熟悉微生物生长规律及酶促反应的粉丝应该知道monod方程和米氏方程,monod方程所揭示的是细胞的比生长速率与唯一碳源浓度之间的相关关系,米氏方程是酶促反应过程中底物浓度与酶促反应速率的关系,二者的方程有诸多类似之处,具体见下表,二者方程为何如此相似?作者就自己的学习体会做如下分析。
在生物相关领域,除了莫诺方程和米氏方程,等温吸附方程参数及方程构造同样类似,见下表:
等温吸附方程定义:
朗格缪尔的研究认为固体表面的原子或分子存在向外的剩余价力,它可以捕捉气体分子。这种剩余价力的作用范围与分子直径相当,因此吸附剂表面只能发生单分子层吸附。
比较分析如下:
参数比较:
所求参数皆为速率,方程中都含有所求速率的最大值常数μmax、Vmax、或qmax,都含有一个常数:Ks、Km、Kd
方程形式:
三组方程形式完全一致,分子部分为a、b两部分乘机,分母部分为b、c两部分之和
a为最大速率,b为系统内的底物或溶质浓度、c为速率常数
发明过程:
莫诺方程来源于试验数据,米氏方程及等温吸附方程来源于理论推导
方程求解;
都可以用Linewearver-Burk作图法(双倒数作图法)计算
方程相似的内在原因分析:
本文作者认为:封闭的系统必然有最大反应速率;底物浓度、溶质浓度在低浓度时,酶促反应、细胞吸收或吸附剂表面吸附能力可以在极短的时间内完成,此时浓度决定速率;当底物或溶质浓度极大化且不影响或抑制酶活性、细胞生长或吸附剂功效,此时底物或溶质被利用或吸收的能力由酶促反应、细胞生长或吸附剂本身的能力决定;又因为酶可以重复使用、细胞在没有抑制物、有害物质的存在下可以无限繁殖,所以反应会以Vmax或μmax进行下去,即由1级反应向0级反应过渡。
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