Kinetika enzim adalah disiplin ilmu yang mempelajari kecepatan reaksi kimia yang melibatkan enzim. Studi tentang kecepatan dan dinamika enzim ini, memungkinkan kita untuk mengetahui secara mendalam mekanisme kerja enzim tersebut, perannya dalam metabolisme, dan pengaturan aktivitasnya oleh inhibitor alami, obat-obatan, racun atau jenis lain dari enzim. zat.
Enzim adalah protein yang mampu memanipulasi makromolekul lain, yang disebut substrat. Substrat mampu mengikat situs aktif enzim, yaitu, ia mengikat area enzim tertentu, yang dirancang khusus untuk mengikat substrat. Setelah penyatuan ini terjadi, katalisis terjadi, yaitu memperoleh produk dari substrat, berkat aksi enzimatik.
Beberapa enzim mampu mengikat substrat yang berbeda dan memperoleh produk yang berbeda dari mereka, misalnya protease dapat bekerja pada protein yang berbeda untuk mendapatkan berbagai polipeptida. Dalam beberapa kasus, enzim mampu mengikat dua substrat pada saat yang sama, seperti DNA polimerase, yang mengikat untai DNA dan nukleotida, untuk menambahkannya ke rantai.
Laju reaksi yang dikatalisis enzim berbanding lurus dengan konsentrasi substrat, hingga suatu titik. Seperti terlihat pada gambar di bawah, ketika konsentrasi substrat rendah, sebagian molekul enzim memiliki situs aktif bebasnya. Jika kita meningkatkan jumlah substrat, situs aktif bebas ini akan mengikatnya, mempercepat laju reaksi substrat menjadi produk. Jika kita terus meningkatkan jumlah substrat, akan tiba saatnya ketika tidak ada lagi situs aktif bebas, maka kecepatan reaksi tidak bisa lagi meningkat. Ketika titik ini tercapai, enzim dikatakan jenuh.
Dalam kinetika enzim, dua sifat terpenting adalah: waktu yang dibutuhkan enzim untuk mencapai titik jenuhnya dan kecepatan maksimum yang dapat dicapai oleh reaksi yang dikatalisis oleh enzim tersebut.
Laju reaksi enzimatik dapat diukur di laboratorium. Karena enzim tidak dikonsumsi dalam proses katalisis reaksi, penurunan konsentrasi substrat dari waktu ke waktu, atau peningkatan konsentrasi produk , biasanya diukur . Konsentrasi ini dapat diukur dengan spektrofotometri atau radiometri.
Jika kita memiliki enzim substrat tunggal, kita dapat merepresentasikan reaksi yang dikatalisis oleh enzim menggunakan skema berikut:
Seperti yang bisa kita lihat, awalnya kita memiliki enzim dan substrat yang terpisah. Kemudian kompleks enzim-substrat terbentuk ketika substrat berikatan dengan sisi aktif enzim. Akhirnya, enzim melepaskan produk reaksi. K 1 , K -1 dan K 2 adalah konstanta kinetika reaksi.
Kecepatan reaksi ini dapat diwakili oleh rumus berikut:
Di mana k 2 juga disebut jumlah omset, mewakili jumlah maksimum reaksi dikatalisis, per detik.