酶催化反应动力学 (2)优秀课件
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酶促反应动力学PPT课件
第五节
激活剂对酶反应的 影响
1. 激活剂(activator)
• 激活剂：凡是能提高酶活性的物质。其 中大部分是无机离子或简单有机化合物。
• 金属离子有K+、Na+、Ca2+、Mg2+等离 子，如Mg2+是多数激酶及合成酶的激 活剂，
• 无机阴离子如：Cl—、Br—、I—等都可作 为激活剂。如Cl—是唾液淀粉酶的激活剂
五、Km和Vmax值的测定
• (3) Hanes— Woolf作图法
• 将前式两边均 乘以[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 酶的抑制作用
抑制与失活之间的关系
• 失活作用(inactivation) :使酶蛋白变性 而引起酶活力丧失的作用 ,变性剂对酶 的变性作用无选择性.
0.058
• Km值氢随酶测定的底物、反应的温度、pH及离子强度
而改变。各种酶的K苯m值甲相酰差酪很氨大酰，胺大多数酶2的.5Km
胰值凝介乳于蛋10白-6~酶10-1mol/甲L之酰间酪。氨酰胺
12.0
乙酰酪氨酰胺
32.0
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。
•
i =1-a
• (4) 抑制百分数; i %=(1-a) x 100%
• 通常所谓抑制率是指抑制分数或抑制百分数。
二、抑制作用的类型
v • 根据抑制作用是否可逆:
• 1．不可逆的抑制作用: 抑 制剂与酶的必需基团以共价 键结合而引起酶活力丧失， 不能用透析、超滤等物理方 法除去抑制剂而使酶复活的 作用.
酶催化反应动力学固定化酶优秀课件 (2)
酶促反应的动力学方程式（米氏方程）
• 1913年Michaelis和Menten两位科学家在前人 工作的基础上，根据酶促反应的中间络合物学 说，推导出一个数学方程式，用来表示底物浓 度与酶反应速度之间的量化关系，通常把这个 数学方程式称为米氏方程：
V Vmax[S] ( Km[S])
其中Km称为米氏常数
• 当底物浓度达到相当高的程度时，溶液中的酶已经全部 被底物所饱和，此时溶液中再也没有多余的酶，虽增加 底物浓度也不会有更多的中间复合物ES生成，因此酶促 反应速度变得与底物浓度无关，而且反应达到最大反应 速度（Vmax）。当我们以底物浓度[S]对反应速度v作图 时，就形成一条双曲线。在此需要特别指出的是，只有 酶促催化反应才会有这种饱和现象，而与此相反，非催 化反应则不会出现这种饱和现象。
重要
酶的动力学研究包括哪些内容 ?
• 酶促反应动力学以化学动力学为基础，通过 对酶促反应速度的测定来讨论诸如底物浓度、抑 制剂、温度、pH和激活剂等因素对酶促反应速 度的影响。
• 温度、pH及激活剂都会对酶促反应速度产生十分 重要的影响，酶促反应不但需要最适温度和最适 pH，还要选择合适的激活剂。而且在研究酶促反 应速度以及测定酶的活力时，都应选择相关酶的 最适反应条件。
图3-2 底物浓度对酶促反应速度的影响
• 从该曲线图可以看出，当底物浓度较低时，反 应速度与底物浓度的关系呈正比关系，反应表 现为一级反应。然而随着底物浓度的不断增加， 反应速度不再按正比升高，此时反应表现为混 合级反应。当底物浓度达到相当高时，底物浓 度对反应速度影响逐渐变小，最后反应速度几 乎与底物浓度无关，这时反应达到最大反应速 度（Vmax），反应表现为零级反应。
• 中间络合物学说 – 中间络合物学说也称酶底物中间络合物学说， 最早是由Henri和Wurtz两位科学家提出的。 在1903年，Henri在用蔗糖酶水解蔗糖实验 研究化学反应中底物浓度与反应速度的关系 时发现，当酶浓度不变时，可以测出一系列 不同底物浓度下的化学反应速度，以该反应 速度对底物浓度作图，可得到如图3-2所示 的曲线。
酶催化反应机制课件
酶的活性受到温度、pH值、抑制剂和激活剂等多种因素的影响。
03
酶的分类与命名
根据酶所催化的反应类型，可以将酶 分为氧化还原酶类、水解酶类、转移 酶类、裂合酶类和合成酶类等。
酶的命名一般采用系统命名法，根据 其催化的反应和底物特点进行命名， 例如淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等。
酶的结构与功能
酶的结构包括一级结构、二级结构、三级结构和四级结构等 层次，其中一级结构是指氨基酸的排列顺序，二级结构是指 肽链的折叠方式，三级结构是指蛋白质的三维空间结构。
酶的抑制作用
04
竞争性抑制
定义
竞争性抑制是指抑制剂与底物在 酶的活性中心竞争性结合，降低 酶与底物的亲和力，从而抑制酶
的活性。
特点
抑制剂与底物结构类似，能与底物 争夺酶的同一可结合位点，从而干 扰底物与酶的结合。
实例
例如，丙二酸对琥珀酸脱氢酶的竞 争性抑制，因为丙二酸与琥珀酸在 酶的活性中心发生了竞争性结合。
酶的未来发展将面临一些挑战，如提 高酶的稳定性和降低生产成本等。
THANKS.
