zum Directory-modus

Affinitätsreaktionen

Rückbindung

An einer Grenzfläche mit endlicher Wechselwirkungsdicke l ist die erneute Bindung einer Komponente nach der Dissoziation von der Bindungsstelle möglich. Die Wahrscheinlichkeit zur Rückbindung steigt exponentiell mit der Konzentration der freien Bindungsstellen in der Wechselwirkungsschicht. Dies wurde bei Simulationsrechnungen in Form einer beladungsabhängigen, scheinbaren Dissoziationsratenkonstanten k d ( Γ ) berücksichtigt. Dabei entspricht k d ( Γ max ) der tatsächlichen Dissoziationsratenkonstanten der Wechselwirkung und k d ( 0 ) der minimalen, scheinbaren Dissoziationsratenkonstanten. Es wurde eine exponentielle Abhängigkeit der scheinbaren Dissoziationsratenkonstanten vom momentanen Bedeckungsgrad berücksichtigt. Der Rückbindungsgrad α ergibt sich als Quotient aus der minimalen, scheinbaren Dissoziationsratenkonstante k d ( 0 ) und der tatsächlichen Dissoziationsratenkonstanten k d ( Γ max )

α = k d ( 0 ) k d ( Γ max )

In der Abbildung ist die Dissoziationskinetik für die gleiche tatsächliche Dissoziationsratenkonstante bei unterschiedlichen Rückbindungsgraden α gezeigt.

Abb.1
Dissoziations- (A) und Assoziationskinetik (B).

Einfluss der Rückbindung auf die Bindungskinetik bei verschiedenen Rückbindungsgraden (unten: α = 1 ; Mitte: α = 0,1 ; oben: α = 0,01 ; k d ( Γ max ) = 1 10 2 s 1 ; K = 1 10 7 L/mol )

Schon bei einem Rückbindungsgrad von 0,1 ist ein erheblicher Einfluss auf die Dissoziationskurve festzustellen. Diese lässt sich nicht mehr durch einen einfachen exponentiellen Abfall beschreiben. Bi-exponentielle Modellfunktionen können zwar an den Kurvenverlauf angepasst werden, jedoch lassen sich die beiden ermittelten Dissoziationsratenkonstanten nicht sinnvoll zuordnen. Da die Dissoziationsratenkonstante in die Ratenkonstante der Assoziationskinetik eingeht, zeigt die Rückbindung auch hier starken Einfluss. Diese Tatsache ist unter B in der obigen Abbildung dargestellt. Bei kleinen Konzentrationen ergibt sich eine höhere Gleichgewichtsbeladung als bei Annahme einer ungestörten Kinetik, da die effektive Bindungskonstante durch die kleinere effektive Dissoziationsratenkonstante größer wird.

Die Krümmung der Bindungskurve ist bei kleinen Gleichgewichtsbeladungen deutlich geringer als bei der ungestörten Kinetik und lässt sich nicht durch eine einfache Exponentialfunktion beschreiben. Bei höheren Gleichgewichtsbeladungen gleichen sich die Krümmungen der Bindungskurven immer weiter an. Daher ermittelt man mit der Konzentration steigende Assoziationsratenkonstanten, wenn Rückbindung vorliegt.

Abb.2

Konzentrationsabhängigkeit der Assoziationsratenkonstante für Systeme mit ( ) und ohne ( ) Rückbindung

Seite 14 von 20