酶促反应动力学-(4)PPT课件
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酶促反应动力学-精品医学课件
（3）酶与底物结合是通过一种称为诱导契 合模式进行的。
酶促反应动力学
概念：
• 研究酶促反应速率及其影响因素。 • 反应速率：单位时间内底物减少或产物
增加的速率，常用初速率来衡量。
初速率
产 酶促反应速率逐渐降低
物
0
时间
酶促反应的时间进展曲线
影响酶促反应速度的因素：
• 底物浓度[S] • 酶浓度[E] •T • pH 值 • 抑制剂 • 激活剂
• 加样量的准确性 • 温度与时间的准确性 • 分光光度计的校准和使用
➢ 开启电源，仪器预热20分钟。
➢ 波长调至测试用波长（510nm）。
➢ 将比色皿架处于空白管位置，打开试样室盖，选 择“T”档，调节“0”按钮，使数字显示为“0.00”。
盖上试样室盖，使光电管受光，调节透过率 “100%”按钮，使数字显示为“100.0”。
可逆性 非竞争性抑制
类型
反竞争性抑制 不可逆性
可逆性抑制作用的动力学比较
作用特点 无抑 竞争 非竞争 反竞争 制剂 性抑制 性抑制 性抑制
与I结合组分
E
E、ES ES
动力学参数
表观Km Km
Km
表观Vm Vm Vm
本次实验方案
底物：磷酸苯二钠 酶： 碱性磷酸酶AKP 抑制剂：磷酸氢二钠
v
v=Vm=K3[E]
V= Vmax [S]
Vm
Km + [S]
2
Km
[S]
底物浓度对酶促反应速度的影响
(二)米---曼氏方程 （Michaelis-Menten equation）
Vmax [S] V=
Km + [S]
1、米-曼氏方程解释： 当[S]Km时，v=(Vmax/Km) [S], 即v 正比于 [S] 当[S]Km时，v Vmax, 即[S]而v不变
04酶促反应动力学
(二) 前稳态动力学与稳态动力学的比 较
时间 反应速度 反应步骤 前稳态动力学 稳态动力学 0~t1 t1~ t2 d P d S d ES 常数 dt dt dt k1 k2 ES E S ES E P k -1
二、单底物酶促反应稳态动力学
k2 E S ES E P k1 k -1
ES(酶-底物复合物)生成速度 d S k1 E S dt ES分解速度= k 1 ES k 2 ES ES净生成速度
d ES dt
=ES生成速度-ES分解速度
t=0, [ES]=0, [P]=0, [S]最 大,ES生成速度最大, 0~t1内, [S] ↘, [P] ↗, [ES] ↗, 到t1时,达到恒定. ES生成速度↘, ES分解速 度↗, ES净生成速度↘ t1~ t2内, [S] ↘, [P] ↗, [ES] → (稳态或恒态) ES生成速度= ES分解速度, ES净生成速度→ T2后, [ES] ↘
零级反应
混合级反应 一级反应
S K m , S
K m ,
（1）酶反应的反应速度和底物浓度直接相 关； （2）底物浓度决定着酶系统的反应级别； （3）衡量这种关系的尺度是Km；
米氏方程概括的这些规律和绝大多数实验结 果一致，但少数情况下产生异常。例如，1/v 对1/[S]作图时，一般应该得到线性图形，但 有时也会产生偏差，原因可能为：
K m S
V S
或
（二）米氏方程的物理意义 1.提供了两个极为重要的酶反应动力学常数Km和可擦他kcat 并通过他们表达了酶反应性质、反应条件和酶反应速度之间 的关系。 Km的物理意义： ⑴特定的反应，特定的反应条件下，Km是个特征常数，可部 分描述酶反应性质、反应条件对酶反应速度的影响。故可用 来鉴别不同的酶。 ⑵1/Km表示酶与底物的亲和力，Km越大，亲和力越小，反之 越大。 ⑶当v=V/2时，Ks=[S]。表明Km相当于反应达到最大速度一 半时的底物浓度，或者说，相当于要使反应系统有一半的酶 分子参加反应所必须具有的底物浓度。 ⑷通过Km可判断酶的最适底物，因为最适底物具有最大的 V/Km。 ⑸通过Km可了解酶的底物在体内可能具有的浓度水平。一般 酶<<Km,那么v<<V,大部分酶处于浪费状态; 反之,如果[S] >>Km,那么v≈V，[S]将失去其生理意义。 ⑹通过体外测定某些物质对Km的影响，可以推断出该物质可 能有的生理效应，如作为抑制剂或活化剂等。
第二章-酶促反应动力学