酶的催化机制模型
锁钥模型
酶活性中心与底物的形状和化学性质相匹配，如同锁与钥匙的关 系。
诱导契合模型
酶与底物结合后诱导酶的构象变化，使酶活性中心更好地适应底物。
三点附着模型
酶活性中心的三个关键位点与底物的三个可结合点相匹配，形成稳 定的复合物。
酶促反应动力学
03
酶促反应速率与底物浓度关系
1 2 3
底物浓度对酶促反应速率的影响
随着底物浓度的增加，酶促反应速率通常会加快， 但当底物浓度达到一定值后，反应速率将不再增 加。
酶饱和现象
当底物浓度增加到一定值时，酶促反应速率达到 最大值，此时酶已经饱和，底物浓度再增加也无 法提高反应速率。
生化工程第二章酶促反应动力学优秀课件
化学动力学
反应速率及其测定
• 反应速率：单位时间内反 应物或生成物浓度的改变。 P
• 设瞬时dt内反应物浓度的 很小的改变为dS，则：
v
dS dt
• 若用单位时间内生成物浓
v
度的增加来表示，则：
v
dP dt
t
v
dP dt
t
反应分子数
• 反应分子数：是在反应中真正相互作用的分子的数目。
• 如：A → P
反应物在容器中混合良好
反应速率采用初始速率
单底物酶促反应动力学
E ＋S
k+1 ES
k-1
k+2
E ＋P
快速平衡学说的几点假设条件：
1. 酶和底物生成复合物[ES]，酶催化反应是经中间复合物完 成的。
2. 底物浓度[S]远大于酶的浓度[E]，因此[ES]的形成不会降低 底物浓度[S]，底物浓度以初始浓度计算。
属于单分子反应
• 根据质量作用定律，单分子反应的速率方程式是：
v k[A] • 双如：A＋B → C＋D
属于双分子反应
• 其反应速率方程可表示为：
vk[A]B []
• 判断一个反应是单分子反应还是双分子反应，必须先了解反应机制， 即了解反应过程中各个单元反应是如何进行的。
• 反应机制往往很复杂，不易弄清楚，但是反应速率与浓度的关系可用 实验方法来确定，从而帮助推论反应机制。
生化工程第二章酶 促反应动力学
实例
• 脂肪酶催化酯化反应: 生物柴油
油料
甘油 ＋ 脂肪酸
甲醇 NaOH
生物柴油
• 高果糖浆:
α-淀粉酶
糖化酶Biblioteka 葡萄糖异构酶淀粉浆液
《催化反应动力学》课件
工业催化反应
石油化工
催化裂化、加氢裂化、烷基化等，提高油品质量 和产量。
精细化工
有机合成、高分子合成、药物合成等，生产高附 加值化学品。
环保领域
脱硫、脱硝、污水处理等，降低污染物排放，保 护环境。
环境催化反应
大气污染治理
催化燃烧、光催化分解等，降低空气中的有害气体和颗粒物。
水处理
催化氧化、光催化氧化等，去除水中的有害物质和重金属离子。
土壤修复
利用催化剂降解土壤中的有机污染物，降低污染风险。
新材料合成中的催化反应
高分子材料
利用催化合成技术，制备高性能高分子材料 。
纳米材料
通过催化反应控制纳米材料的形貌和尺寸， 制备具有特殊性能的纳米材料。
复合材料
利用催化反应将不同材料复合在一起，制备 具有优异性能的复合材料。
06
总结与展望
本章总结
实验步骤与操作
01
实验操作注意事项
02 1. 确保实验器材和试剂的清洁度，避免污 染。
03
2. 严格控制实验温度和压力，确保实验条 件的准确性。
04
3. 在实验过程中，密切关注反应情况，如 有异常及时处理。
数据处理与分析
01
数据处理方法
02 1. 将实验数据整理成表格，列出各物质浓度的变 化。
03 2. 根据反应动力学方程，计算反应速率常数、活 化能等参数。
《催化反应动力学》 PPT课件
目录
• 引言 • 催化反应动力学基础 • 催化反应动力学模型 • 催化反应动力学实验 • 催化反应动力学应用 • 总结与展望
01
引言
课程简介
催化反应动力学是化学工程学科中的一门重要 课程，主要研究催化剂对化学反应速率的影响 。
酶促反应动力学2讲课文档
Km越大、亲和力越小
第18页，共82页。
k2>>k3时
