单底物酶促反应

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1、第四章单底物酶促反应动力学酶动力学是研究酶促反应的速度问题，即研究各种因素对酶促反应速度的影响。酶动力学理论与实验在生物化学领域，特别在酶学研究中，有十分重要的作用。例如，根据某些因素对酶促反应速度的影响，可推断该酶促反应的机制。又例如，要准确测定酶活力单位，就需要对最佳反应条件及各种因素的影响进行研究。酶促反应有单底物反应和多底物反应之分。单底物酶促反应包括异构酶、水解酶及大部分裂合酶催化的反应。第一节动力学方程推导酶反应的基本动力学关系，是指酶反应速度与酶和底物间的动力学关系。因为酶和底物是构成酶反应系统最基本的因素，它们决定酶反应的基

2、本性质、酶反应的速度规律，而其他各种因素也正是通过它们产生影响的；而且，这种动力学关系是整个酶反应动力学的基础。描写这种基本动力学关系的是米氏方程(Michaelis-Mentenequation)。v=vmax[S]/(Km+[S])酶促反应速度的测定与酶的活力单位1、测定酶促反应的速度必需测初速度2、酶活力3、酶活力的表示方法4、酶活力测定方法：终点法动力学法检测酶含量及存在，很难直接用酶的“量”（质量、体积、浓度）来表示，而常用酶催化某一特定反应的能力来表示酶量，即用酶的活力表示。酶催化一定化学反应的能力称酶活力，酶活力通常以最适条件

3、下酶所催化的化学反应的速度来确定。酶活力测定方法终点法:酶反应进行到一定时间后终止其反应，再用化学或物理方法测定产物或反应物量的变化。动力学法:连续测定反应过程中产物底物或辅酶的变化量，直接测定出酶反应的初速度。酶活力的表示方法活力单位（activeunit）习惯单位（U）:底物(或产物)变化量/单位时间国际单位（IU）:1μmoL变化量/分钟Katal（Kat）：1moL变化量/秒比活力=总活力单位总蛋白mg数=U(或IU)mg蛋白量度酶催化能力大小转换系数（Kcat）底物（μmoL）/秒·每个酶分子量度酶纯度比活力（specifica

4、ctivity）量度转换效率各种因素对酶反应速度的影响2、底物浓度3、pH（最适pH的概念）4、温度（最适温度的概念）5、激活剂6、抑制剂1、酶浓度当S足够过量，其它条件固定且无不利因素时，v=k[E]底物浓度对酶反应速度的影响酶反应速度与底物浓度的关系曲线（Michaelis—Menten曲线）米氏方程的提出及推导米氏常数的意义米氏常数的测定单分子酶促反应的米氏方程及Km推导原则：从酶被底物饱和的现象出发，按照“稳态平衡”假说的设想进行推导。米氏方程:米氏常数:酶反应速度与底物浓度的关系曲线米氏方程的推导令：将（4）代入（3），则

5、：[ES]生成速度：，[ES]分解速度：即：则：(1)经整理得：由于酶促反应速度由[ES]决定，即，所以(2)将（2）代入（1）得：(3)当酶反应体系处于恒态时：当[Et]=[ES]时，(4)所以第二节米氏方程的讨论一、米氏方程的特性二、米氏方程中v和[S]的关系当v＝Vmax时，v与[S]无关，只和[E0]成正比，这时表明酶的活性部分已全部被底物占据。当v＝0.5Vmax时，表示活性部位有一半被占据。当一个酶的Km已知，则任何底物浓度下酶活性部位被占据的分数：Ys=vVmax=[S]Km+[S]称为该酶促反应的相对速度。米氏方程所作曲线的

6、曲度，不随Km和Vmax的变化而变化。所以任何酶只要服从米氏方程。则到达任何两个Vmax分数的对应底物浓度之比为一常数。例如：∴[S]0.9=9Km，同理[S]0.1=1/9Km，所以：[S]0.9/[S]0.1＝9Km/1/9Km＝81，即达90％Vmax与达10％Vmax所需底物浓度之比总是81。同样也可得到达70％Vmax与达10％Vmax所需底物浓度之比总是21。在酶促反应初速度区即在一级速度区，由于[S]<

7、.9Km+[S]0.9k的物理意义：底物在单位时间转变成产物的量。例如k=0.02min-1，就意味着底物在一分钟内会有2％转变成产物；若k＝2.3min-1＝0.0383sec-1，那就意味着每秒钟有3.83％的底物变成产物。要测定任一时间范围内底物的消耗量或产物的生成量，可用一级速度方程积分。得：lg[S]=-kt/2.3+lg[St]第三节实验数据的处理—分析酶促反应速度的作图法一、Lineweaver-Burk法(双倒数作图法)将实验所得的一些初速度数据v和[S]取倒数，得各种1/v和1/[S]，将1/v对1/[S]作图，得一直线

8、。该直线纵截距＝1/Vmax，斜率＝Km/Vmax，横截距＝-1/Km。应用双倒数作图法处理实验数据求Km和Vmax等动力学常数比较方便，也是最广泛应用的一种方法，但欲要获得较准