• 一个标准酶活单位定义为：每分钟使果胶裂解产生1μmol的不饱 和聚半乳糖醛酸所需的酶量。不饱和聚半乳糖醛酸在235nm处的 摩尔吸光系数为4600Lmol-1cm-1[6]。
• U =（A/4600）×106×10-3×3×10×（1/10）×n
• = A×n×(30/46)
• 式中：U-----------酶液的酶活力， U/mL
KS CS
稳态法推导动力学方程：
几点假设：
（1）CS>>CE，中间复合物ES的形成不会降 低CS。
（2）不考虑这个可逆反应。
（3）CS>>CE中间复合物ES一经分解，产生 的游离酶立即与底物结合，使中间复合物 ES浓度保持衡定，即 。 dC ES 0
dt
根据以上假设，可建立如下方程组
rk2CES
（3）E S E为S 快速平衡，E S E P 为整个反应的限速阶段，因此ES分解 成产物不足以破坏这个平衡。
根据假设建立动力学方程
rk2CES
dCES dt
k1CECSk1CES0
C E0C EC ES
CECS CES
KS
k1 k1
解之，得
r k2CE0CS KS CS
令 rmaxk2CE0 则 r rmaxCS
• A —————OD值
• n ———— 酶液稀释倍数
2.1 酶促反应动力学的特点
2.1.1 酶的基本概念 2.1.2 酶的稳定性及应用特点
酶是以活力、而不是以质量购销的。 酶有不同的质量等级：工业用酶、食品用酶、医药 用酶。酶的实际应用中应注意，没有必要使用比工艺 条件所需纯度更高的酶。
经典酶学研究中，酶反应速率的测定是在反应的 初始短时间内进行的，并且酶浓度、底物浓度较低， 且为水溶液，酶学研究的目的是探讨酶促反应的机 制。
• U =（A/4600）×106×10-3×3×10×（1/10）×n
• = A×n×(30/46)
• 式中：U-----------酶液的酶活力， U/mL
KS CS
稳态法推导动力学方程：
几点假设：
（1）CS>>CE，中间复合物ES的形成不会降 低CS。
（2）不考虑这个可逆反应。
（3）CS>>CE中间复合物ES一经分解，产生 的游离酶立即与底物结合，使中间复合物 ES浓度保持衡定，即 。 dC ES 0
dt
根据以上假设，可建立如下方程组
rk2CES
（3）E S E为S 快速平衡，E S E P 为整个反应的限速阶段，因此ES分解 成产物不足以破坏这个平衡。
根据假设建立动力学方程
rk2CES
dCES dt
k1CECSk1CES0
C E0C EC ES
CECS CES
KS
k1 k1
解之，得
r k2CE0CS KS CS
令 rmaxk2CE0 则 r rmaxCS
• A —————OD值
• n ———— 酶液稀释倍数
2.1 酶促反应动力学的特点
2.1.1 酶的基本概念 2.1.2 酶的稳定性及应用特点
酶是以活力、而不是以质量购销的。 酶有不同的质量等级：工业用酶、食品用酶、医药 用酶。酶的实际应用中应注意，没有必要使用比工艺 条件所需纯度更高的酶。
经典酶学研究中，酶反应速率的测定是在反应的 初始短时间内进行的，并且酶浓度、底物浓度较低， 且为水溶液，酶学研究的目的是探讨酶促反应的机 制。
酶促反应动力学 ppt课件
V =
Vmax *[s]
Km +[S] 米氏方程，Km米氏常数
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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，可 得到一条双曲线 v Vmax
½ Vmax
Km
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[S]
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三、Km值的意义
υ =
Vmax *[s]
Km +[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] = Km
Km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。
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三、Km值的意义