k2 + k3 Km=
k1
Km≈k2（分离能力）/k1（亲合能力）
k1
k3
E+S
ES
P+E
k2
Km越小，亲和力越强。
[S]很小时，反应速度就能达到很大。性能 优，代谢中这类酶更为重要
第19页，共82页。
③根据Km：
判断某[s]时v与Vmax的关系 判断抑制剂的类型
+ HX
RO
O—E
磷酰化酶(失活) 酸
解毒 -- -- -- 解磷定(PAM)：
RO O
P RO
+ O—E
+
N
-CHNOH
磷酰化酶(失活) CH3 解磷定
O P
+ -CHNO N
CH3
OR OR +E—OH
第47页，共82页。
④有机汞、有机砷化合物
——与酶分子中-SH作用； 可通过加入过量巯基化合物解除。
如肌酸激酶使肌酸磷酸化的反应
第35页，共82页。
(2)乒乓反应或双－置换反应
A AE E
Q EQ
PE’ P E’
EB B
A和Q竞争自由酶E形式 B和P竞争修饰酶形式E’ A和Q不同E’结合 B和P也不与E结合。
第36页，共82页。
三、酶的抑制作用
失活作用：使酶Pr变性而引起酶活力丧失。 抑制作用：使酶活力下降但不引起变性。 抑制剂：能引起抑制作用的物质。
（3） kcat/km的意义：
Vmax[S] V=
Km + [S]
∵Vmax=kcat[Et] ∴
第18页，共82页。
k2>>k3时
k2 + k3 Km=
k1
Km≈k2（分离能力）/k1（亲合能力）
k1
k3
E+S
ES
P+E
k2
Km越小，亲和力越强。
[S]很小时，反应速度就能达到很大。性能 优，代谢中这类酶更为重要
第19页，共82页。
③根据Km：
判断某[s]时v与Vmax的关系 判断抑制剂的类型
+ HX
RO
O—E
磷酰化酶(失活) 酸
解毒 -- -- -- 解磷定(PAM)：
RO O
P RO
+ O—E
+
N
-CHNOH
磷酰化酶(失活) CH3 解磷定
O P
+ -CHNO N
CH3
OR OR +E—OH
第47页，共82页。
④有机汞、有机砷化合物
——与酶分子中-SH作用； 可通过加入过量巯基化合物解除。
如肌酸激酶使肌酸磷酸化的反应
第35页，共82页。
(2)乒乓反应或双－置换反应
A AE E
Q EQ
PE’ P E’
EB B
A和Q竞争自由酶E形式 B和P竞争修饰酶形式E’ A和Q不同E’结合 B和P也不与E结合。
第36页，共82页。
三、酶的抑制作用
失活作用：使酶Pr变性而引起酶活力丧失。 抑制作用：使酶活力下降但不引起变性。 抑制剂：能引起抑制作用的物质。
（3） kcat/km的意义：
Vmax[S] V=
Km + [S]
∵Vmax=kcat[Et] ∴
酶与催化反应PPT课件
17
三、按酶所催化反应的类型将酶分为六大类
氧化还原酶类：催化氧化还原反应的酶 转移酶类：催化分子间基团转移或交换的酶 水解酶类：催化底物发生水解反应的酶 裂合酶类：催化从底物移去一个基团并形成双 键的反应或其逆反应的酶 异构酶类：催化同分异构体相互转化的酶类 合成酶类：催化两种底物形成一种产物同时偶 联有高能键的水解释能的酶
由多个相同或不同的亚基组成的酶。
16
多酶复合物（multienzyme complex）， 或称多酶体系（multienzyme system） 由催化不同化学反应的多种酶聚合组成 如：丙酮酸脱氢酶复合物
多功能酶（multifunctional enzyme） 或称串联酶（tandem enzyme） 多种催化功能融合于一条多肽链的酶 如：哺乳动物脂肪酸合成酶
8
• 一级反应（first-order reaction）:单底物反应
V仅依赖于一个底物浓度[S]； V = k [S]
• 二级反应（second-order reaction） ：双底 物反应
V依赖于两个底物浓度和反应速率常数 V = k [S1][S2]
9
二、酶的化学本质是蛋白质
（一）单纯酶仅含有氨基酸组分
