P50 (tlak)

Další použití viz P50 (disambiguation).

V biochemii představuje p50 parciální tlak plynu potřebný k dosažení 50% nasycení vazebných míst určitého proteinu. Hodnoty p50 negativně korelují s afinitou k substrátu; nižší hodnoty odpovídají vyšší afinitě a naopak. Tento pojem je analogický Michaelisově-Mentenově konstantě (KM), která určuje koncentraci substrátu potřebnou k tomu, aby enzym dosáhl 50 % své maximální reakční rychlosti.

Koncept p50 je odvozen z úvahy o frakčním nasycení proteinu plynem. Představme si myoglobin, bílkovinu, která je schopna vázat jednu molekulu kyslíku podle níže uvedené reverzibilní reakce, jejíž rovnovážná konstanta K (která je zároveň disociační konstantou, protože popisuje reverzibilní asociačně-disociační děj) je rovna součinu koncentrací (v rovnovážném stavu) volného myoglobinu a volného kyslíku, děleno koncentrací komplexu myoglobin-kyslík.

Mb + O 2 ↽ – – ⇀ Mb ⋅ O 2 {\displaystyle {\ce {Mb+O_{2}<=>Mb\cdot O_{2}}}} K = {\displaystyle {\ce {\it {{K}={\rm {\frac {}{}}}}}}}

Frakční nasycení YO2 myoglobinu udává, jaký podíl z celkové koncentrace myoglobinu tvoří myoglobin vázaný na kyslík, což lze převést jako podíl koncentrace volného kyslíku nad součtem této koncentrace a disociační konstanty K. Protože dvouatomový kyslík je plyn, lze si jeho koncentraci v roztoku představit jako parciální tlak.

Y O 2 = + ⇒ K + ⇒ p O 2 K + p O 2 {\displaystyle Y_{O_{2}}={\rm {{\frac {}{+}}\Rightarrow {\rm {{\frac {}{\it {{K}\,{\rm {+\,}}}}}\Rightarrow {\rm {\frac {\it {p{\rm {O_{2}}}}}{\it {{K}\,{\rm {+\,{\it {p{\rm {O_{2}}}}}}}}}}}}}}}}

Z definice p50 jako parciálního tlaku, při kterém je frakční nasycení 50%, můžeme odvodit, že se ve skutečnosti rovná disociační konstantě K.

p 50 K + p 50 = 0.5 ⇒ p 50 = K {\displaystyle {\frac {p_{50}}{K+p_{50}}}=0,5\Rightarrow p_{50}=K}

Například p50 myoglobinu pro O2 je 130 pascalů, zatímco P50 hemoglobinu dospělých je 3,5 kPa. Při nízkém parciálním tlaku O2 se tedy O2 vázaný na hemoglobin snadněji přenáší na myoglobin. Myoglobin, který se nachází ve vysokých koncentracích ve svalové tkáni, pak může přenášet kyslík do svalových vláken, kde se využije při tvorbě energie pohánějící svalovou kontrakci. Dalším příkladem je lidský fetální hemoglobin, který má vyšší afinitu (nižší P50) než hemoglobin dospělých, a proto umožňuje příjem kyslíku přes placentární difuzní bariéru.

.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.