10 酶促反应动力学-王镜岩生物化学(全)VIP专享VIP免费

第10章酶促反应动力学影响酶促反应速度的因素kineticsofenzyme—catalyzedreactions酶促反应的动力学酶促反应速度的测定与酶的活力单位反应时间产物浓度1酶促反应速度的测定2酶活力的测定酶活力的表示方法酶的活力单位习惯单位：某酶在最适条件下，单位时间内一定底物的减少或产物的生成所需的酶量国际单位（IU）：在标准条件下，一分钟内催化1umol底物转化的酶量为一个酶活力单位Kat单位：在一定条件下，每秒钟转化1mol底物所需的酶量酶的比活力每毫克蛋白所含酶的活力单位数（常常作为酶制剂纯度的指标）酶的转换数（Kcat）每秒钟、每个酶分子转换底物的umol数影响酶反应速度的因素2、底物浓度3、pH（最适pH的概念）4、温度（最适温度的概念）5、激活剂6、抑制剂1、酶浓度当S足够过量，其它条件固定且无不利因素时，v=k[E]二、底物浓度对酶反应速度的影响1、酶反应速度与底物浓度的关系曲线（Michaelis—Menten曲线）2、米氏方程的提出及推导3、米氏常数的意义4、米氏常数的测定1、酶反应速度与底物浓度的关系曲线酶促反应速度的测定反应时间产物浓度底物浓度对酶促反应速度的影响一级反应混合级反应零级反应[S]VVmax1/2VmaxKm酶促反应速度与底物浓度的关系（Michaelis-Menten曲线）1、当底物浓度较低时，表现为一级反应（v=dc/dt=kc线性关系）2、随着底物浓度的增加，反应表现为混合级反应。3、当底物浓度达到相当高时，表现为零级反应（与底物浓度无关）。SEESEP•根据以上实验结果，Henri和Wurtz提出了酶底物中间络合物学说。即酶和底物形成中间复合物的学说已得到许多实验证明。k2k1k32、单分子酶促反应的米氏方程及Km推导原则：从酶被底物饱和的现象出发，按照“稳态平衡”假说的设想进行推导。假定：1、[ES]稳态(浓度保持不变的状态)2、[底物]》[E]3、ES分解成产物的逆反应忽略不记SEESEPk2k1k3米氏方程的推导ESEtSES则：SSESESKmtESEESEPk2k1k3设km=———k2+k3k11kESSESSEtk2+k3[ES]生成速度：V1=K1([Et]-[ES])[S][ES]分解速度：V2=K2[ES]+K3[ES]即：K1([Et]-[ES])[S]=K2[ES]+K3[ES]当酶反应体系处于恒态时：V1=V2将（4）代入（3）则：SKSVvmmax(1)经整理得：SKSEmtES将（1）代入（2）得：v(3)当[Et]=[ES]时，mVv所以酶促反应速度由[ES]决定，即（2）(4)tmEkV3ESkv3SKSEkmt3SKSVvmmax米氏方程:米氏常数:km=———k2+k3k13、Km值（米氏常数）的意义（重点）（1）Km的物理意义：当酶促反应速度达到最大反应速度一半时的底物浓度。（2）Km是酶的特征常数之一，只与酶的性质有关，与酶浓度无关。（3）如果一种酶有几种底物，则对每一种底物，各有一个特定的Km值，其中Km最小的称为该酶的最适底物或天然底物。Km还受PH及温度的影响，因此Km作为常数只是针对一定的底物、一定PH、一定温度而言。测定的Km值可以作为鉴别酶的手段，但是必须在指定的实验条件下进行。酶底物Km(mmol/L)脲酶尿素25溶菌酶6-N-乙酰葡萄糖胺0.006葡萄糖-6-磷酸脱氢酶6-磷酸-葡萄糖0.058胰凝乳蛋白酶苯甲酰酪氨酰胺2.5甲酰酪氨酰胺12.0乙酰酪氨酰胺32.0Km=(k2+k3)/k1（4）判断反应速率v和Vmax之间的关系：若已知某个酶的Km值，就可以计算出在某一底物浓度时，其反应速率v相当于Vmax的百分率。或计算任何v下的[s]。（用Km的倍数表示）。SKSVvmmax练习题：已知某酶的Km值为0.05mol.L-1，要使此酶所催化的反应速度达到最大反应速度的80％时底物的浓度应为多少？•（5）、Km值可以帮助推断某一代谢反应的方向和途径，这对了解酶在细胞内的主要催化方向及生理功能有重要意义。•催化可逆反应的酶，对正逆两向底物的Km值往往是不同的，测定这些Km值的差别以及细胞内正逆两向底物的浓度，可以大致推测该酶催化正逆两向反应的效率。Vmax的意义•在一定酶浓度下，酶对特定底物的Vmax也是一个常数。pH、温度和离子强度等因素也影响Vmax的数值，•同一种酶对不同底物的Vmax也不同。转换数的定义•当底物浓度很高时，Vmax=k3[ES]=k3[E]，k3...