酶促反应动力学ppt课件.ppt

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1、第二章酶促反应动力学第一节  酶催化反应的基本特征酶是生物提高其生化反应效率而产生的生物催化剂，其化学本质是蛋白质。在生物体内，所有的反应均在酶的催化作用下完成，几乎所有生物的生理现象都与酶的作用紧密联系。生物酶分为六大类：氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂合酶、异构酶、合成酶。酶催化反应和化学催化反应的转换数大小的比较催化剂反应转换数mol/（中心点·S）温度℃酶催化剂菠萝蛋白酶木瓜蛋白酶胰蛋白酶碳酸肝酶肽的水解肽的水解肽的水解羰基化合物的可逆反应4×10-3~5×10-18×10-2~1×103×1

2、0-3~1×1028×10-1~6×1050~370~370~370~37化学催化剂硅胶－氧化铝硅胶－氧化铝二氧化钒二氧化钒异丙基苯裂解异丙基苯裂解环己烷脱氢环己烷脱氢3×10-82×1047×10-111×1022542025350酶活力表示方法酶的分子活力：在最适宜条件下，每1mol酶在单位时间内所能催化底物的最大量（mol）酶的催化中心活力：在单位时间内，每一个酶的催化中心所催化底物的量（mol）酶活力：在特定条件下，每1min能催化1mol底物转化为产物时所需要的酶量，称为一个酶单位，或称为

3、国际单位，用U表示。酶活力还可用比活力表示。比活力系指每1mg酶所具有的酶单位数，用U/mg表示。绝对专一性：一种酶只能催化一种化合物进行一种反应相对专一性：一种酶能够催化一类具有相同化学键或基团的物质进行某种类型的反应反应专一性：一种酶只能催化某化合物在热力学上可能进行的许多反应中的一种反应底物专一性：一种酶只能催化一种底物立体专一性：一种酶只能作用于所有立体异构体中的一种第二节均相的酶促反应动力学1.1.酶促反应的Michaelis-Menten方程1.1.1.酶促反应的Michaelis-Me

4、nten方程Michaelis、Menten（1913）提出了单一底物的酶反应模型，基本内容是：酶E的底物S首先形成酶—底物复合物ES，在酶—底物复合物ES的基础上反应生成产物P和酶E。反应式如下：E+SESE+Pk+1k+2k1其中：k+1，k1，k+2——反应速度常数E，S，ES，P——酶，底物，酶-底物复合物，产物根据Michaelis、Menten的单一底物的酶反应模型，其假设条件为：（1）在反应过程中，限制反应速度的反应是ES到E+P这一步反应；（2）E+S到ES的反应在整个过程中始终

5、处于动态平衡；（3）酶以酶游离状态E和酶-底物复合物ES的形式存在，酶在反应过程中总浓度不变；（4）底物浓度比酶-底物络合物浓度要大得多。根据反应的假设条件，可以看出Michaelis、Menten所建立的酶促反应模型式建立在平衡的基础之上的，因而称之为“平衡态理论”。根据假设（1），有单一底物的酶催化反应的反应速度：（1-1）式中：CP，CS——产物，底物的浓度t——时间根据假设（2）有（1-2）即：（1-3）式中：——酶—底物复合物的解离常数根据假设（3），有：总酶量：（1-4）联立（1-1）、

6、（1-2）、（1-3）、有（1-5）式中：Vmax——最大的酶促反应速度。（1-6）1.1.2Briggs-Haldane对M-M方程的修正1925年Briggs和Haldane认为在酶促反应过程中，反应的中间体ES（酶-底物复合物）的浓度不随反应时间而变化，即在酶促反应过程中，反应的中间体ES的浓度处于稳定的状态，基于这一假设所得到的酶促反应的模型称之为“稳定态理论”。即（1-7）则（1-8）其中（1-9）称作M-M常数代入总酶量（1-4）得（1-10）将（1-10）式代入（1-1）式，有（1-1

7、1）1.1.3Michaelis-Menten方程的参数估计对特定的酶促反应，其动力学的M-M方程中的Vmax和Km是该酶促反应的特征参数。对Vmax和Km的确定的方法有Lineweaver-Burk法；Hanes-Woolf法；Eadie-Hofstee法；积分法等（1）Lineweaver-Burk法（简称L-B法）对M-M方程（1-11）式取倒数，得到（1-12）（2）Hanes-Woolf法（简称H-W法）对L-B法的（1-12）式的等式两端同乘CS，此种方法减少了CS值过大或过小所带来的测

8、量误差。（1-13）（3）Eadie-Hofstee法（简称E-H法）将M-M方程重排得到：（1-14）（4）积分法用不同的酶促反应的时间t与其反应过程相对应的底物浓度之间的函数关系通过作图或回归的方法确定酶促反应动力学参数。（1-15）例：在pH5.1、15℃下所测定的用葡萄糖淀粉酶水解麦芽糖的反应初速度V0如表所示。求这一酶促反应的动力学参数Vmax和Km。表1-1葡萄糖淀粉酶水解麦芽糖的反应初速度与底物浓度CS（mmol/L）V0（mmol/L·min）5.55