The effects of intraparticle diffusion on the kinetics of gel entrapped enzymes

Authors


Abstract

The results of a theoretical treatment are given for the effect of intraparticle diffusion on the Michaelis-Menten kinetic behaviour of enzymes entrapped in spherical hydrogel particles. It is shown that curvature in Lineweaver-Burk plots may be expected, and that the influence of particle size on the activity of entrapped enzymes may be predicted. The effectiveness factor is discussed and analogies with heterogeneous catalysis noted. Experimental results are presented for the hydrolyses of model substrates by gel entrapped trypsin, β-galactosidase, glucose oxidase and urease which are consistent with the theoretical treatment.

Abstract

On présente les résultats d'une étude théorique pour déterminer l'effet qu'exerce une diffusion entre des particules sur le comportement cinétique (selon Michaelis et Menten) d'enzymes emprisonnés dans des particules sphériques d'hydrogels. On indique qu'on peut s'attendre à une courbure dans les tracés de Lineweaver et Burk et prévoir l'influence qu'auront les dimensions des particules sur l'activité des enzymes emprisonnés. On discute le facteur d'efficacité et note des analogies avec une catalyse hétérogène. On présente des résultats expérimentaux dans le cas des hydrolyses de substrats par la trypsine emprisonnée dans un gel, la β-galactosidase, l'oxydase de glucose et l'uréase; ils concordent avec ceux de l'étude théorique.

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