man Lehrbuchmeinungen hinterfragen sollte und auch sehr gut, dass der Autor darauf hinweist, aber warum sollte etwas, dass in einem halben dutzend Lehrbüchern seit Jahrzehnten gelehrt wird, weniger zuverlässig sein, als ein Wikipedia-Artikel? Ich bin selbst Biochemiker und stimme zwar dem Autor in seiner Mahnung zur Vorsicht bei Linearisierungsverfahren zu, das hat aber nichts in einem Wiki-Artikel zu suchen, weil es auch nicht verständlich erklärt wird.

Als Einführung in die Enzymkinetik ist der Artikel für mich daher zum einen zu unverständlich, wenn man kein Vorwisen besitzt, und der Autor vertritt zu sehr seine Meinung.

Dem stimme ich zu. Der vorgestellte Ansatz der "direkt-linearen auftragung" sollte auf keinen Fall als erstes da stehen. Ich persönlich finde ihn als grafisches Verfahren auch nicht besonders zeitgemäß. Was mir völlig fehlt, ist ein Hinweis darauf, dass sich die enzymkinetischen Parameter auch mittels nichtlinearer Regression direkt aus den Messwerten bestimmen lassen. Das geht zwar nicht mit Excel, ist aber imho der genaueste Weg.

Unabhängig von der berechtigten Kritik werden Lineweaver-Burk, Eadie-Hofstee & Co. immer noch häufig verwendet, auch in Fachaufsätzen. Daher sollten sie hier nicht so stiefmütterlich behandelt werden. --Janstr 11:11, 26. Jan. 2009 (CET)

Schade dass nicht wenigstens Hanes (= Langmuir) verwendet werden! Wenn Linear, dann doch diese beiden! (nicht signierter Beitrag von 84.186.199.24 (Diskussion | Beiträge) 16:05, 8. Mai 2009 (CEST))

Abgeschrieben?

Hat das teilweise Ebuxbaum gemacht, und zwar von der Seite?? --Yikrazuul 18:17, 4. Mär. 2008 (CET)

Schön wäre doch auch die Hillkinetik und der Allgemine Ansatz Enzymkenitik (6 K's für alle Hin- und Rückreaktionen)

Und dann ist Michaelis-Menten ein Sonderfall, der aber immer gerne verwendet wird! (nicht signierter Beitrag von 84.186.199.24 (Diskussion | Beiträge) 16:05, 8. Mai 2009 (CEST))

Deffinition.

Wäre schön, wenn noch mal jemand bei dem Hilldiagramm r bezeichnen würde. Danke. (nicht signierter Beitrag von 141.53.11.203 (Diskussion | Beiträge) 16:21, 25. Aug. 2009 (CEST))

Einheiten?

Was ich mich jetzt noch Frage ist, was die ganzen Werte und parameter für Einheiten haben. Ich meine eine Reaktionsgeschwindigkeit hat bestimmt nicht m/s sondern so irgendwie was wie Reaktionen/Konzentration oder sowas. Aber wie ermittelt man die ? Das würde denke ich auch zum besseren Verständnis des Artikels führen. Oder auch die ganzen Konstanten sind bestimmt nicht einheitenlos. danke (nicht signierter Beitrag von 160.45.67.162 (Diskussion) 15:04, 19. Jul 2011 (CEST))

Zusammenführen mit "Mehrsubstratreaktionen"

"Mehrsubstratreaktionen" scheint sich sehr gut in den Artikel "Enzymkinetik" einzugliedern. Falls keine Proteste auftauchen, werde ich das demnächst mal zusammenlegen.

Viele Grüße! (nicht signierter Beitrag von Norby (Diskussion | Beiträge) 18:41, 28. Dez. 2011 (CET))

Ich schliesse mich der ersten Meinung an, der Artikel ist didaktisch eine Katastrophe. Nicht einmal die Reaktionsgleichung für die Konstanten die im Theorieabschnitt eingeführt werden ist gegeben, wie soll ein Laie da auch nur ansatzweise eine Chance haben etwas zu verstehen?? Eigentlich würde es schon genügen wenn man den englischen Artikel einfach gekonnt übersetzen würde.. (nicht signierter Beitrag von 80.218.10.137 (Diskussion) 23:54, 11. Mär. 2012 (CET))