速率相等时，反应便不再有新的产物生成,这时 的化学反应称为反应平衡。
平衡常数（equilibrium constant, Keq） 平衡常数是指化学反应达到平衡时，反
应产物浓度成积与剩余底物浓度成积之比。
4
一定的温度下，Keq与反应的初始浓度无关，
它反映化学反应的本性。 Keq越大则反应越倾向于产物的生成；
辅基 (prosthetic group): 与酶蛋白结合紧密，不能用透析或超 滤的方法除去。
三、按酶所催化反应的类型将酶分为六大类
氧化还原酶类：催化氧化还原反应的酶 转移酶类：催化分子间基团转移或交换的酶 水解酶类：催化底物发生水解反应的酶 裂合酶类：催化从底物移去一个基团并形成双 键的反应或其逆反应的酶 异构酶类：催化同分异构体相互转化的酶类 合成酶类：催化两种底物形成一种产物同时偶 联有高能键的水解释能的酶
由多个相同或不同的亚基组成的酶。
16
多酶复合物（multienzyme complex）， 或称多酶体系（multienzyme system） 由催化不同化学反应的多种酶聚合组成 如：丙酮酸脱氢酶复合物
多功能酶（multifunctional enzyme） 或称串联酶（tandem enzyme） 多种催化功能融合于一条多肽链的酶 如：哺乳动物脂肪酸合成酶
8
• 一级反应（first-order reaction）:单底物反应
V仅依赖于一个底物浓度[S]； V = k [S]
• 二级反应（second-order reaction） ：双底 物反应
V依赖于两个底物浓度和反应速率常数 V = k [S1][S2]
9
二、酶的化学本质是蛋白质
（一）单纯酶仅含有氨基酸组分
速率相等时，反应便不再有新的产物生成,这时 的化学反应称为反应平衡。
平衡常数（equilibrium constant, Keq） 平衡常数是指化学反应达到平衡时，反
应产物浓度成积与剩余底物浓度成积之比。
4
一定的温度下，Keq与反应的初始浓度无关，
它反映化学反应的本性。 Keq越大则反应越倾向于产物的生成；
辅基 (prosthetic group): 与酶蛋白结合紧密，不能用透析或超 滤的方法除去。
《酶促反应动力学》课件
底物浓度对反应速率的影响
总结词
随着底物浓度的增加，反应速率通常会加快，但当底 物浓度达到一定值后，反应速率将不再增加。
详细描述
底物是酶催化反应的对象，底物的浓度也会影响反应速 率。通常情况下，随着底物浓度的增加，反应速率会加 快。然而，当底物浓度达到一定值后，反应速率将趋于 稳定，不再增加。这是因为酶的活性位点有限，只能与 一定量的底物结合。
详细描述
酶促反应的活化能是酶促反应所需的最小能量，只有当底物获得足够的能量时，才能够 被酶催化发生反应。活化能的大小反映了酶促反应发生的难易程度，活化能越高，反应 越难以进行。通过实验测定活化能的大小，可以帮助我们了解酶促反应的动力学特征和
机制。
03
米氏方程与双倒数图
米氏方程的推导
总结词
米氏方程是描述酶促反应速度与底物浓 度关系的数学模型，通过实验数据和推 导，可以得出该方程的具体形式。
酶促反应动力学在药物代谢领域的应用，如研究药物在体内的代 谢过程和代谢产物的生成，有助于了解药物的作用机制和药效。
药物合成
在药物合成过程中，酶促反应动力学可用于优化药物合成 的反应条件和提高产物的纯度，降低副反应和废物产生。
在Hale Waihona Puke 境科学中的应用污染物降解酶促反应动力学可用于污染物降解领域，如有机污染物的 生物降解和重金属离子的转化，通过研究酶促反应动力学 参数，实现污染物的有效降解和转化。
温度对反应速率的影响
总结词
温度的升高通常会加快反应速率，但过高的温度可能导致酶失活。
详细描述
温度可以影响酶促反应的速率。一般来说，温度越高，分子间的运动越快，从而促进酶与底物的结合和反应的进 行。然而，过高的温度可能导致酶失活，从而降低反应速率。因此，选择合适的温度对于维持酶的活性和促进反 应的进行非常重要。
