生物化学课件9 酶促反应动力学.ppt

台州学院生命科学与医药化工学院 柯世省 （一）抑制程度的两种表示方法 1、相对活力 ★相对活力分数 (残余活力) ★相对活力百分数*100% 2、抑制率 ★抑制分数 （被抑制活力） ★抑制百分数 （二）抑制作用的类型 1、不可逆的抑制作用 抑制剂与酶活性中心（外）的必需基团共价结合，使酶的活性下降，无法用透析、超滤等物理方法除去抑制剂而使酶复活。 2、可逆的抑制作用 抑制剂与酶蛋白非共价键结合，可以用透折、超滤等物理方法除去抑制剂而使 酶复活。 （1）竞争性抑制（Competitive inhibition） ?抑制剂具有与底物类似的结构，竞争酶的活性中心，并与酶形成可逆的EI复合物，阻止底物与酶结合。 可以通过增加底物浓度而解除此种抑制。 （2）非竞争性抑制（noncompetitive inhibition） 底物和抑制剂可以同时与酶结合，但是，中间的三元复合物ESI不能进一步分解为产物，因此，酶的活性降低。 抑制剂与酶活性中心以外的基团结合，其结构可能与底物无关。不能通过增加底物浓度的办法来消除非竞争性抑制作用。 （3）反竞争性抑制 酶只有在与底物结合后，才能与抑制剂结合。 E+S→ES+I →ESI≠ P 常见于多底物的酶促反应中 （三）可逆抑制作用与不可逆抑制作用的鉴别 1、通过透析、超滤、凝胶过滤等 2、通过v-E速度曲线 [E] v 1 2 3 (1) 反应体系中不加I。 (2) 反应体系中加入一定量的不可逆抑制剂。 (3)反应体系中加入一定量的可逆抑制剂。 [E] v 不可逆抑制剂的作用 [E] v 可逆抑制剂的作用 [I ]增高→ [I ]增高 3、通过可逆抑制剂的动力学曲线可以区分三种可逆抑制作用 （四）可逆抑制作用动力学 1、竞争性抑制 动力学方程： （Ki为EI的解离常数） ★Vmax不变; Km变大，而且随[I]浓度的增大而增大。 相对活力： 抑制分数： ★抑制程度决定于[I]、[S]、Km和Ki 2、非竞争性抑制 动力学方程： ★Km不变，Vmax降至Vmax/（1+[I]/Ki） 相对活力： 抑制分数： ★抑制程度决定于[I]和Ki ，与底物的Km和[S]无关 3、反竞争性抑制 动力学方程： ★Km及Vmax都变小 上海大学生命科学学院 * 第九章 酶促反应动力学 一、化学动力学基础 二、底物浓度对酶反应速率的影响 三、酶的抑制作用 四、温度对酶反应速度的影响 五、pH对酶反应的影响 六、激活剂对酶反应的影响 一、化学动力学基础 化学反应的两个基本问题：（1）反应进行的方向、可能性和限度；（2）反应进行的速率和反应机制。 （一）反应速率及其测定 反应速率是以单位时间内反应物或生成物浓度的改变来表示。用瞬时速率表示反应速率： v =dc/dt 反应速率的测定实际上就是测定不同时间的反应物或生成物的浓度。 （二）反应分子数和反应级数 1. 反应分子数：在反应中真正相互作用的分子的数目。 单分子反应，双分子反应，…… 判断一个反应是单分子反应还是双分子反应，应先了解反应机制，即反应过程中各个单元反应是如何进行的。 2. 反应级数：根据实验结果，整个化学反应的速率服从哪种分子反应速率方程式，则这个反应即为几级反应。 一级反应，二级反应，……，零级反应。 （三）各级反应的特征 1. 一级反应 凡是反应速率只与反应物的浓度的一次方成正比的，这种反应就称为一级反应。 速率常数与半衰期成反比，半衰期与反应物的初浓度无关。 2. 二级反应 凡是反应速率与反应物浓度二次方（或两种物质浓度的乘积）成正比的，这种反应就称为二级反应。 半衰期与初浓度成反比。 3. 零级反应 凡是反应速率与反应物浓度无关而受它种因素影响而改变的反应。 半衰期与初始浓度成正比。 二、底物浓度对酶反应速率的影响 （一）中间络合物学说 1903年，Henri用蔗糖酶水解蔗糖的实验 在低底物浓度时, 反应速度与底物浓度成正比，表现为一级反应特征。 随着底物浓度的增加, 反应速度不再按正比升高，反应表现为混合级反应。 当底物浓度达到一定值，反应速度达到最大值（Vmax），此时再增加底物浓度，反应速度不再增加，表现为零级反应。 酶与底物的中间络合物学说（Henri和Wurtz） S+E ES P+E 中间产物假说证据： （1）ES复合物已被电子显微镜和X射线晶体结构分析直接观察到。 （2）酶和底物的光谱特性在形成ES后发生变化。 （3）酶的物理性质经常在形成ES后发生变化。 （4）已分离得到ES复合物。 （5）平衡透析时，底物浓度在半透膜内外不等。 （二）酶促反应