Km = (k2+k3) / k1
底物 Km值的大小只与 Km(mmol/L) 2. Km酶 值是酶的一个特征常数： 25 脲酶 尿素 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。 0.006 溶菌酶 6-N乙酰葡萄糖胺
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2. 激活剂对酶作用的特点
（1）激活剂对酶的作用具有一定的选择 性 ；即一种激活剂对某种酶起激活作用， 而对另一种酶可能起抑制作用 （2）有时金属离子之间也可相互替代 （3）激活离子对于同一种酶，可因浓度 不同而起不同的作用，低浓度激活，高 浓度抑制
PPT课件 45
PPT课件 23
二、抑制作用的类型
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. 2．可逆的抑制作用: 抑 制剂与酶以非共价键结合而 引起酶活力降低或丧失，能 用物理方法除去抑制剂而使 酶复活，抑制作用是可逆的
第四节酶促反应动力学
第四节酶促反应动力学生物体进行的新陈代谢都是在酶的催化下发生的物质代谢和能量代谢，而酶催化的反应速度是非常重要的。
在活细胞中一个合成反应必须以足够快的速度满足细胞对反应产物的需要。
而有毒的代谢产物也必须以足够快的速度进行排除，以免积累到损伤细胞的水平。
若需要的物质不能以足够快的速度提供，而有害的代谢产物不能以足够快的速度排走，势必将造成代谢紊乱。
研究酶反应速度不仅可以阐明酶反应本身的性质，了解生物体内正常的和异常的新陈代谢，而且还可以在体外寻找最有利的反应条件来最大限度地发挥酶反应的高效性。
生物体内进行的酶促反应，可用化学动力学的理论和方法进行研究，即在测定酶促反应速度的基础上，研究底物浓度、酶浓度、温度、pH值、激活剂和抑制剂等对反应速度的影响。
一、酶促反应速度的测定酶促反应速度，与普通化学反应一样，既可表示为单位时间内底物浓度的减少，又可表示为单位时间内产物浓度的增加。
在实际测定中，考虑到通常底物量足够大，其减少量很少，而产物由无到有，变化较明显，测定起来较灵敏，所以多用产物浓度的增加作为反应速度的量度。
酶促反应的速度与反应进行的时间有关。
以产物生成量（P）为纵坐标，以时间（t）为横坐标作图，可得到酶反应过程曲线。
从图可以看出，在反应初期，产物增加得比较快，酶促反应的速度（d[P]/dt）近似为一个常数。
随着时间延长，酶促反应的速度便逐渐减弱（即曲线斜率下降）。
原因是随着反应的进行，底物浓度减少，产物浓度增加，加速反应逆向进行；产物浓度增加会对酶产生反馈抑制；另外酶促反应系统中pH值及温度等微环境变化会使部分酶变性失活。
因此，为了准确表示酶活力都要以初速度表示，酶反应的初速度越大，意味着酶的催化活力越大。
二、底物浓度对酶促反应速度的影响1、底物浓度与酶促反应速度的关系确定底物浓度（[S]）与酶促反应速度（V ）间关系，是酶促反应动力学的核心内容。
在酶浓度、温度、pH 不变的情况下，实验测得，酶反应速度与底物浓度的关系，从图曲线所示，底物的浓度很低时，V 与[S]呈直线关系（OA 段），这时，随着底物浓度的增加，反应速度按一定比率加快，为一级反应。
第四章 酶促反应动力学
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，以充分反应待测酶的活力
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测定酶活力的基本原理
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。
• （1）乒乓机制的动力学方程
v=
Vmax[A][B]
KmA[B]+KmB[A]+[A][B]
• 式中：[A]和[B]分别为底物A和底物B的浓度；
• KmA、KmB分别为底物A和B的米氏常数； • Vmax是指[A]和[B]都达饱和浓度时的最大反
应速度。
（2）序列机制的动力学方程式
v=
Vmax[A][B]
3)Vmax和k3(kcat)的意义
• 在酶浓度一定时，该酶对特定底物的Vmax也是一 个常数。
