第8章 酶动力学.ppt

第8章 酶动力学;一、酶的作用动力学（kinetics） ;（一）底物浓度对反应速率的影响 （二）酶浓度对反应速率的影响 （三）pH对反应速率的影响 （四）温度对反应速率的影响 （五）激活剂对反应速率的影响 （六）抑制剂对反应速率的影响;单底物、单产物反应 酶促反应速度一般在规定的反应条件下，用单位时间内底物的消耗量和产物的生成量来表示 反应速度取其初速度，即底物的消耗量很小（一般在5﹪以内）时的反应速度 底物浓度远远大于酶浓度;对于简单的酶反应，当酶浓度和其他条件恒定时：; 当底物浓度较低时;为了要解释这一现象，Michaelis Menten 提出了中间络合物学说。 ;酶促反应过程中各浓度的变化;第一步: E+S ES ; 1913年Michaelis和Menten推导了米－曼氏方程式，简称米氏方程 ;2．米氏方程的推导 ; （2） E与S形成ES复合物的反应是快速平衡反应，而ES分解为E及P的反应为慢反应，反应速度取决于慢反应即: k3k2， V＝k3 [ES]。 （3） S的总浓度远远大于E的总浓度，因此在反应的初始阶段，S的浓度可认为不变即[S]＝[St]。即： ∵ [S][E] ∴[S] － [ES] ＝[S] ;稳态法推导： ;对于单底物、单产物反应，其反应过程需经过中间复合物ES，即： ;[E]?酶总量；[Et]?反应后t时的酶量； [ES]?中间产物浓度;(2)反应体系处于稳态 ;[E] =[ES], Vm = K3[E], 即K3 = Vm/ [E] (5) 同时，v = K3[ES], K3 = v/ [ES] (6) (5) + (6) 得： [ES] =v [E] /Vm (7) (7)代入(4)得： v [E] /Vm = [E][S]/（ Km ? [S] ）;当反应速度为最大反应速度一半时;3．米氏方程的讨论 ;1）、 Vmax的意义 定义：Vm是酶完全被底物饱和时的反应速度，与酶浓度成正比。（在一定酶浓度下，酶对特定底物的Vmax也为一常数） ;Km—— 米氏常数 由于 Km= (k2+k3)/k1 ， ∴ 为复合常数。 Km是酶的特征常数，经常表示酶与底物的亲和力。 Km值越大，亲和力越小。 ;（2）. Km可以反映酶与底物亲和力的大小。 Km越小，表示酶与底物的亲和力越大。 （3）. 可用于判断反应级数：当[S]0.01Km时，反应为一级反应；当[S]100Km时，ν=Vmax，反应为零级反应；当0.01Km[S]100Km时，为混合级反应。;（4）. Km是酶的特征性常数：在一定条件下(指一定的底物、pH、温度和离子强度等)，某种酶的Km值是恒定的，因而可以通过测定不同酶的Km值，来判断是否为不同的酶（酶的鉴定）。 （5）. Km可用来判断酶的最适底物：当酶有几种不同的底物存在时，通过测定酶在不同底物存在时的Km值，其Km值最小的底物，即为该酶的最适底物。;（6）.若已知某个酶的Km就可以计算某一底物浓度时，其反应速率相当于Vmax的百分数。如当[S]=3Km时，ν= 75%Vmax。 （7）.Km可帮助推断代谢反应的方向和途径：在多途径反应中，Km值小的酶反应占优势。 ;几种常见酶的Km值 酶 Km (mol/L) 底物 糜蛋白酶 0.108 甘氨酰酪氨酰甘氨酸 过氧化氢酶 0.025 H2O2 碳酸酐酶 0.009 H2CO3 β-半乳糖苷酶 0.004 D-乳糖 己糖激酶 0.0015 D-果糖 0.05 D-葡萄糖;有关米氏常数两点说明：;（1）v对[S]作图 ;（2）双倒数作图法（ double reciprocal plot ） 又称为林-贝氏(Lineweaver- Burk)作图法;（3）v对 作图（Eadie-Hofstee法） ;（4） [S]/v 对[S]作图（Hanes-Woolf法） ;（二）双底物双产物反应动力学机制;1．序列有序反应（ordered reactions 写作 ordered Bi Bi） ;2．序列随机反应（random reactions，