Erklärung der Variablen

k-1 und k+1 werden direkt benutzt, ohne zu erklären was diese Variablen überhaupt bedeuten oder woher sie stammen. Ich bitte jemanden mit genügend Fachkenntnis dies zu ergänzen. (nicht signierter Beitrag von 62.143.116.107 (Diskussion) 19:12, 9. Mär. 2014 (CET))

Völlig richtiger Einwand! Ich habe das mal erledigt. :-) Gruß, Bernd (nicht signierter Beitrag von 79.234.187.133 (Diskussion) 11:52, 22. Okt. 2014 (CEST))

zum Abschnitt "Theorie"

(Zum vorgelegten Text:)

Eine "Geschwindigkeitskonstante erster Ordnung" fand ich nirgendwo . (Eingeführt sind Reaktionen erster Ordnung).

Was ist eine „tatsächliche“ Geschwindigkeit der Reaktion? Gibt es denn auch eine „scheinbare“?

K_m ist keineswegs eine Konstante, die die Zerfallsreaktion (des Enzym-Substrat-Komplexes) beschreibt. Leider sagt der vorgefundene Satzbau das aus.

„unendlich hohe Substratkonzentrationen, wenn alle Enzymmoleküle Substrat gebunden haben“ existieren schlicht nicht.

Hyperbeln haben (als mathematische Objekte) zwei Asymptoten. Das ist für den Graphen der Michaelis-Menton-Gleichung nicht der Fall. Die Aussage ist ohne Erläuterung kaum verständlich.

Das Kreuzprodukt-Zeichen ist nicht erforderlich (wie schon andernorts in dieser Diskussion kritisiert ist).

Wieso wird die Größe [E]_t erst eingeführt, wenn weiter oben im Text schon vorkam? Was soll eine „totale“ Enzymkonzentration überhaupt sein? Gibt es dann vielleicht auch eine "relative"? Eine Definition wird nirgendwo angegeben.

Wieso "ist" die Michaelis-Konstante eine Konzentration, wie der vorgelegte Text unterstellt?

...usw.

Ich fand das ziemlich „unrettbar“ und formulierte es im Ganzen neu. Wie ich hoffe, zumindest etwas besser. Es wurde lang. Wer es in gleicher Verständlichkeit kürzer kann, mag sich daransetzen; ich lerne gern.

ZU den abschließenden Bemerkungen über die in weiter unten dargestellten Linearisierungen sah ich noch nicht durch. (Unter welchen nicht explizit genannten Nebenbedingungen ist eine Linearisierung ein Extrapolationsverfahren? Oder ist das die nächste "wilde Begriffsmischung"? Bei der gelesenen Formulierung wird mir auf Anhieb schon wieder mulmig...)

--Psychironiker (Diskussion) 22:58, 15. Aug. 2019 (CEST)

zum Abschnitt "Hill-Diagramm"

Vorgefundener Text zum Hill-Diagramm:

A. „Die Auftragung von

log v/(V_max-v) als Funktion von log [S] beziehungsweise

log r/(n-r) als Funktion von log [L]

ist eine Gerade der Steigung 1 (n_H = 1), wenn die Bindungsplätze voneinander unabhängig sind.Bei kooperativen Systemen kann die Steigung am Nullpunkt (der Hill-Koeffizient n_H) theoretisch der Zahl der Untereinheiten (n) gleichen, wird aber praktisch darunter bleiben. Falls die individuellen $K_{m}$-($K_{d}$-)Werte nicht durch Tangenten an die 45°- Ausläufer der Kurve extrapolierbar sind, ist n_H als ein Ersatzmaß ( - ? - ) der Kooperativität einzusetzen; nur für n_H = 1 gleicht der Nulldurchgang $\ln K_{m}$ (beziehungsweise $\ln K_{d}$).“

Der Graph der angegebenen Funktionen ist stets eine Gerade hat daher genau eine Steigung, eine „Steigung am Nullpunkt“ ist für eine Gerade nicht erklärt. Was ein „individueller“ $K_{m}$- oder ($K_{d}$-)Wert bedeuten soll, ist nirgendwo erklärt, ebensowenig, was ein „45°- Ausläufer der Kurve“ sein soll, oder ein „Nulldurchgang“. Diese wunderlichen Aussagen haben auch keine Entsprechungen in anderssprachigen Wikipedien (wohl aber im deutschsprachigen Artikel „Kooperativität“, in dem diese genauso unklar sind). Es ist etwas fraglich, ob Sie sich überhaupt auf das Hill-Diagramm beziehen. - Die Bezeichnungen für natürlichen Logarithmus (im deutschen Sprachraum mit „ln“ bezeichnet, im angelsächischen häufig mit „log“), wird plötzlich für den allgemeinen Logarithums (im deutschen Sprachraum mit „log“ bezeichnet) eingesetzt, eine Begründung nicht angegeben. - Die Textteile sind (wie ich denke, ohne erkennbaren Verlust) entfernt.

