什麼是酵素活性計算器?
這個工具用來衡量酵素轉化受質的速率,並以國際單位(U)表示,其中1 U=每分鐘轉化 1 µmol 受質。它運用比爾-朗伯定律(Beer–Lambert law),將實測的吸光度變化換算為產物的莫耳數,再依所使用的酵素體積進行正規化。這是一項通用的生物化學/酵素學工具,不限定於任何特定國家或地區的規範。
使用方式
進行分光光度(spectrophotometric)測定,並記錄固定時間內的吸光度變化(\(\Delta A\))。接著輸入 \(\Delta A\)、以分鐘為單位的反應時間、所測發色團的莫耳吸光係數 \(\varepsilon\)(單位為 \(\text{mM}^{-1}\cdot\text{cm}^{-1}\))、比色管光徑(通常為 1 cm)、總反應體積,以及加入的酵素樣品體積。請確認 \(\varepsilon\) 與各項體積的單位彼此一致,這樣計算結果才會以 U/mL 呈現。
公式解析
$$\text{Activity (U/mL)} = \dfrac{\Delta A \times V_{total}}{\varepsilon \times l \times t \times V_{enzyme}}$$其中 \(\Delta A / (\varepsilon \times l)\) 依比爾定律求得產物濃度的變化量(mM)。再乘以 \(V_{total}\),即可把濃度換算為產物的 µmol 數。除以反應時間 \(t\) 得到 µmol/min(即單位 U),最後再除以 \(V_{enzyme}\),便可正規化為每 mL 酵素的活性。
範例計算
假設 \(\Delta A = 0.3\)、\(t = 1\ \text{min}\)、\(\varepsilon = 6.22\ \text{mM}^{-1}\cdot\text{cm}^{-1}\)(340 nm 下的 NADH)、\(l = 1\ \text{cm}\)、\(V_{total} = 3\ \text{mL}\)、\(V_{enzyme} = 0.1\ \text{mL}\)。則活性 $$\text{Activity} = \dfrac{0.3 \times 3}{6.22 \times 1 \times 1 \times 0.1} = \dfrac{0.9}{0.622} \approx 1.447\ \text{U/mL}$$比色管內的總反應速率為 \(0.9 / 6.22 \approx 0.1447\ \text{µmol/min}\)。
常見問題
\(\varepsilon\) 應使用什麼單位?請使用 \(\text{mM}^{-1}\cdot\text{cm}^{-1}\),並搭配以 mL 為單位的體積,即可得到 U/mL。340 nm 下的 NADH 為 \(6.22\ \text{mM}^{-1}\cdot\text{cm}^{-1}\)。
一個單位(U)是什麼?一個單位指在該測定條件下,每分鐘可轉化 1 µmol 受質所需的酵素量。
如何計算比活性(specific activity)?將 U/mL 的結果除以酵素樣品的蛋白質濃度(mg/mL),即可得到 U/mg。