• 当[S]很大时，就有Vmax=k3[ES]=k3[E] • 由此可以说明Vmax和[E]成线性关系，斜率就是k3，
为一级反应的速度常数。
• K3的意义是当酶被底物饱和时每秒钟每个酶分子 所 转 换 底 物 分 子 数 ， 又 叫 转 换 数 （ 简 称 TN ） ，
kcat可以用来衡量酶的催化效率，越大效率越高。
k1 E+S
ES k3 E+P
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k2
k4
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4.3.3多底物酶促反应动力学
• 在多底物反应中，最常见的是双底物反应：
A+B
P+Q
• 1）多底物反应按动力学机制分类： • （1）序列反应（单一置换反应）
E+A+B
– 使酶被底物饱和，以充分反应待测酶的活力
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测定酶活力的基本原理
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。
• （1）乒乓机制的动力学方程
v=
Vmax[A][B]
KmA[B]+KmB[A]+[A][B]
• 式中：[A]和[B]分别为底物A和底物B的浓度；
• KmA、KmB分别为底物A和B的米氏常数； • Vmax是指[A]和[B]都达饱和浓度时的最大反
应速度。
（2）序列机制的动力学方程式
v=
Vmax[A][B]
3)Vmax和k3(kcat)的意义
• 在酶浓度一定时，该酶对特定底物的Vmax也是一 个常数。
• 当[S]很大时，就有Vmax=k3[ES]=k3[E] • 由此可以说明Vmax和[E]成线性关系，斜率就是k3，
为一级反应的速度常数。
• K3的意义是当酶被底物饱和时每秒钟每个酶分子 所 转 换 底 物 分 子 数 ， 又 叫 转 换 数 （ 简 称 TN ） ，
kcat可以用来衡量酶的催化效率，越大效率越高。
k1 E+S
ES k3 E+P
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k2
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4.3.3多底物酶促反应动力学
• 在多底物反应中，最常见的是双底物反应：
A+B
P+Q
• 1）多底物反应按动力学机制分类： • （1）序列反应（单一置换反应）
E+A+B
酶促反应动力学(有方程推导过程)ppt课件
当酶反应体系处于恒态时： v1 v2
即： k 1 E t E S S k 1 E k 2 S E S EtSE E SSSk1k 1k2
令： k1 k2 Km k1
则： K m E S E S S E tS
经整理得： ES
Et S Km S
(1)
由于酶促反应速度由[ES]决定，即 vk2ES
2、pH影响酶分子的构象：过高或过低pH都会影响酶分子 活性中心的构象，或引起酶的变性失活。
整理版课件
9
动物体内多数酶的最适pH值接近中性，但也有例外，如胃 蛋白酶的最适pH约1.8，肝精氨酸酶最适pH约为9.8(见下表)。
一些酶的最适pH
整理版课件
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四、 底物浓度对反应速度的影响
1、酶反应与底物浓度的关系
种酶与不同底物作用时，Km 值也不同。各种酶的 Km 值
范围很广，大致在 10-1～10-6 M 之间。
整理版课件
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3. Km在实际应用中的重要意义
（1）鉴定酶：通过测定可以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 否属于同一种酶。
（2）判断酶的最佳底物：如果一种酶可作用于多个底 物,就有几个Km值，其中Km最小对应的底物就是酶的 天然底物。如蔗糖酶既可催化蔗糖水解 (Km=28mmol/L),也可催化棉子糖水解 (Km=350mmol/L),两者相比，蔗糖为该酶的天然底物。