B. „Die Hill-Gleichung (…) mit $\theta$ als Anteil der besetzten Bindungsstellen, an denen das Pharmakophor des Liganden bindet, $[L]$ als Konzentration des ungebundenen Liganden, $K_{d}$ als scheinbare Dissoziationskonstante aus dem Massenwirkungsgesetz, $K_{A}$ als Konzentration des Liganden mit halbmaximaler Bindung, $n$ als Hill-Koeffizient."

Das Wort "Pharmkophor" ist mit dem gleichen Argument grammatisch männlich wie etwa Phosphor ( = Phosphóros) oder Christoph ( = Christóphoros) (vgl. z.B. die Disssertation https://d-nb.info/984383964/34 ) Die Einführung der Pharmakophor-Begrifflichkeit trägt nichts zur Klärung des behandelten Themas bei. Auch der Begriff „Ligand“ ist für die Beschreibung einer Enzymkinetik verzichtbar.

C. "Ein Hill-Koeffizient von 1 zeigt eine voneinander unabhängige Bindung zweier Liganden an, ein Wert größer als 1 weist auf eine positive Kooperativität hin, unter 1 weist auf negative Kooperativität hin."

Ein Hill-Koeffizient von 1 zeigt an, dass eine Enzymkinetik zutreffend ohne Annahme einer Kooperativität beschrieben werden kann; darüber, ob das betrachtete Enzym zwei, drei oder siebzehn Liganden (= Substratmoleküle) voneinander unabhängig zu binden vermag, sagt ein Hill-Koeffizient von 1 nichts aus.

Die in mehreren Quellen zu findende „halbwahre“ Aussage, dass ein Hill-Koeffizient von $n>1$ in einer Hill-Gleichung für positive Kooperativität steht, führt ohne die Nennung der zusätzlichen Bedingung, dass in diesem Fall Substrat-Konzentrationen $[S]>K_{A}$ betrachtet werden, in Widersprüche: Für $[S]<K_{A}$ verläuft der Graph der Hill-Gleichung unterhalb desjenigen einer Michalis-Menten-Gleichung (besonders gut sichtbar in Hill-Diagrammen mit logarithmisch geteilter Abszisse, in denen der Graph der einer logistischen Funktion ist) , sodass das Enzym gemäß Hill-Kinetik für $n>1$ für Substratkonzentrationen $[S]<K_{A}$ 'negative' Kooperativität zu zeigen scheint.

D. Die (leider geläufige, ebenso „halbwahre“) Aussage, dass die "Steilheit der Kurve" mit $n$ zunähme, trifft nicht im Allgemeinen zu, denn eine Steilheit „der Kurve" (insgesamt) ist weder definiert noch definierbar. Die Sprechweise führt notwendigerweise in verwirrende Widersprüche. So hat die direkt-lineare Darstellungder Hill-Gleichung

$\theta ={\dfrac {1}{\left({\dfrac {K_{A}}{[L]}}\right)^{n}+1}}$

für eine vorgegebene Konzentration $[L]$ die Steigung

${d\theta \over d[L]}={n\cdot ({K_{A} \over [L]})^{n} \over [L](({K_{A} \over [L]})^{n}+1)^{2}};$

die Steigung ist also beispielsweise für $K_{A}=10$ an der Stelle $[L]=1$ mit dem Ausdruck

${n\cdot 10^{n} \over (10^{n}+1)^{2}}$

gegeben. Die Steigung nimmt in diesem Fall also für $0<n<0,5$ mit wachsendem $n$ zu, für $1<n<2$ aber mit wachsendem $n$ ab (wie ein kurzer Blick auf den Graphen des Ausdrucks als Funktion in reellen $n$ zeigt). Sinnvoll ist, die Aussage über die Steilheit „der Kurve“ in Abhängigkeit vom Hill-Koeffizienten auf einen bestimmten Punkt des Graphen zu beziehen und diesen Punkt dann auch zu bezeichnen. Der Punkt $[S]=K_{A}$ bietet sich an.

