Saturaatiokäyrä

Saturaatiokäyrä kuvaa vasteen ja syötteen välistä suhdetta: kun syöte kasvaa, vaste aluksi kasvaa nopeasti mutta lopulta rajoittuu maksimiin. Käyrä on yleinen ilmiö monissa järjestelmissä, joissa reagoiva resurssi tai sitoutumispinta on rajallinen, kuten entsyymipaikkojen määrä, ligandien sitoutuminen reseptoriin tai sensorin dynamiikka.

Yleisimmin käytetty malli on Michaelis–Menten -malli, jossa vaste (reaktionopeus) v = Vmax [S] / (Km + [S]). Tämä tuottaa hyperbolisen saturaatioilmiön: kun [S] kasvaa, nopeus lähestyy maksimiarvonsa. Cooperaation tapauksissa käytetään Hill-yhtälöä: y = Vmax [S]^n /(Kd^n + [S]^n); n kuvaa cooperaatiota ja muuttaa käyrän sigmoidaaliseksi, kun n > 1. Adsorptiossa isothermeissa voidaan tavata Langmuirin isothermi: q = qmax (K C)/(1 + K C).

Sovelluksia ovat entsyymireaktiot ja reseptoriligandi-signaalit, sensorivasteet sekä aineiden adsorptio pinnoille. Parametrit kertovat vasteen dynamiikasta: Vmax on suurin mahdollinen vaste, Km (ja Kd) kuvaavat affiniteettia ja tarvittavaa konsentraatiota, ja Hillin kerroin n määrittää cooperaation astetta. Saturaatiokäyrää käytetään dynamiikan, herkkyyden ja kapasiteetin arviointiin sekä erilaisten järjestelmien vertailuun.