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Die Michaelis-Menten-Konstante (Km) beschreibt die Substratkonzentration, bei der ein Enzym die Hälfte seiner maximalen Reaktionsgeschwindigkeit erreicht. Sie ist ein zentrales Maß für die Affinität eines Enzyms zu seinem Substrat.
Die Michaelis-Menten-Konstante (Km) beschreibt die Substratkonzentration, bei der ein Enzym die Hälfte seiner maximalen Reaktionsgeschwindigkeit erreicht. Sie ist ein zentrales Maß für die Affinität eines Enzyms zu seinem Substrat.
Die Michaelis-Menten-Konstante, abgekürzt als Km, ist ein fundamentaler biochemischer Parameter zur Beschreibung der Enzymkinetik. Sie gibt diejenige Substratkonzentration an, bei der ein Enzym genau die Hälfte seiner maximalen Reaktionsgeschwindigkeit (Vmax) erreicht. Die Konstante ist nach den Biochemikern Leonor Michaelis und Maud Menten benannt, die 1913 die mathematischen Grundlagen der Enzymkinetik formulierten.
Der Km-Wert wird in der Einheit mol pro Liter (mol/L) oder Millimol pro Liter (mmol/L) angegeben und ist charakteristisch für jedes Enzym-Substrat-Paar unter definierten Bedingungen wie Temperatur und pH-Wert.
Der Km-Wert ist ein direktes Maß für die Affinität eines Enzyms zu seinem Substrat:
Der Km-Wert spielt eine entscheidende Rolle bei der Regulation von Stoffwechselwegen, da er bestimmt, wie empfindlich ein Enzym auf Schwankungen der Substratkonzentration in der Zelle reagiert.
Die Reaktionsgeschwindigkeit (v) einer enzymkatalysierten Reaktion wird durch die Michaelis-Menten-Gleichung beschrieben:
v = (Vmax × [S]) / (Km + [S])
Diese Gleichung beschreibt eine hyperbolische Kurve: Bei niedrigen Substratkonzentrationen steigt die Reaktionsgeschwindigkeit nahezu linear an, bei hohen Konzentrationen nähert sie sich asymptotisch dem Vmax-Wert.
In der Praxis wird der Km-Wert experimentell durch Messung der Reaktionsgeschwindigkeit bei verschiedenen Substratkonzentrationen ermittelt. Eine klassische Methode zur grafischen Auswertung ist die Lineweaver-Burk-Darstellung (doppelt-reziproker Plot), bei der der Km-Wert aus dem x-Achsenabschnitt (-1/Km) abgelesen werden kann. Modernere statistische Methoden wie die nichtlineare Regression werden heutzutage bevorzugt eingesetzt.
Der Km-Wert hat direkte Relevanz in der Pharmakologie und klinischen Biochemie:
Der Km-Wert ist keine absolute Konstante, sondern kann durch verschiedene Faktoren beeinflusst werden:
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