ما هي حاسبة نشاط الإنزيم؟
تقيس هذه الأداة مدى سرعة الإنزيم في تحويل ركيزته (Substrate)، ويُعبَّر عن ذلك بالوحدات الدولية (U)، حيث تعادل الوحدة الواحدة (1 U) تحويل 1 ميكرومول من الركيزة في كل دقيقة. وتعتمد الحاسبة على قانون بير-لامبرت لتحويل التغير المقاس في الامتصاصية إلى كمية مولارية من الناتج، ثم تُعدِّل هذا المعدل بحسب حجم الإنزيم المستخدَم. وهي أداة عامة في الكيمياء الحيوية وعلم الإنزيمات، ولا ترتبط بأي دولة أو نظام محدد.
كيفية الاستخدام
أجرِ مقايستك الطيفية (Spectrophotometric assay) وسجّل التغير في الامتصاصية (\(\Delta A\)) خلال زمن ثابت. ثم أدخل قيمة \(\Delta A\)، وزمن التفاعل بالدقائق، ومعامل الانطفاء المولاري \(\varepsilon\) للمجموعة الملوّنة لديك (بوحدة \(\text{mM}^{-1}\cdot\text{cm}^{-1}\))، وطول مسار الخلية (الكيوفيت، وعادةً 1 سم)، وحجم التفاعل الكلي، وحجم عينة الإنزيم المضافة. تأكّد من أن وحدات \(\varepsilon\) وأحجامك متناسقة فيما بينها كي تأتي النتيجة بوحدة/مل.
شرح المعادلة
$$\text{Activity (U/mL)} = \dfrac{\Delta A \times V_{total}}{\varepsilon \times l \times t \times V_{enzyme}}$$ يعطي الحدّ \(\Delta A / (\varepsilon \times l)\) التغير في تركيز الناتج (بالميلي مولار) وفق قانون بير. وعند الضرب في \(V_{total}\) يتحول التركيز إلى ميكرومول من الناتج. والقسمة على الزمن \(t\) تعطي ميكرومول/دقيقة (أي الوحدات U)، فيما تؤدي القسمة على \(V_{enzyme}\) إلى تعديل النتيجة لتصبح نشاطًا لكل مل من الإنزيم.
مثال تطبيقي
لنفترض أن \(\Delta A = 0.3\)، وt = 1 دقيقة، و\(\varepsilon = 6.22\ \text{mM}^{-1}\cdot\text{cm}^{-1}\) (وهي قيمة NADH عند 340 نانومتر)، وl = 1 سم، و\(V_{total} = 3\) مل، و\(V_{enzyme} = 0.1\) مل. عندئذٍ يكون النشاط $$= \dfrac{0.3 \times 3}{6.22 \times 1 \times 1 \times 0.1} = \dfrac{0.9}{0.622} \approx 1.447 \text{ وحدة/مل}$$ أما معدل التفاعل الكلي داخل الخلية فهو \(0.9 / 6.22 \approx 0.1447\) ميكرومول/دقيقة.
الأسئلة الشائعة
ما الوحدة التي يجب أن تكون عليها \(\varepsilon\)؟ استخدم \(\text{mM}^{-1}\cdot\text{cm}^{-1}\) مع الأحجام بالمل للحصول على النتيجة بوحدة/مل. قيمة NADH عند 340 نانومتر هي \(6.22\ \text{mM}^{-1}\cdot\text{cm}^{-1}\).
ما المقصود بالوحدة الواحدة (U)؟ هي كمية الإنزيم التي تحوّل 1 ميكرومول من الركيزة في الدقيقة الواحدة وفق ظروف المقايسة.
كيف أحسب النشاط النوعي؟ اقسم النتيجة بوحدة/مل على تركيز البروتين (مغ/مل) في عينة الإنزيم للحصول على وحدة/مغ.
