Hillova enačba (biokemija)

Iz Wikipedije, proste enciklopedije
Skoči na: navigacija, iskanje

V biokemiji Hillova enačba služi ocenjevanju kooperativnosti pri vezavi liganda na makromolekulo, npr. na encim ali receptor. Enačbo je leta 1910 prvi uporabil angleški fiziolog Archibald Vivian Hill kooperativne vezave kisika (O2) na hemoglobin,[1] pozneje pa so enačbo razširili na splošno analizo kooperativne vezave liganda na protein z večimi podenotami, in jo lahko zapišemo kot:

 \theta = {[L]^n \over K_d + [L]^n} ,

kjer je:

  •  \theta - delež zasedenih vezavnih mest,
  • [L] - koncetracija liganda,
  • K_d - disociacijska konstanta,
  • n - Hillov koeficient.

Izpeljava in lastnosti enačbe[uredi | uredi kodo]

V splošnem lahko vsako reverzibilno vezavo liganda (L) na protein (P) zapišemo kot:

P + L \; \longleftrightarrow \; PL . \; \qquad \qquad (1)

Delež vezanega liganda na protein predstavlja pravzaprav razmerje med zasedenimi vezavimi mesti (PL) in celotnim številom vezavnih mest na proteinu, kar lahko izrazimo kot:

\theta \; = \frac{[PL]}{[PL] + [P]} . \; \qquad \qquad (2)

Disociacijska konstanta pove ravnovesno stanje med nevezanimi komponentami in kompleksom:

Kd \; = \frac{[P][L]}{[PL]} , \; \qquad \qquad (3)

z zamenjavo količnika in delitelja pa dobimo:

[PL] \; = \frac{[P][L]}{[Kd]} . \; \qquad \qquad (4)

Z vstavitvijo enačbe (4) v enačbo (2) dobimo:

\theta \; = \frac{[L]}{[L] + Kd} . \; \qquad \qquad (5)

Za protein z n vezavnimi mesti lahko enačbo (1) zapišemo kot:

P + nL \longleftrightarrow PL_n ,

in z upoštevanjem tega faktorja pri prejšnem izpeljevanju dobimo Hillovo enačbo:

\theta \; = \frac{[L]^n }{[L]^n  + Kd} . \; \qquad \qquad (6)

Hillov koeficient[uredi | uredi kodo]

Pri Hillovi enačbi n (tudi nH) predstavlja Hillov koeficient, s katerim opišemo kooperativnost vezave:

  • če je nH > 1, je reakcija pozitivno kooperativna, kar pomeni da se z vezavo liganda poveča afiniteta za vezavo liganda na drugih vezavnih mestih;
  • če je nH < 1; je reakcija negativno kooperativna, kar pomeni da se z vezavo liganda zmanjša afiniteta za vezavo liganda na drugih vezavnih mestih;
  • nH = 1, reakcija ni kooperativna, saj vezava liganda ne spremeni afinitete za vezavo liganda na drugih vezavnih mestih (npr. pri mioglobinu).

Opombe in reference[uredi | uredi kodo]

  1. ^ Hill, A. V. (1910). "The possible effects of the aggregation of the molecules of hæmoglobin on its dissociation curves" (PDF). J. Physiol. 40: iv–vii. Pridobljeno dne 29.08.2009. 
  • Nelson, D.L. & Cox, M.M. Lehninger Principles of Biochemistry, 5. izdaja. NY: W.H. Freeman and Company, str. 162, 164-165. ISBN 9781429208925