Eadie-Hofstee
Eadie-Hofstee 作图法(有时称为 Woolf-Eadie-Augustinsson-Hofstee 作图)是生物化学中用于分析酶动力学数据的另一种线性作图方法。与 Lineweaver-Burk 双倒数作图法不同,Eadie-Hofstee 图不取倒数,而是将反应速率 $v$ 对 $v/[S]$ 作图。该方法的数学基础同样源自 米氏方程 的代数变换。其主要优势在于能更均匀地分布实验数据点,避免了双倒数作图法中“挤压高浓度数据、放大低浓度误差”的缺陷。此外,它在形式上与受体-配体结合研究中的 Scatchard 作图在数学上是等价的。
数学推导:另一种变形
通过对 米氏方程 进行移项处理,可以推导出 Eadie-Hofstee 方程:
1. 原始米氏方程:
v = Vmax[S] / (Km + [S])
2. 交叉相乘:
v(Km + [S]) = Vmax[S]
3. 展开并整理:
vKm + v[S] = Vmax[S]
4. 两边同时除以 [S] 并移项:
v = -Km (v/[S]) + Vmax
↑ ↑ ↑ ↑
y = m • x + c
与 Lineweaver-Burk 的终极PK
虽然双倒数作图法(LB)最著名,但 Eadie-Hofstee(EH)在数据处理上往往更受青睐,二者各有千秋。
| 比较维度 | Lineweaver-Burk (LB) | Eadie-Hofstee (EH) |
|---|---|---|
| 数据分布 |
拥挤严重。 |
分布均匀。 |
| 误差来源 |
误差主要在 Y 轴 (1/v)。 |
双轴误差。 |
| 参数读取 |
需要计算倒数,不够直观。 |
Y 轴截距直接就是 $V_{max}$,非常直观。
|
Scatchard 关联: 在受体结合实验中,常用的 Scatchard 作图($Bound/[L]$ vs $Bound$)本质上就是 Eadie-Hofstee 作图,只是变量名称不同($v \leftrightarrow Bound$, $[S] \leftrightarrow [L]$)。
应用实例
- 检测非米氏动力学: 相比于 LB 图,Eadie-Hofstee 图对于线性偏离更为敏感。如果酶存在负协同效应或底物抑制,EH 图会呈现明显的曲线,而 LB 图可能看起来仍像直线,从而导致误判。
- 多酶体系分析: 如果体系中存在同工酶(具有不同 $K_m$ 的两种酶催化同一反应),EH 图会呈现典型的弯曲形状,便于解析出两个不同的 $K_m$ 值。
学术参考文献 [Academic Review]
[1] Eadie GS. (1942). The inhibition of cholinesterase by physostigmine and prostigmine. J Biol Chem.
[点评]:G.S. Eadie 首次引入了这种作图方式来分析酶抑制作用,比 Hofstee 早了十几年。
[2] Hofstee BHJ. (1959). Non-inverted versus inverted plots in enzyme kinetics. Nature.
[点评]:Hofstee 强力辩护了这种非倒数作图法(v vs v/[S])优于 Lineweaver-Burk 的倒数作图法,指出了后者对误差的扭曲。
[3] Scatchard G. (1949). The attractions of proteins for small molecules and ions. Annals of the New York Academy of Sciences.
[点评]:虽然用于配体结合,但数学原理完全相同,Scatchard 作图在药理学受体研究中具有统治地位。