酶促反应动力学ppt课件.ppt

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1、第10章酶促反应动力学kineticsofenzyme—catalyzedreactions酶促反应动力学:是研究酶促反应的速率以及影响此速率的各种因素的科学。影响酶速率的各种因素1.底物浓度2.酶的抑制剂3.温度4.pH5.酶的激活剂第一节底物浓度对酶反应速率的影响底物浓度对速率影响的曲线图当底物浓度较低时，表现为一级反应（其反应速率与浓度的关系能以单分子反应的动力学方程式表示：v=dc/dt=kc（线性关系）随着底物浓度的增加，反应表现为混合级反应。当底物浓度达到相当高时，表现为零级反应（与底物浓度无关）。为解释这一实验结果，Henri和Wu

2、rtz提出了酶底物中间络合物学说。该学说认为当酶催化某一化学反应时，酶首先和底物结合生成中间复合物(ES)，然后生成产物(P)，并释放出酶。反应式：S+EESP+E二、酶促反应的动力学方程式1．米氏方程式的推导（假设K4为0）k1k3k2k4对于ES的形成速度：d[ES]/dt=k1([E]—[ES])*[S]对于ES的分解速度：-d[ES]/dt=k2[ES]+k3[ES]S+EESP+E二、酶促反应的动力学方程式当酶体系处于动态平衡时，ES的形成速度和分解速度相等k1([E]—[ES])*[S]=k2[ES]+k3[ES]移项([E]—[ES])*

3、[S]/[ES]=(k2+k3)/k1令：Km=(k2+k3)/k1[ES]=[E]*[S]Km+[S]（1）因为当底物浓度很高时，酶反应速率（v）与[ES]成正比，即v=k3[ES],代入（1）式得：V=k3[E][S]/(Km+[S])（2）当底物浓度很高时所有的酶都被底物饱和而转变为ES复合物，即[E]=[ES]，酶促反应达到最大速度Vmax，所以Vmax=k3[ES]=k3[E]（3）V=Vmax*[s]Km+[S]米氏方程，Km米氏常数该方程式表明：当已知Km及Vmax时，酶反应速率与底物浓度之间的定量关系。若以[S]作横坐标，v作纵坐标作图

4、，可得到一条双曲线vVmax½VmaxKm[S]1.Km值的物理意义当反应速率达到最大速率一半时，即υ=1/2Vmax,可以得到[S]=KmKm值的物理意义，即Km值是当酶反应速率达到最大反应速率一半时的底物浓度，单位是mol／l。三、Km值的意义υ=Vmax*[s]Km+[S]三、Km值的意义2.Km值是酶的一个特征常数：Km值的大小只与酶的性质有关，而与酶的浓度无关。因此，在一定条件下，可以通过Km值来区别不同的酶。Km值随测定的底物、反应的温度、pH及离子强度而改变。各种酶的Km值相差很大，大多数酶的Km值介于10-6~10-1mol/L之间。酶

5、底物Km(mmol/L)脲酶尿素25溶菌酶6-N-乙酰葡萄糖胺0.006葡萄糖-6-磷酸脱氢酶6-磷酸-葡萄糖0.058胰凝乳蛋白酶苯甲酰酪氨酰胺2.5甲酰酪氨酰胺12.0乙酰酪氨酰胺32.0Km=(k2+k3)/k1三、Km值的意义3.Km值可以判断酶的专一性和天然底物有的酶可作用于几种底物，因此就有几个Km值，其中Km值最小的底物称为该酶的最适底物也就是天然底物。Km愈小，达到最大反应速率一半所需要的底物浓度就愈小，底物最适。三、Km值的意义4.判断反应速率v和Vmax之间的关系：若已知某个酶的Km值，就可以计算出在某一底物浓度时，其反应速率v相当

6、于Vmax的百分率。反之。V=Vmax*[s]Km+[S]三、Km值的意义5.Km值可以帮助推断某一代谢反应的方向和途径，这对了解酶在细胞内的主要催化方向及生理功能有重要意义。催化可逆反应的酶，对正逆两向底物的Km值往往是不同的，测定这些Km值的差别以及细胞内正逆两向底物的浓度，可以大致推测该酶催化正逆两向反应的效率，四、Vmax的意义在一定酶浓度下，酶对特定底物的Vmax也是一个常数。pH、温度和离子强度等因素也影响Vmax的数值，同一种酶对不同底物的Vmax也不同。转换数的定义当底物浓度很高时，Vmax=k3[ES]=k3[E]，k3表示当酶被底物

7、饱和时，每秒钟每个酶分子转换底物的分子数，这个常数又叫做转换数(简称TN)，又称为催化常数(catalyticconstant，kcat)。kcat值越大，表示酶的催化效率越高。五、Km和Vmax值的测定主要利用作图法测定(1)测定不同底物浓度的反应初速率，以v-[S]作图，可以得到Vmax，再从1/2Vmax，可求得相应的[S]，即Km值。Vmax½Vmax[S]vKm五、Km和Vmax值的测定(2)双倒数作图法将米氏方程式两侧取双倒数，以1/v-1/[s]作图，得出一直线.五、Km和Vmax值的测定(3)Hanes—Woolf作图法将前式两边均乘以

8、[S]得：以[s]/v～[s]作图，得一直线，横轴的截距为-Km，斜率为1/Vmax第二节酶的