(2.15)--第03章-4-酶促反应动力学-I-底物浓度.ppt

第三节酶促反应动力学KineticsofEnzyme-CatalyzedReaction酶促反应动力学是研究酶促反应速率以及各种因素对酶促反应速率影响机制的科学。酶促反应速率可受多种因素的影响，如底物浓度、酶浓度、温度、pH、抑制剂及激活剂等。底物浓度对反应速率的影响呈矩形双曲线关系一、底物浓度对酶促反应速率的影响bca初速度Vmax底物浓度[S]a、底物浓度[S]较低时，V与[S]成正比，为一级反应。b、随着底物浓度的增加，V不成正比例加速,介于a、c之间,为混合级反应。c、当[S]浓度较高时，Ｖ≈Vmax，V不再增加为零级反应此矩形双曲线可用米-曼氏方程表示[S]—底物浓度V—不同[S]时的反应速率Vmax—最大反应速率Ｋm—米氏常数Ｖ＝Vmax[S]Km+[S]（一）米－曼方程揭示单底物反应的动力学特性米－曼氏方程式推导的条件1、反应是单底物反应2、测定的速率为初速率3、当[S]远远大于[E]时，初速率范围内，底物的消耗很少，可以忽略不计。4、酶-底物中间复合物学说。1902年，VictorHenri提出了酶-底物中间复合物学说，认为首先是酶与底物生成酶-底物中间复合物，然后再分解为产物和游离的酶。E+Sk1k2k3ESE+PE+Sk1k2k3ESE+PES的生成速率=K1[E][S],其中[E]=[Et]－[ES],所以ES的生成速率=K1([Et]-[ES])[S],ES的分解速率=K2[ES]+K3[ES]当反应系统处于稳态时，ES的生成与分解速率相等。因此，K1([Et]－[ES])[S]＝K2[ES]+K3[ES]K2+K3＝Km（米氏常数）K1令：则变为:([Et]－[ES])[S]＝Km[ES]＝([Et]－[ES])[S]K2+K3[ES]K1整理得：[ES]＝[Et][S]Km+[S]整理得:当[S]很高、酶的活性中心被饱和时，即[Et]＝[ES]反应达Vmax,Vmax＝K3[ES]＝K3[Et]因此米氏方程式：Vmax[S]Km+[S]V＝────整理得K3[Et][S]Km+[S]V＝酶促反应速率V＝K3[ES]（二）Km与Vmax是重要的酶促反应动力学参数把反应速率为最大反应速率一半代入米氏方程1、KmKm＝[S]（1）Km值：等于酶促反应速率为最大反应速率度一半时的底物浓度，单位是mol/L。2＝Km+[S]VmaxVmax[S]（2）Km是酶的特征性常数Km与酶的结构、底物结构、反应环境的pH、温度和离子强度有关，而与酶浓度无关。（3）Km值在一定条件下可表示酶对底物的亲和力Km是单底物反应中3个速率常数的综合，即K2+K3Km＝K1K3是限速步骤的速率常数。当K3远远小于K2时，Km≈K2/K1。此时Km代表酶与底物的亲和力。Km越大，亲和力越小，反之越大。2、Vmax最大反应速率若酶总浓度已知，可从Vmax计算动力学常数K3，即为酶的转换数(turnovernumber)。Vmax是酶完全被底物饱和时的反应速率度，与酶浓度成正比。Vmax=K3[Et]酶的转换数：当酶被底物充分饱和时，单位时间内每个酶分子催化底物转变为产物的分子数。可用来表示位酶的催化效率。（三）Km与Vmax常通过林-贝作图法求取林-贝方程林-贝方程作图酶促反应速率v对底物浓度[S]作图呈矩形双曲线，很难准确求得反应的Km和Vmax。将米氏方程的两边都取倒数，并整理得一线性方程，即林-贝方式。