酶促反应动力学.ppt

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1、第四节酶促反应动力学（一）一、底物浓度对酶反应速度的影响二、米氏公式的导出三、米氏方程的讨论四、米氏常数的求法五、多底物的酶促反应动力学一、底物浓度对酶促反应速度的影响21345678002468底物浓度mmole生成物浓度806040200S+E↓P(固定酶的浓度在固定时间内反应)JuangRH(2004)BCbasics（单底物酶促反应）酶与底物先络合成一个中间产物，然后中间产物进一步分解成产物和游离的酶。酶的底物饱合现象——中间络合物学说非酶催化剂酶催化剂中间产物假说证据Michaelis与Menten提出酶催化动力学MichaelisM

2、entenNelson&Cox(2000)LehningerPrinciplesofBiochemistry(3e)p.2581913年Ks为底物解离常数（底物常数）二、米氏方程的导出1、根据酶反应的中间复合物学说：假定E+SES迅速建立平衡，底物浓度远远大于酶浓度下，K3<

3、产物的速度极慢，故，[ES]的动态平衡与ESP+E没有关系（既K1、K2＞＞K3）ES的生成速度：K1（[E]-[ES]）[S]ES的分解速度：K2[ES]K1（[E]-[ES]）[S]=K2[ES]反应速度：KS现在称为底物常数米氏推导酶促反应速度公式时，认为[ES]的积累是快速平衡的结果，而没有考虑ESE+P这一步。而Briggs认为应当考虑这一步，因为并不总是K3<

4、量与消失量相等，故平衡时[ES]浓度成一稳定状态。SEESteadyState时ES的浓度恒定SPEES反应时间浓度JuangRH(2004)BCbasics稳态理论(SteadyStatetheory)的假设稳态理论下米氏方程的推导E+SESE+P(vo)k2k1k3k1[E][S]=k2[ES]+k3[ES]vo=Vmax[S]Km+[S][E0]=[E]+[ES]vo=k3[ES]Vmax=k3[E0]酶必须先与底物结合ES的生成量等于其消失量[ES]浓度恒定SteadyState由上式出发可推得Michaelis-Menten公式Jua

5、ngRH(2004)BCbasics[E0]酶的总量稳态理论下米氏方程的推导E+SESE+P(vo)k2k1k3S稳态理论下米氏方程的推导[E0]=[E]+[ES]vo=k3[ES]Vmax=k3[E0][E0]酶的总量当[S]<>Km时当[S]=Km时米氏方程定量的表达了反应初速度与底物浓度之间的关系与实验结果相符合。三、米氏方程的讨论米氏方程的意义①物理意义:当反应速度达到最大反应速度（Vmax)的一半时的底物浓度.②Km的引伸意义:Km是酶学研究中的重要研究数据,表示了酶的一个基本性质.Km值是酶的特征常数之一,与酶的性

6、质有关,而与酶的浓度无关,不同的酶,其Km值不同.对于专一性不强的酶来说对于每一个底物都有一个相应的Km值.2、米式方程中各参数的意义1)Km的意义三、米氏方程的讨论Km与天然底物Km最小的底物称该酶的最适底物或天然底物。因为：Km愈小（达到Vmax一半所需的底物浓度愈小）表示V对△[S]越灵敏。V[S]1/2VmaxKm三、米氏方程的讨论快速平衡假说与稳态平衡假说的实质区别当K1、K2>>K3时，即ESP+E是整个反应平衡中极慢的一步“稳态平衡=快速平衡+慢速平衡”：当ESP+E极慢（K3/K1极小）时，稳态平衡基本等于快速平衡三、米氏方

7、程的讨论Km、Ks与底物亲和力Km是ES分解速度（K2+K3）与形成速度（K1）的比值，它包含ES解离趋势（K2／K1）和产物形成趋势（K3／K1）。Ks是底物常数，只反映ES解离趋势（底物亲和力），1/Ks可以准确表示酶与底物的亲和力大小。只有当K1、K2>>K3时，Km≈Ks，因此，1/Km只能近似地表示底物亲和力的大小。底物亲和力大不一定反应速度大（反应速度更多地与产物形成趋势K3／K1有关）三、米氏方程的讨论2)Km值的用途——根据Km推测代谢的方向及程度根据正逆反应Km的差别及细胞内正逆两相底物的浓度推测酶促反应的正逆方向。根据代谢途

8、径中各个酶的Km及其相应底物浓度判断限速步骤（Km最大的步骤不一定是限速步骤）根据Km值的大小判断分支代谢的流向酶工程与代谢工程中改造酶的Km调控代谢