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第三章 酶催化反应动力学 米氏动力学方程的推导 Michaelis-Menton 快速平衡学说 Briggs-Haldane稳态学说 Michaelis-Menton 快速平衡学说 简化 三个假设 Michaelis-Menton方程推导过程 反应是一快速平衡 即E和ES之间存在平衡， ES分解生成产物的速度不足以破坏E和S之间 的平衡，即达到快速平衡态。 Briggs-Haldane稳态学说 用稳态的概念代替了快速平衡态的概念 稳态：反应进行一段时间，系统的中间产物浓度由零逐渐增加到一定数值，在一定时间内，尽管底物浓度和产物浓度不断地变化，中间产物也在不断地生成和分解，但是当中间产物生成和分解的速度接近相等时，它的浓度改变很小。 生成速度和分解速度相等，浓度达到了稳态。 米氏常数的意义 关于Km的分析 1.Km是酶的一个特征性常数 ①Km只与酶的性质有关，与酶的浓度无关 ②Km值只是在固定的底物浓度，一定的温度和pH条件下，一定的缓冲体系中测定的，不同条件下具有不同的Km值。 2. Km可近似地表示酶与底物的亲和力 ① Km越小，表示酶和底物的亲和力越大 ② Km越大，表示酶和底物的亲和力越小 3.如果一个酶有多个底物，则Km最小的底 物是该酶的最适底物 4.若已知Km，就可计算出在某一底物浓度时，V0相当于Vmax的百分率，如[S]=3Km，则V0=0.75Vmax。 5.如果代谢途径各酶的Km值已知，则Km值最大的酶为限速酶。 一些常见酶的Km值 反应速度 与底物浓度 之间的关系 当 时， 当 时, 反应速度 与酶浓度 之间的关系 米氏方程中 和 的求法(Lineweaver-Burk作图法——双倒数作图法) Lineweaver-Burk作图法——双倒数作图法 第二节 抑制作用动力学 根据抑制剂与酶的作用方式以及抑制作用是否可逆,可以将抑制作用分为两大类: 1.不可逆抑制作用(irreversible inhibition) 2.可逆抑制作用(reversible inhibition) 可分为：竞争性抑制、非竞争性抑制、反竞争性抑制。 不可逆抑制作用 概念：抑制剂通常以共价键与酶活性中心上的必需基团相结合，使酶失活，不能用透析、超滤等方法予以除去。 举例: 有机磷化合物 ?? 羟基酶 重金属离子及砷化合物 ?? 巯基酶 竞争性抑制作用（competitive inhibition) 概念：抑制剂与酶的底物结构相似，可与底物竞争酶的活性中心，从而阻碍酶与底物结合形成中间产物，而抑制酶的活性。 反应模式 举例：丙二酸对琥珀酸脱氢酶的抑制 磺胺药对细菌FH2合成酶的抑制 动力学方程的推导 竞争性抑制作用的特点 抑制剂和底物竞争酶的结合部位 抑制程度取决于I和S的浓度以及与酶结合的亲和力大小。 Vmax不变，而表观Km值增大。 非竞争性抑制作用(noncompetitive inhibition) 概念：抑制剂与酶活性中心外的必需基团结合，底物与抑制剂之间无竞争关系。 反应模式 抑制特点 1.抑制剂与酶活性中心外的必需基团结 合，底物与抑制剂之间无竞争关系； 2.抑制程度取决于抑制剂的浓度； 3. Vmax降低，表观Km不变。 反竞争性抑制作用(uncompetitive inhibition) 概念：抑制剂仅与酶和底物形成的中间产物(ES)结合，使ES的量下降。这样，既减少从ES转化为产物的量，也同时减少从ES解离出游离酶和底物的量。 反应模式 抑制特点 抑制剂只与酶－底物复合物结合； 抑制程度取决与抑制剂的浓度及底物的浓度； Vmax降低，表观Km降低。 作业题 平衡态与稳态法的比较，能用稳态法推导米氏方程。 理解掌握可逆抑制中三种类型动力学方程、双倒数图以及动力学常数变化情况。 2、?? 随机反应机理 底物A、B与酶结合的顺序是随机的，形成的三元复合物AEB → QEP，产物P、Q的释放顺序也是随机的。 ? （二）双底物反应的动力学方程 一、别构酶 （一）概念：某些酶的分子表面除活性中心外，尚有调节部位，当调节物（或称别构物）结合到此调节部位时，引起酶分子构象变化，导致酶活性改变，这类酶称为别构酶。 其结构特性：（1）有多个亚基 　 （2）有四级结构 　 （3）酶分子中除了有结合底物并催化反应的活性中心外，还有可以结合调节物的别构中心。活性中心和别构中心可能位于不同的亚基或相同的亚基的不同