生物化学 酶下

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底物浓度对反应速度的影响
I. 单底物、单产物反应 II. 酶促反应速度一般在规定的反应条件下，用
单位时间内底物的消耗量和产物的生成量来 表示 III. 反应速度取其初速度，即底物的消耗量很小 （一般在5﹪以内）时的反应速度 IV. 底物浓度远远大于酶浓度
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2.Michaelis-Menten方程和米氏常数
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E+S
ES
E+P
酶（E）与底物（S） 结合生成不稳定的中间 物（ES），再分解成产 物（P）并释放出酶，使 反应沿一个低活化能的 途径进行，降低反应所 需活化能，所以能加快 反应速度。
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能 量 水
平 E+S
E1 ES
E2
G
P+ E
反应过程
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• 酶催化作用的本质是酶的活性中心与 底物分子通过短程非共价力(如氢键,离子 键和疏水键等)的作用，形成E-S反应中 间物，
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Hale Waihona Puke Baidu17
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3 米氏常数的意义及测定
• 米氏方程
Vmax [S] V= Km + [S]
Km 即为米氏常数，
Vmax为最大反应速
度
V为实际反应速度
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当反应速度等于最大速度
一半时,即V = 1/2 Vmax, Km = [S]
上式表示,米氏常数是反应 速度为最大值的一半时的底 物浓度。
1913年，德国化学家Michaelis和Menten根据中间产物学说对酶促反应的动力 学进行研究，推导出了表示整个反应中底物浓度和反应速度关系的著名公式， 称为米氏方程。
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Michaelis 与 Menten 发展出酶作用动力学
Michaelis
Menten
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Nelson & Cox (2000) Lehninger Principles of Biochemistry (3e) p.258
1 中间产物学说(1903年Henri Wurtz提出)
• p355
• 在酶催化的反应中，第一步是酶与底物形成酶－底物中 间复合物。当底物分子在酶作用下发生化学变化后，中 间复合物再分解成产物和酶。
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1925 米氏方程的三个假设： （1）稳态平衡： ①反应初期，产物的生成量极少，E+P→ES可忽略不计； ② 〔S〕 >>〔E〕,[S]-[ES] ≈[S] ③反应系统处于稳态平衡状态，即〔ES〕的形成速度等 于〔ES〕的分解速度：
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➢2 米氏方程的推导：
根据中间产物学说，酶促反应分两步进行:
• E + S ==== E-S P + E
• 许多实验事实证明了E－S复合物的存在。E－S复合物 形成的速率与酶和底物的性质有关。过氧化物酶催化过 氧化氢分解反应时,过氧化物酶本身具有645,583,548, 498nm四个吸收峰,当反应发生时,光谱性质完全发生改 变,只有561,530.5nm两个吸收峰,反应完成后又恢复成 原来的四吸收峰光谱性质.
第三节 酶代谢动力学
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一 研究内容： 酶促反应动力学研究酶促反应的速度以及影响 速度的各种因素的科学。
酶促反应的影响因素主要包括酶的浓度、底物 的浓度、pH、温度、抑制剂和激活剂等。
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二、影响反应速度的因素 (一)酶的浓度
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V Vmax
和程度大,酶的催化活性高。
（同一种酶有几种底物就有几个Km值，其中Km值 最小的底物一般称为该酶的最适底物或天然底物）
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2.3米氏常数的测定
（1）s-v
（2）双倒数作图法
Vmax [S] V= Km + [S]
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计算一定速度下底物浓度
从米氏方程中求得：当反应速度达到最大反应 速度的90%，求底物浓度
因此,米氏常数的单位为 mol/L。
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2.1 米氏方程的意义
Km是酶的特征常数，只与酶的性质有关，与酶浓度无关。
（1）鉴定酶：通过测定Km，可鉴别不同来源或相同来 源但在不同发育阶段，不同生理状态下催化相同反应的 酶是否是属于同一种酶。（2）判断酶的最适底物； （3）1/km 近似代表酶对底物的亲和力； （4）指出了 [S]与V的关系，利于计算；5）判断代谢的方向； （6） 计算一定速度下底物浓度；（7）了解酶的底物在体内 具有的浓度水平；（8）判断抑制类型。
v = ——Vm—ax ·—[S—] —
km + [S] 90%V =100%V[S]/(km +[S]) 即 [S] = 9km
在进行酶活力测定时，通常用4km的底物浓度即可。
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（三）pH的影响
大部分酶的pH-酶活曲线是钟形曲线 在一定的pH值活力最高，称最适pH。
pH稳定性：在一定pH 范围内酶是稳定的
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2.2关于米氏常数Km的几点说明：
• 不同的酶具有不同Km值，它是酶的一个重要的
特征物理常数。
• Km值只是在固定的底物，一定的温度和pH条件 下，一定的缓冲体系中测定的，不同条件下的同 一种酶具有不同的Km值。
• Km值表示酶与底物之间的亲和程度：Km值大表 示亲和程度小，酶的催化活性低; Km值小表示亲
pH对酶作用的影响机制： 1.环境过酸、过碱使酶变性失 活；
2.影响酶活性基团的解离； 3.影响底物的解离。
[S]
当底物浓度较低时 反应速度与底物浓度成正比；反应为一级反应。
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V Vmax
[S]
随着底物浓度的增高
反应速度不再成正比例加速；反应 为混合级反应。
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V Vmax
[S]
当底物浓度高达一定程度
反应速度不再增加，达最大速度； 反应为零级反应。
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• （二）.底物浓度[S] • 1.酶促反应速度V与底物浓度[S]的关系
• 其结果使底物的价键状态发生形变或 极化，起到激活底物分子和降低过渡态 活化能作用。
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(1)米氏方程的推导
1913 米氏方程的三个假设： （1）快速平衡： ①反应初期，产物的生成量极少，E+P→ES可忽略不计； ② 〔S〕 >>〔E〕,[S]-[ES] ≈[S] ③反应系统处于快速平衡状态，即〔ES〕生成产物的速度 可以忽略不计