酶促反应动力学(I)

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1、第九章：酶促反应动力学主要内容底物浓度对酶促反应速率的影响酶的抑制作用温度对酶促反应的影响pH对酶促反应的影响激活剂对酶促反应的影响9.1底物浓度对酶促反应速率的影响酶促反应中,如果[S]大大过量,V与[E]的关系如何？实际情况下，[E]稳定，而[S]变化，V与[S]的关系如何？S+E=P+E9.1.1中间络合物学说1903年Henri用蔗糖酶水解蔗糖实验研究底物浓度与反应速率的关系。[S]为解释此现象，提出了中间络合物学说S+EESP+EABC1913年，MichaelisandMenten根据

2、中间复合物学说提出米氏方程。S+PEESE+Ksk[S]>>[E],[ES]分解为产物的逆反应忽略不计=Vmax[S]Ks+[S]1925年，BriggsandHaldane提出了稳态理论，对米氏方程做出了重要的修正。E+SESk1k2ESE+Pk3k4（1）（2）[ES]不仅与（1）有关，也与(2)有关。9.1.2米氏方程的推导E+SESE+Pk1k2k3k4当反应系统中ES的生成速率与降解速率相等时，络合物ES的浓度保持不变，即达到稳定状态即：d[ES]dt=09.1.2米氏方程的推导在反应初始阶段

3、时，E+PES的速率极小，可以忽略不计，E+SES,于是ES的生成速率可表示为：d[ES]dt=k1([E]-[ES])[S](1)通常[S]》[E]，即[S]-[ES][S]，ES分解速率与ESS+E和ESP+E有关，于是ES的分解速率可表示为：d[ES]dt-=k2[ES]+k3[ES](2)9.1.2米氏方程的推导达到动态平衡时，ES生成与分解速率相等：k1([E]-[ES])[S]=k2[ES]+k3[ES]（[E]-[ES]）[S][ES]=k2+k3k1=Km[ES]=[E][S]K

4、m+[S](3)9.1.2米氏方程的推导因为酶反应速率（）与[ES]成正比，即=k3[ES]=k3[ES]=k3[E][S]Km+[S]代入方程（3）得：由于反应系统中[S]»[E]，当酶全部被饱和形成ES时，[E]=[ES]酶促反应达到最大反应速率Vmax，即Vmax=k3[ES]=k3[E]=Vmax[S]Km+[S]9.1.2米氏方程的推导9.1.2米氏方程的推导根据米氏方程：（1）当[S]<>K

5、m时，v=Vmax，此条件下可正解测得酶活力（3）当[S]=Km时，v=Vmax/2v=Vmax[S]Km=K[S]9.1.3Km的意义1、Km是酶的特性常数Km的大小只与酶的性质有关，而与酶浓度无关，但与底物、温度、pH及离子强度有关。2、Km可判断酶的专一性和天然底物Km最小的底物称为该酶的最适底物或天然底物。1/km近似表示酶与底物的亲和力。3、当k3<

6、Km的意义酶底物Km/moLL-1谷氨酸脱氢酶谷氨酸1.210-4-酮戊二酸2.010-3NAD+2.510-5NADH1.810-5丙酮酸羧化酶丙酮酸4.010-4HCO3-1.010-3ATP6.010-59.1.3Km的意义4、已知Km可求在某一底物浓度时的反应速率如当[S]=4Km时，V=80%Vmax；当[S]=10Km时，V=91%Vmax5、Km可帮助推断某一代谢反应的方向和途径丙酮酸乳酸脱氢酶丙酮酸脱氢酶丙酮酸脱羧酶丙酮酸丙酮酸乳酸Km=1.710-5乙酰辅酶AKm=1.

7、310-3乙醛Km=1.010-39.1.4Vmax和K3的意义1、在一定酶浓度下，酶对特定底物的Vmax也是一常数。同一种酶对不同的底物的Vmax不一样，pH、温度和离强度等也会影响Vmax的值。2、当[S]很大时，Vmax=k3[E]，k3是一级反应速率常数；因此k3表示当酶被底物饱和时每秒钟每个酶分子转换底物的分子数，又称转换系数（TN）或催化常数（Kcat）,Kcat越大，表示催化效率越高。9.1.4Vmax和K3的意义3、生理条件下S<

8、[E][S]/Km+[S]=kcat[E][S]/Km得出：v=kcat/Km[E][S]kcat/Km为[E]和[S]反应形成产物的表观二级速度常数，单位：L/mols。kcat/Km大小可以比较不同酶或同一种酶催化不同底物的催化效率。9.1.5Km和Vmax的求法Lineweaver-Burk双倒数作图法Eadie-Hofstee作图法Hanes-Woolf作图法Eisenthal&Cornish-Bowden直接线性作图