➢ 在一定范围内，反应速度达到最大时对应的温度称为该 酶促反应的最适温度（optimum temperature Tm）.一 般动物组织中的酶其最适温度为35～40℃，植物与微生 物中的酶其最适温度为30～60℃，少数酶可达60℃以上， 如细菌淀粉水解酶的最适温度90℃以上。
酶促动力学.ppt
加入非竞争性抑制剂后，Km 不变，而Vmax减小。
非竞争性抑制作用的Lineweaver–Burk图 ：
加入非竞争性抑制剂后，Km 不变，而Vmax减小。
非竞争性抑制剂与酶活性中心以外的基团结合。这类抑制作用不会因提高底物浓度而减弱
（3）反竞争性抑制
酶只有与底物结合后才与抑制剂结合，形成的三元中间产物不能进一步分解为产物。
中间产物学说的关键在于中间产物的形成。酶和底物可以通过共价键、氢键、离子键和和配位键等结合形成中间产物。中间产物的稳定性较低，易于分解成产物并使酶重新游离出来。
二、底物浓度对酶反应速度的影响
2 中间络合物学说
※1913年Michaelis和Menten提出反应速度与底物浓度关系的数学方程式，即米－曼氏方程式，简称米氏方程式(Michaelis equation)。后来又有人进行了修正.
三、酶的抑制作用
（一）抑制作用与抑制剂
什么是酶的抑制作用和失活作用？ 失活作用：酶变性；酶活性丧失（无选择性）。 抑制作用：酶的必需基团的化学性质改变,但并不引起酶蛋白变性的作用,而降低酶活性甚至使酶完全丧失活性的作用 引起作用的物质称为抑制剂（I）（选择性）。 研究抑制作用的意义？
特点
⑴ 竞争性抑制剂往往是酶的底物结构类似物； ⑵ 抑制剂与酶的结合部位与底物与酶的结合部位相同—— 酶的活性中心 ⑶ 抑制作用可以被高浓度的底物减低以致消除； ⑷ (表观）Km值增大，Vm值不变
竞争性抑制作用的Lineweaver–Burk图 ：
1/Vmax
(表观）Km值增大，Vm值不变
363
（Eisenthal和Cornish-Bowden法）
（5）直接线性作图法
363
《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。
课件：酶促反应动力学
竞争性抑制作用的动力学
➢ 有竞争性抑制剂存在时，Km值增大 (1+[I]/Ki)倍，Km值随[I]的增高而增大；
➢ 在[E]固定时，当[S] ﹥﹥ Km (1+[I]/Ki), Km (1+[I]/Ki)项可忽略不计，则v= Vmax， 即最大反应速率不变。
竞争性抑制的动力学曲线
a=1+[I]/Ki
底物浓度对酶促反应速率的影响
• 反应速率对底物浓度作图，得到的是一个 双曲线
• 在低底物浓度时, 反应速率与底物浓度成正 比，表现为一级反应特征。
• 当底物浓度达到一定值，反应速率达到最 大值（Vmax），此时再增加底物浓度，反 应速率不再增加，表现为零级反应
• 此现象称为饱和效应，对应的图称为底物 饱和曲线，说明酶促反应中酶的底物结合 部位都被底物占据时反应达到最大速率
• 抑制剂：引起抑制作用的化合物。抑制剂 能够与酶的必需基团以非共价或共价的方 式形成比较稳定的复合体或结合物。抑制 剂对酶的抑制具有选择性。
• 酶的抑制作用机理：
– 在化学结构上与被抑制的酶的底物分子（底物 类似物）或底物的过渡状态相似——活性中心 结合。
– 非底物类似物——不与活性部位结合，但和酶 活性部位以外的必需基团结合，从而影响酶促 反应过程。
酶促反应动力学
• △G为负，说明热力学有利，其值与反应的 平衡常数有关
• 活化能是动力学的范畴，和反应的速率常数
• 酶促反应动力学研究酶促反应速率以及影 响此速率的各种因素
• 酶促反应速率指反应的初速率，一般指底 物浓度被消耗5％以内的速率
• 影响因素：底物浓度、酶浓度、产物浓度、 pH、温度、抑制剂、激活剂等
米氏方程
Vmax [S] V=
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仅有一个反应的分子参加的反应称为单分子反应。单 分子反应的速率方程式：
dc
v= - —— = kc
dt 双分子反应的速率方程式：
dc
v= - —— =kc′c″
dt
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9.1.2.2反应级数