酶催化反应动力学概况课件
酶催化反应动力学概 况课件
目 录
• 酶催化反应动力学概述 • 酶催化反应的速率方程 • 酶促反应的速率常数与酶活性 • 酶促反应的抑制剂与激活剂 • 酶催化反应的动力学应用
01
酶催化反应动力学概述
酶的定义与特性
总结词
酶是一种生物催化剂，具有高度专一性和高效性的特性，能够加速生物体内的 化学反应。
03
利用酶的催化作用可以构建生物传感器，用于检测生物分子或
小分子物质，用于医学诊断和环境监测。
酶催化反应在农业领域的应用
有机肥料生产
利用酶催化反应可以将农业废弃物转化为有机肥料，提高土壤肥 力。
生物农药
通过酶的催化作用可以合成具有杀虫、杀菌或除草功能的生物农药 ，减少化学农药的使用。
转基因作物
通过基因工程技术将酶编码基因导入作物中，以提高作物的抗逆性 、产量和品质。
蛋白质工程
通过酶催化反应对蛋白质进行定向进化或改造，以优化蛋白质的性 能，应用于生物医学、工业和农业等领域。
酶催化反应在医药领域的应用
药物研发
01
酶催化反应可用于合成新药或优化现有药物的合成路线，降低
药物的生产成本。
疾病诊断
02
某些酶的活性与某些疾病相关，通过检测酶的活性可以用于疾
病的诊断。
生物传感器
金属离子
如Mg^2+、Zn^2+等， 能够通过提供催化活性所 需的电子或稳定酶的结构 来促进酶促反应。
蛋白质
如蛋白激酶等，能够通过 磷酸化等方式激活酶的活 性。
抑制剂与激活剂的应用
药物研发
通过抑制或激活特定的酶来治疗疾病。
生物工程
在发酵工程、酶工程等领域中，利用抑制剂与激 活剂来调控酶促反应过程。
目 录
• 酶催化反应动力学概述 • 酶催化反应的速率方程 • 酶促反应的速率常数与酶活性 • 酶促反应的抑制剂与激活剂 • 酶催化反应的动力学应用
01
酶催化反应动力学概述
酶的定义与特性
总结词
酶是一种生物催化剂，具有高度专一性和高效性的特性，能够加速生物体内的 化学反应。
03
利用酶的催化作用可以构建生物传感器，用于检测生物分子或
小分子物质，用于医学诊断和环境监测。
酶催化反应在农业领域的应用
有机肥料生产
利用酶催化反应可以将农业废弃物转化为有机肥料，提高土壤肥 力。
生物农药
通过酶的催化作用可以合成具有杀虫、杀菌或除草功能的生物农药 ，减少化学农药的使用。
转基因作物
通过基因工程技术将酶编码基因导入作物中，以提高作物的抗逆性 、产量和品质。
蛋白质工程
通过酶催化反应对蛋白质进行定向进化或改造，以优化蛋白质的性 能，应用于生物医学、工业和农业等领域。
酶催化反应在医药领域的应用
药物研发
01
酶催化反应可用于合成新药或优化现有药物的合成路线，降低
药物的生产成本。
疾病诊断
02
某些酶的活性与某些疾病相关，通过检测酶的活性可以用于疾
病的诊断。
生物传感器
金属离子
如Mg^2+、Zn^2+等， 能够通过提供催化活性所 需的电子或稳定酶的结构 来促进酶促反应。
蛋白质
如蛋白激酶等，能够通过 磷酸化等方式激活酶的活 性。
抑制剂与激活剂的应用
药物研发
通过抑制或激活特定的酶来治疗疾病。
生物工程
在发酵工程、酶工程等领域中，利用抑制剂与激 活剂来调控酶促反应过程。
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❖ 双倒数作图法(double reciprocal plot)，又称为 林-贝氏(Lineweaver- Burk)作图法
Vmax[S] V=
Km+[S]
两边同取倒数
1/V
1/V=
Km Vmax
1/[S] + 1/Vmax
-1/Km
0
1/[S]
（林－贝氏方程）
3 酶浓度对反应速度的影响
V
➢ 当[S]＞＞[E]，酶可被底 物饱和的情况下，反应速 度与酶浓度成正比
➢关系式为： V = K3[E]
0
[E]
当[S]>>[E]时，Vmax = k3 [E]