E. "Bei einer Unabhängigkeit (n=1) gleicht sich die Hill-Gleichung der 'Langmuir-Gleichung' an.“

Bei einem Hill-Koeffizienten von 1 ist die Hill-Gleichung der Michaels-Menten-Gleichung äquivalent, wenn $K_{A}$ als Michaelis-Konstante $K_{M}$ interpretiert wird. Der Verweis auf die (der Michaelis-Menten-Gleichung) strukturgleiche Langmuir-Gleichung, die Adsorptionsvorgänge beschreibt, trägt nichts zur Klärung des Themas bei.

Die beispielsweise in der englischsprachigen Wikipedia unternommene Bezeichnung der hier behandelten Hill-Gleichung als Hill-Langmuir-Gleichung (zur Unterscheidung der Hill-Gleichung, die die Muskelkontraktion beschreibt) überzeugt insofern wenig, als die zum Vergleich angeführte Langmuir-Gleichung (der Adsorptionskinetik) keine Potenzen der Konzentration bzw. des Partialdrucks kennt und daher eher der Michaelis-Menten-Gleichung als der Hill-Gleichung analog ist. Dass Herr Langmuir ein nobelpreisgekrönter Chemiker und Physiker war, ändert nichts daran.

F. Da dem Hill-Diagramm eine andere Theorie zugrundliegt als den Linearisierungen der Michaelis-Menten-Kinetik, ist der Theorieteil entsprechend erweitert. Die Gliederung des Artikels insgesamt ist dem erweiterten Inhalt angepasst.

--Psychironiker (Diskussion) 23:23, 3. Nov. 2019 (CET)

Michaelis-Menten-Gleichung und Kd

Abschnitt Theorie für Enzyme mit einer Substratbindungsstelle.

Auf die Reaktionsgleichung (1) folgt eine Betrachtung des K_d Wertes, dann geht es mit K_M weiter.

Es kommt zu einem Widerspruch zwischen Gleichung 2 und 3, der beim Leser zu Verwirrung führen kann. Wenn Gleichung 3 wahr ist muss Gleichung 2 falsch sein.

Gleichung 2 würde nur gelten , wenn die Produktbildung nicht stattfindet, was ja in der Realität nie der Fall ist.

Man könnte den folgenden Abschnitt ganz weglassen:

Zur Beschreibung eines Reaktionsgleichgewichts der Bindungsreaktion hat die Gleichheit der Geschwindigkeiten von Hin- und Rückreaktion die Form:... Je besser das Enzym das Substrat bindet, umso niedriger ist die für eine Halbsättigung des Enzyms erforderliche Substratkonzentration.

Nach diesem Abschnitt wird die Michaelis-Menten-Gleichung ausgehend von der Reaktionsgleichung 1 klar hergeleitet, ohne dass der K_d noch einmal erwähnt wird. --Kbuessow (Diskussion) 16:53, 4. Feb. 2024 (CET)

Hallo Kbuessow, mir ist noch nicht klar, welche Gleichungen gemeint sind. --Ghilt (Diskussion) 18:13, 4. Feb. 2024 (CET)

${\frac {[E][S]}{[ES]}}={\frac {k_{-1}}{k_{1}}}=K_{\mathrm {d} }.\quad$ (2)

${\frac {[E][S]}{[ES]}}={\frac {k_{-1}+k_{cat}}{k_{1}}}=K_{m}.\quad$(3)

--Kbuessow (Diskussion) 14:57, 5. Feb. 2024 (CET)

ich lese es nochmal nach, kann ein paar Tage dauern. --Ghilt (Diskussion) 07:55, 6. Feb. 2024 (CET)

vermutlich andere Prämissen für beide Gleichungen. @Espresso robusta vielleicht steckst du im Thema drin? --Ghilt (Diskussion) 22:53, 18. Feb. 2024 (CET)

Ich kann mal schauen, ob der Abgleich mit Lehrbüchern (z. B. Mortimer, Physikalische Chemie) oder dem englischsprachigen Artikel hilfreich ist (kann aber dauern). Viele Grüße --Espresso robusta (Diskussion) 23:04, 18. Feb. 2024 (CET)