21-2효소반응속도론의 Michaelis-Menten 식에는 Km이라는… | 2021년 식품안전기사실기(필답형) 2회차 기출문제 상세 페이지

(1) 반응속도가 최대반응속도($V_{max}$)의 1/2이 될 때의 기질 농도(미카엘리스 상수)

(2) Km이 높으면 효소와 기질의 친화도가 낮고, Km이 낮으면 친화도가 높다

[해설]

미카엘리스-멘텐 식은 기질 농도와 초기 반응속도의 관계를 나타낸다.

$v = \dfrac{V_{max}[S]}{K_m + [S]}$

여기에 $[S] = K_m$을 대입하면

$v = \dfrac{V_{max}K_m}{K_m + K_m} = \dfrac{V_{max}}{2}$

즉 Km은 반응속도가 최대속도의 절반이 되는 지점의 기질 농도다. 단위도 농도 단위(mol/L 등)를 갖는다.

Km이 크다는 것은 절반의 속도를 내는 데에도 기질이 많이 있어야 한다는 뜻이므로 효소와 기질의 친화도가 낮다. 반대로 Km이 작으면 적은 기질만으로도 절반 속도에 도달하므로 친화도가 높다.

Km은 효소와 기질의 조합에 고유한 값이어서 효소의 농도를 바꾸어도 변하지 않는다(효소 농도를 올리면 Vmax만 커진다). 실제로는 미카엘리스-멘텐 곡선이 점근선을 가져 Vmax를 눈으로 읽기 어려우므로, 양변의 역수를 취한 라인위버-버크 식 $\dfrac{1}{v} = \dfrac{K_m}{V_{max}}\cdot\dfrac{1}{[S]} + \dfrac{1}{V_{max}}$의 직선에서 x절편 $-\dfrac{1}{K_m}$, y절편 $\dfrac{1}{V_{max}}$로 구한다.