酶浓度对反应速度影响
E+S
k1 ES k3 E + P
k2
4 抑制剂对酶促反应速度的影响
酶的抑制剂(inhibitor)：凡能使酶的催化活 性下降而不引起酶蛋白变性的物质称为酶的 抑制剂。
区别于酶的变性
抑制剂对酶有一定选择性 引起变性的因素对酶没有选择性
❖不可逆的抑制作用(irreversible inhibition) ❖可逆的抑制作用(reversible inhibition)
不可逆抑制作用
v抑制剂与酶的必需基团以共 价键的形式结合而引起酶活 力降低或丧失。 v是不可逆的。 v本质上来说就是酶的修饰抑 制
可逆抑制作用
•由于抑制剂与酶以非共价键 的形式结合而引起酶活力降低 或丧失。 v是可逆的。
1.2 酶活力的测定原理
❖酶蛋白的含量很低，很难直接测定其蛋白质的 含量，且常与其他各种蛋白质混合存在，将其 提纯耗时费力。故不能直接用重量或体积等指 标来衡量。
测定产物增加量
测定酶活力 的基本原理
测定酶活力常 用的方法：
测定底物减少量
❖ 分光光度法
❖ 荧光法
❖ 同位素法
❖ 电化学方法
❖ 其他方法：如旋光 法、量气法、量热 法和层析法等
❖ 酶促反应速度随反 应时间延长而降低。
图3-1 酶促反应的速度曲线
引起酶促反应速度随反应时间延长而降低的原因？
（1）底物浓度的降低、产物浓度增加从而加速了逆 反应的进行；
（2）产物对酶的抑制作用； （3）随着反应时间的延长引起酶的部分失活等。
如何避免影响？
测定反应初速度的方法来测定相关制剂中酶的含量（活性）。
E + S k1 ES k3 E + P
k2
酶底物中间络合物学说
酶已全部被底物所饱和
酶还未被底物所饱和
2.2 酶促反应的动力学方程式（米氏方程）
❖ 1913年 Michaelis和 Menten 两位 科 学家 在 前 人工作的基础上，根据酶促反应的中间络合物 学说，推导出一个数学方程式，用来表示底物 浓度与酶反应速度之间的量化关系，通常把这 个数学方程式称为米氏方程：
❖ 根据这一实验结果，Henri和Wurtz提出了酶促化 学反应的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(E)首先需要和底物 (S) 结 合 生 成 酶 底 物 中 间 络 合 物 即 中 间 复 合 物 (ES)，然后再生成产物(P)，同时释放出酶。该 学说可以用下面的化学反应方程式来表示：
V Vmax[S] ( Km [S])
[S]：底物浓度 V ：不同[S]时的反应速度 Vmax：最大反应速度(maximum
velocity)
米氏常数Km的含义
❖ Km值就代表着反应速度达到 最大反应速度 一半时的底物浓度， 单位是mol/L。 。
V Vmax[S] ( Km [S])
Km值的推导：
1.3酶活力测定时需注意：
（1）选择反应的最适温度，根据不同的底物和缓 冲液选择反应的最适pH。
（2） 速度要快，取反应的初速度 （3） 底物浓度要足够大（一般在10Km以上）
▪ 使酶被底物饱和，以充分反映待测酶的活力
2 底物浓度对酶促反应速度的影响
2.1中间络合物学说
图3-2 底物浓度对酶促反应速度的影响
1酶催化反应速率与酶活力的测定
酶活力是指酶催化某一化学反应的能力，其大小 可以用在一定条件下该酶所催化的某一化学反应 的反应速度（reaction velocity）来表示，酶活 力的高低和化学反应的反应速度的大小两者呈线 性关系。
1.1酶催化反应速率随时间的变化
❖ 酶催化的反应速度 可用在单位时间内 底物的减少量或者 产物的增加量来表 示 。 如 图 3-1 所 示 的曲线图。
③ Km可以作为酶和底物结合紧密程度的—个度量指标， 用来表示酶与底物结合的亲和力大小。
④ 已知某个酶的Km值，就可以计算出在某一底物浓度 条件下，其反应速度相当于Vmax的百分比。
