pH 7.1 तथा 274 K पर कार्बोनिक एनहाइड्रेज (2.5 x 10-9mol dm-3) लाल रक्त कोशिकाओं में CO₂ के जलयोजन को उत्प्रेरित करता है। अभिक्रिया की दर v (mol dm-3s-1 में) अपने अधिकतम मान तक पहुंचती है जब सब्सट्रेट सांद्रता (mmol dm^-3में) के साथ निम्नलिखित समीकरण के अनुसार बदलता है

\(\frac{1}{v}=4\left\{1+\frac{10}{[S]_0}\right\}\)

एंजाइम की उत्प्रेरण दक्षता (dm3mol-1s-1 में) कितनी है?

Question

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This question was previously asked in

CSIR-UGC (NET) Chemical Science: Held on (18 Sept 2022)

Answer 1

संकल्पना:

एंजाइम जैविक उत्प्रेरक होते हैं जो उत्प्रेरक प्रक्रिया में उपभोग किए बिना रासायनिक अभिक्रियाओं को कई गुना तेज करते हैं।
कई जैविक प्रक्रियाएँ जिसमें क्रियाकारक का उत्पादों में रूपांतरण शामिल होता है, इस प्रकार, एंजाइमों की उत्प्रेरक सक्रियता पर निर्भर करती हैं।
एंजाइम उत्प्रेरक अभिक्रिया हमेशा माइकलिस-मेंटन क्रियाविधि का पालन करती है। अभिक्रिया की दर और एंजाइम-क्रियाकारक के बीच संबंध इस प्रकार दिया गया है,

\(\frac{1}{v} = \frac{1}{v_{max}} + \frac{k_M}{v_{max}}\frac{1}{[S]}\)......(1)

जहाँ v = अभिक्रिया का वेग,

Vmax = तंत्र द्वारा प्राप्त अधिकतम दर

[s] = क्रियाकारक सांद्रता

kM = माइकलिस स्थिरांक

व्याख्या:

दिया गया है, अभिक्रिया की दर, v (mol dm-3s-1) अपना अधिकतम मान तब प्राप्त करता है जब क्रियाकारक (S) सांद्रता (mmol dm-3) के साथ परिवर्तित किया जाता है, निम्नलिखित समीकरण के अनुसार

\(\frac{1}{v}=4\left\{1+\frac{10}{[S]_0}\right\}\)

या, \(\frac{1}{v}=\left\{4+\frac{40}{[S]_0}\right\}\).......(2)

Vmax/Km = 0.025 s^-1

अब, pH 7.1 और 274 K पर कार्बोनिक निर्जलीकृत होने पर (2.5 x 10-9mol dm-3) लाल रक्त कोशिकाओं में CO2 के जलयोजन को उत्प्रेरित करता है।
इस प्रकार, उत्प्रेरक दक्षता

= 0.025 s-1/2.5 x 10-9mol dm-3

=10⁷ dm3mol-1s-1

निष्कर्ष:-

इसलिए, एंजाइम की उत्प्रेरक दक्षता (dm3mol-1s-1) 107 dm3mol-1s-1 है।