酶动力学及影响酶反应速度的因素

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1、第四节酶动力学及影响酶反应速度的因素一.底物浓度的影响(一)酶反应速度与底物浓度的关系曲线一.底物浓度的影响对于简单的酶反应，当酶浓度和其他条件恒定时：v[S]0Vmax零级反应一级反应混合级反应该曲线可以用米氏方程来描述一.底物浓度的影响一.底物浓度的影响dp/dtk[E][S]：一级反应dp/dtk[E]：零级反应(二)米氏方程为了要解释这一现象，Michaelis&Menten提出了中间络合物学说。1.米氏方程的推导该学说必须两个条件：(1)符合质量作用定律(2)形成的中间产物决定整个反应的速度一.底物浓度的影响

2、(二)米氏方程Michaelis&Menten提出了中间络合物学说。1.米氏方程的推导一.底物浓度的影响(二)米氏方程对于单底物、单产物反应，其反应过程需经过中间复合物ES，即1.米氏方程的推导E＋SK1K3ESK2K4E＋PMichaelis-Menten的三个假设：(1)推导的v为反应初速度一.底物浓度的影响(二)米氏方程1.米氏方程的推导一.底物浓度的影响产物的生成量很少→k4的反应忽略不计。即(二)米氏方程1.米氏方程的推导一.底物浓度的影响[E]酶总量；[Et]反应后t时的酶量；[ES]中间产物浓度[Et]

3、[E]-[ES](二)米氏方程1.米氏方程的推导一.底物浓度的影响刚反应时，若形成的速度为v,则v1k1[Et][S]k1[（E）-（ES）][S](1)ES消失速度：v2k2[ES];v3k3[ES]v23k2[ES]k3[ES]（k2k3）[ES](2)(二)米氏方程1.米氏方程的推导Michaelis-Menten的三个假设：(2)反应体系处于稳态一.底物浓度的影响(二)米氏方程1.米氏方程的推导即[ES]不变→ES的生成量=ES的分解量。即v1=v23k1[（E）-（ES）][S]=[ES]（k2

4、k3）[（E）-（ES）][S]/[ES]=（k2k3）/k1(3)设Km=(k2+k3)/k1将(3)重排得[ES]=[E][S]/Km[S](4)一.底物浓度的影响(二)米氏方程1.米氏方程的推导Michaelis-Menten的三个假设：[E]=[ES],V=K1[E],即K1=V/[E](5)同时，v=K1[ES],K1=v/[ES](6)(5)+(6)[ES]=v[E]/V(7)(7)代入(4)得v[E]/V=[E][S]/Km[S](3)[S]>>[E]一.底物浓度的影响(二)米氏方程V=Vmax·[S

5、]Km+[S]1.米氏方程的推导一.底物浓度的影响(二)米氏方程2.米氏方程中常数的意义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。一.底物浓度的影响(二)米氏方程2.米氏方程中常数的意义Km的值是当反应速度为最大反应速度的一半时所对应的底物浓度。所以Km的单位为浓度单位一.底物浓度的影响Km=[S](二)米氏方程2.米氏方程中常数的意义一.底物浓度的影响(二)米氏方程V=Vmax·[S]Km+[S]3.米氏方程中常数的测定所以采用双倒

6、数作图法：即1/v-1/[S]作图v-[S]作图法：Vmax难以测定，不能从vV/2处求得，从而导致Km也难确定。一.底物浓度的影响(二)米氏方程V=Vmax·[S]Km+[S]3.米氏方程中常数的测定一.底物浓度的影响二.酶浓度对酶反应速度的影响在一般的酶促反应中，常常[S]>>[E]，酶反应速度达到最大反应速度。当[S]>>[E]，由于Vmax=k[E]0，∴反应速度与酶浓度成正比。酶浓度曲线三.pH对酶反应速度的影响pH对酶反应速度的影响较大。其原因有：极度pH的条件引起酶蛋白的变性。pH影响底物的解离，从而影响酶

7、与底物的结合。pH影响酶分子解离状态。每种酶只能在一定的pH范围内表现出它的活性，且在某一pH值范围内活性最高，其两侧活性都下降。∴酶促反应具有一最适pH。反应速度和pH的关系见下图：酶的最适pH一般在7左右。也有很多例外，如胃蛋白酶的最适pH只有1.5，木瓜蛋白酶(5.6)，胰蛋白酶(7.8)。酶的最适pH并非酶的特征性常数，它与底物的种类、浓度等因素有关。三.pH对酶反应速度的影响温度对酶反应速度的影响具有双重性：随着温度的升高，酶蛋白会失活，使反应速度下降随着温度的升高，反应速度会加快四.温度对酶反应速度的影响因此，

8、在这双重因素的综合作用下，酶促反应具有一最适温度。四.温度对酶反应速度的影响不同酶的最适温度也不一样。动物酶的最适温度一般在35~40℃，植物酶为40~50℃。酶的最适温度并非酶的特征性常数，它与底物、作用时间等因素有关。五.激活剂对酶反应速度的影响激活剂：能提高酶活性的物质。无机离子：主要是金属离子，