⑤ Km值还可以帮助我们推断具体条件下某一代谢反应 的方向和途径，只有Km值小的酶促反应才会在竞争 中占优势。
米氏方程的双倒数作图
研究抑制剂的意义
❖ （1）是研究酶的结构与功能、酶的催化机制以及 阐明机体代谢途径的基本手段。
❖ （2）可以为医药产业中设计新药物和农业生产中 设计新农药提供重要的理论依据。
❖ （3）在食品生产和保鲜中控制酶的催化效率。
4.1抑制作用的类型及鉴别
❖根据抑制剂与酶的作用方式的区别以及抑制作用 是否可逆，我们可以将抑制作用分为两大类，即：
Vmax ＝ Vmax[S]
2
Km + [S]
Km＝[S]
V Vmax[S] ( Km [S])
米氏常数的应用价值
① Km是酶的一个特征性常数：也就是说Km的大小只与 酶本身的性质有关，而与酶浓度无关。
② Km值还可以用于判断酶的专一性和天然底物，Km值 最小的底物往往被称为该酶的最适底物或天然底物。
❖ 中间络合物学说最早是由 Henri和Wurtz两位科学家 提出的。
❖ 在1903年，Henri在用蔗 糖酶水解蔗糖实验研究化 学反应中底物浓度与反应 速度的关系时发现，当酶 浓度不变时，可以测出一 系列不同底物浓度下的化 学反应速度，以该反应速 度对底物浓度作图，可得
到如图3-2所示的曲线。
酶底物中间络合物学说
酶催化反应动力学 (2)优秀课 件
重要
酶催化反应动力学研究包括哪些内容 ?
定义：酶催化反应动力学是研究酶促反应速度 以及影响此速度的各种因素的科学。
影响因素
（1）底物浓度
（2）酶浓度
酶
促
（3）抑制剂
反
（4）温度
应
速
（5） pH
度
（6）激活剂
目的和意义
找到适宜的反应条件提 高或抑制酶催化反应效率
了解酶在生理代谢过程 中的作用和某些药物的作 用机制等
Vmax[S] V=
Km+[S]
两边同取倒数
1/V
1/V=
Km Vmax
1/[S] + 1/Vmax
-1/Km
0
1/[S]
（林－贝氏方程）
3 酶浓度对反应速度的影响
V
➢ 当[S]＞＞[E]，酶可被底 物饱和的情况下，反应速 度与酶浓度成正比
➢关系式为： V = K3[E]
0
[E]
当[S]>>[E]时，Vmax = k3 [E]
酶浓度对反应速度影响
E+S
k1 ES k3 E + P
k2
4 抑制剂对酶促反应速度的影响
酶的抑制剂(inhibitor)：凡能使酶的催化活 性下降而不引起酶蛋白变性的物质称为酶的 抑制剂。
区别于酶的变性
抑制剂对酶有一定选择性 引起变性的因素对酶没有选择性
❖不可逆的抑制作用(irreversible inhibition) ❖可逆的抑制作用(reversible inhibition)
不可逆抑制作用
v抑制剂与酶的必需基团以共 价键的形式结合而引起酶活 力降低或丧失。 v是不可逆的。 v本质上来说就是酶的修饰抑 制
可逆抑制作用
•由于抑制剂与酶以非共价键 的形式结合而引起酶活力降低 或丧失。 v是可逆的。
1.2 酶活力的测定原理
❖酶蛋白的含量很低，很难直接测定其蛋白质的 含量，且常与其他各种蛋白质混合存在，将其 提纯耗时费力。故不能直接用重量或体积等指 标来衡量。
测定产物增加量
测定酶活力 的基本原理
测定酶活力常 用的方法：
测定底物减少量
❖ 分光光度法
❖ 荧光法
❖ 同位素法
❖ 电化学方法
❖ 其他方法：如旋光 法、量气法、量热 法和层析法等
❖ 酶促反应速度随反 应时间延长而降低。
图3-1 酶促反应的速度曲线
引起酶促反应速度随反应时间延长而降低的原因？
（1）底物浓度的降低、产物浓度增加从而加速了逆 反应的进行；
（2）产物对酶的抑制作用； （3）随着反应时间的延长引起酶的部分失活等。
如何避免影响？
测定反应初速度的方法来测定相关制剂中酶的含量（活性）。
E + S k1 ES k3 E + P
k2
酶底物中间络合物学说
酶已全部被底物所饱和
酶还未被底物所饱和
2.2 酶促反应的动力学方程式（米氏方程）
