酶与其他生物催化剂

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1、第三节酶促反应动力学TheKineticsofEnzymaticReactions概念研究各种因素对酶促反应速率的影响，并加以定量的阐述。影响因素包括有酶浓度、底物浓度、pH、温度、抑制剂、激活剂等。※研究一种因素的影响时，其余各因素均恒定。单底物、单产物反应；酶促反应速率（velocity，V）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；反应速率取其初速率，即底物的消耗量很小（一般在5﹪以内）时的反应速率；底物浓度远远大于酶浓度。研究前提一、采用酶促反应初速率来研究酶促反应动力

2、学（一）酶活性是指酶催化化学反应的能力衡量酶活性的尺度是酶促反应速率的大小。酶促反应速率可用单位时间内底物的减少量或产物的生成量来表示。由于底物的消耗量不易测定，所以实际工作中经常是测定单位时间内产物的生成量。酶的活性:以国际单位（internationalunit,IU）表示。在规定的实验条件下（如温度、pH的限定和足够的底物浓度等），每分钟催化1mol底物转变成产物所需要的酶量为1个国际单位（IU）。催量（Katal）1IU＝16.67×10－9Kat1催量是指在特定条件下，每秒钟将1mol底物转化

3、成产物所需的酶量比活性（specificactivity）：比较酶的纯度比活性单位是每mg蛋白质所含酶的国际单位数，其单位是IUmg蛋白1（二）酶促反应初速率是反应刚刚开始时测得的反应速率酶促反应初速率是指反应刚刚开始，各种影响因素尚未发挥作用时的酶促反应速率，即反应时间进程曲线为直线部分时的反应速率。（二）有三类方法对底物和产物的变化量进行检测1．直接测定法是对底物或产物的含量变化进行直接检测有些酶促反应可在反应进行一定时间后，不用任何辅助反应便可直接测定反应液中底物或产物的浓度。这类测定方法称为直接

4、测定法（directassay）。还原型（Fe2+）细胞色素c在波长550nm处有明显的吸收峰，而氧化型（Fe3+）则无；细胞色素c氧化酶对细胞色素c的氧化反应，可以直接在波长550nm处检测一定时间内还原型细胞色素c的减少过程。有些酶促反应的底物和产物不能直接进行检测，必须增加一些辅助试剂来达到检测的目的，这种方法称为间接测定法（indirectassay）2．间接测定法利用非酶辅助反应对底物或产物的变化进行间接检测3．偶联测定法不直接涉及原始反应的底物或产物许多酶促反应的底物和产物虽然不能直接检测，但

5、可以与另外的酶反应相偶联，偶联的酶以第一个酶的产物为底物，或以此类推，以最后的酶反应产物可以直接检测为目的。这种通过偶联其他酶并对此酶促产物进行直接检测，间接地反映待测酶反应的底物或产物变化量的方法称为酶偶联测定法（enzymecoupledassay）外加的酶称为工具酶或辅助酶（auxiliaryenzyme）产物可直接检测的酶称为指示酶（indicatorenzyme）丙氨酸转氨酶丙氨酸+-酮戊二酸丙酮酸+谷氨酸乳酸脱氢酶丙酮酸+NADH+H+乳酸+NAD+（在340nm处有吸收

6、峰）（在340nm处无吸收峰）二、酶促反应速率受底物浓度的影响（一）酶促反应的底物浓度曲线是矩形双曲线在酶浓度和其他反应条件不变的情况下，反应速率V对底物浓度[S]作图呈矩形双曲线。当底物浓度较低时反应速率与底物浓度成正比；反应为一级反应。[S]VVmax目录随着底物浓度的增高反应速率不再成正比例加速；反应为混合级反应。[S]VVmax目录当底物浓度高达一定程度酶被底物所饱和，反应速率不再增加，达最大速率；反应为零级反应。[S]VVmax目录（二）底物浓度与反应速率的关系可用米氏方程式表示1．米氏方程式可

7、以很好地解释底物浓度曲线中间产物酶促反应模式——中间产物学说E+Sk1k2k3ESE+P※1913年Michaelis和Menten提出反应速率与底物浓度关系的数学方程式，即米-曼氏方程式，简称米氏方程式(Michaelisequation)。[S]：底物浓度V：不同[S]时的反应速率Vmax：最大反应速率(maximumvelocity)Ｋm：米氏常数(Michaelisconstant)ＶVmax[S]Km+[S]＝──米-曼氏方程式推导基于两个假设：E与S形成ES复合物的反应是快速平衡反应，而ES分

8、解为E及P的反应为慢反应，反应速率取决于慢反应。即V＝k3[ES](1)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]。2．稳态的概念介入米氏方程式的推导过程稳态：是指ES的生成速率与分解速率相等，即[ES]恒定。k1([Et]－[ES])[S]＝k2[ES]+k3[ES]k2+k3＝Km（米氏常数）k1令：则(2)变为:([Et]－[ES])[S]＝Km[ES](2)＝([Et]－[