P50 (paine)

Muut käyttötarkoitukset, katso P50 (disambiguation).

Biokemiassa p50 edustaa kaasun osapaineita, jotka tarvitaan tietyn proteiinin sitoutumiskohtien 50 %:n kyllästymiseen. P50:n arvot korreloivat negatiivisesti substraattiaffiniteetin kanssa; alhaisemmat arvot vastaavat korkeampaa affiniteettia ja päinvastoin. Termi on analoginen Michaelis-Mentenin vakiolle (KM), joka määrittää substraattikonsentraation, joka tarvitaan, jotta entsyymi saavuttaa 50 % maksimaalisesta reaktionopeudestaan.

Käsite p50 on johdettu tarkastelemalla proteiinin osittaista kyllästymistä kaasulla. Kuvitellaan myoglobiini, proteiini, joka kykenee sitomaan yhden happimolekyylin alla olevan reversiibelin reaktion mukaisesti, jonka tasapainovakio K (joka on myös dissosiaatiovakio, koska se kuvaa reversiibeliä assosiaatio-dissosiaatiotapahtumaa) on yhtä suuri kuin vapaan myoglobiinin ja vapaan hapen konsentraatioiden tulo (tasapainossa) jaettuna myoglobiini-happikompleksin konsentraatiolla.

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

Myoglobiinin fraktionaalinen kyllästys YO2 on se, mikä osuus myoglobiinin kokonaiskonsentraatiosta on happeen sitoutunutta myoglobiinia, joka voidaan järjestää uudelleen vapaan hapen konsentraationa kyseisen konsentraation ja dissosiaatiovakion K summasta. Koska kaksiatominen happi on kaasu, sen pitoisuus liuoksessa voidaan ajatella osapaineena.

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

Määrittelemällä p50 osapaineeksi, jossa fraktionaalinen kyllästys on 50 %, voimme päätellä, että se on itse asiassa yhtä suuri kuin dissosiaatiovakio K.

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

Esimerkiksi myoglobiinin p50 O2:lle on 130 pascalia, kun taas aikuisen hemoglobiinin p50 on 3.5 kPa. Näin ollen, kun O2-osapaine on alhainen, hemoglobiiniin sitoutunut O2 siirtyy helpommin myoglobiiniin. Myoglobiini, jota esiintyy suurina pitoisuuksina lihaskudoksessa, voi sitten siirtää happea lihaskudoksen lihassäikeisiin, missä se käytetään energian tuottamiseen lihassupistusta varten. Toinen esimerkki on ihmisen sikiön hemoglobiini, jolla on korkeampi affiniteetti (alhaisempi P50) kuin aikuisen hemoglobiinilla ja joka siksi mahdollistaa hapen ottamisen istukan diffuusioesteen yli.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.