❖ 1913年 Michaelis和 Menten 两位 科 学家 在 前 人工作的基础上，根据酶促反应的中间络合物 学说，推导出一个数学方程式，用来表示底物 浓度与酶反应速度之间的量化关系，通常把这 个数学方程式称为米氏方程：
❖ 根据这一实验结果，Henri和Wurtz提出了酶促化 学反应的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(E)首先需要和底物 (S) 结 合 生 成 酶 底 物 中 间 络 合 物 即 中 间 复 合 物 (ES)，然后再生成产物(P)，同时释放出酶。该 学说可以用下面的化学反应方程式来表示：
V Vmax[S] ( Km [S])
[S]：底物浓度 V ：不同[S]时的反应速度 Vmax：最大反应速度(maximum
velocity)
米氏常数Km的含义
❖ Km值就代表着反应速度达到 最大反应速度 一半时的底物浓度， 单位是mol/L。 。
V Vmax[S] ( Km [S])
Km值的推导：
1.3酶活力测定时需注意：
（1）选择反应的最适温度，根据不同的底物和缓 冲液选择反应的最适pH。
（2） 速度要快，取反应的初速度 （3） 底物浓度要足够大（一般在10Km以上）
▪ 使酶被底物饱和，以充分反映待测酶的活力
2 底物浓度对酶促反应速度的影响
2.1中间络合物学说
图3-2 底物浓度对酶促反应速度的影响
1酶催化反应速率与酶活力的测定
酶活力是指酶催化某一化学反应的能力，其大小 可以用在一定条件下该酶所催化的某一化学反应 的反应速度（reaction velocity）来表示，酶活 力的高低和化学反应的反应速度的大小两者呈线 性关系。
1.1酶催化反应速率随时间的变化
❖ 酶催化的反应速度 可用在单位时间内 底物的减少量或者 产物的增加量来表 示 。 如 图 3-1 所 示 的曲线图。
③ Km可以作为酶和底物结合紧密程度的—个度量指标， 用来表示酶与底物结合的亲和力大小。
④ 已知某个酶的Km值，就可以计算出在某一底物浓度 条件下，其反应速度相当于Vmax的百分比。
⑤ Km值还可以帮助我们推断具体条件下某一代谢反应 的方向和途径，只有Km值小的酶促反应才会在竞争 中占优势。
米氏方程的双倒数作图
研究抑制剂的意义
❖ （1）是研究酶的结构与功能、酶的催化机制以及 阐明机体代谢途径的基本手段。
❖ （2）可以为医药产业中设计新药物和农业生产中 设计新农药提供重要的理论依据。
❖ （3）在食品生产和保鲜中控制酶的催化效率。
4.1抑制作用的类型及鉴别
❖根据抑制剂与酶的作用方式的区别以及抑制作用 是否可逆，我们可以将抑制作用分为两大类，即：
Vmax ＝ Vmax[S]
2
Km + [S]
Km＝[S]
V Vmax[S] ( Km [S])
米氏常数的应用价值
① Km是酶的一个特征性常数：也就是说Km的大小只与 酶本身的性质有关，而与酶浓度无关。
② Km值还可以用于判断酶的专一性和天然底物，Km值 最小的底物往往被称为该酶的最适底物或天然底物。
❖ 中间络合物学说最早是由 Henri和Wurtz两位科学家 提出的。
❖ 在1903年，Henri在用蔗 糖酶水解蔗糖实验研究化 学反应中底物浓度与反应 速度的关系时发现，当酶 浓度不变时，可以测出一 系列不同底物浓度下的化 学反应速度，以该反应速 度对底物浓度作图，可得
到如图3-2所示的曲线。
酶底物中间络合物学说
酶催化反应动力学 (2)优秀课 件
重要
酶催化反应动力学研究包括哪些内容 ?
定义：酶催化反应动力学是研究酶促反应速度 以及影响此速度的各种因素的科学。
影响因素
（1）底物浓度
（2）酶浓度
酶
促
（3）抑制剂
反
（4）温度
应
速
（5） pH
度
（6）激活剂
目的和意义
找到适宜的反应条件提 高或抑制酶催化反应效率
了解酶在生理代谢过程 中的作用和某些药物的作 用机制等