根据实验结果，整个化学反应的速率服从哪种 分子反应的速率方程式，则这个反应即为几级 反应。反应分子数和反应级数这两种分类方法 对很简单的反应来说是一致的。
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9.2 底物浓度对酶反应速率的影响
9.2.1中间络合物学说
底物浓度与反应速度的关系图 图（9-6）
中间络合物学说的反应表达式：
S+E ←→ ES←→ P+E
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中间络合物学说的实验证明：
1）ES复合物已被电子显微镜和X射线晶体结构 分析直接观察到。如DNA聚合酶Ⅰ可结合到它 合成的DNA模板上。
② Km值可以判断酶的专一性和天然底物。 Km值最 小的底物成为该酶的最适底物也就是天然底物。
1 / Km可近似的表示酶对底物亲和力的大小。
③ Km值可以帮助推断某一代谢反应的方向和途径。 限速步骤
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2）Vmax和 k3(kcat)的意义
在一定酶浓度下，酶对特定底物的Vmax是一个常数。 当[S]很大时，Vmax = k3[E]， k3为一级反应速率常数，
E + A + B AEB PEQ E + P + Q
1）有序反应(ordered reactions)
2）随机反应(random reactions)
B.乒乓反应(Ping Pong reactions)，酶E转换为一种修饰 酶E’。
天 冬 氨 酸 氨 基 转 移 酶 (glutamate: aspartate
2）许多酶和底物的光谱特性在形成ES复合物 后发生变化。
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3）酶的物理性质，如溶解度和热稳定性，在 形成ES复合物后发生变化。
4）已分离得到的酶与底物相互作用生成的ES 复合物。
5）超离心沉降过程中，可观察到酶与底物共 沉降现象。
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9.2.2 酶促反应的动力学方程式
9.2.2.1 米氏方程的推导
aminotransferase)
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9.3 酶的抑制作用
凡可使酶蛋白变形而引起酶活性丧失的作用称 为失活作用(inactivation)。
由于酶的必需基团化学性质的改变，但酶未变 性，而引起酶活力的降低或丧失而称为抑制作 用(inhibition)。
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9.2.3 多底物的酶促反应动力学
在酶促反应中更常见的是两个和两个以上底物参加的 反应，其中双底物反应最为重要，即底物A和B经酶催 化生成产物P和Q的反应。
9.2.3.1 酶促反应按底物分子数的分类
9.2.3.2 多底物反应按动力学机制分类
A.序列反应(sequential reactions)，底物的结合和产物 的释放有一定顺序。
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9.1.2.3各级反应的特征
1.一级反应
凡是反应速率只与反应物的浓度的一次方呈正比的， 为一级反应。
2.二级反应
凡是反应速率与反应物的浓度的二次方（或两种物质 浓度的乘积）呈正比的，为二级反应。
3.零级反应
凡是反应速率与反应物的浓度无关而受其它因素影响 而改变的反应，为零级反应。
———— = 0
dt
在稳态下，ES的生成速率和ES的分解速率相等，即 [ES]保持动态平衡。
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k1
E+S
ES
k2
k3
ES
P+E
k4
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13
Km=
k2+k3 k1
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Vmax ·[S]
V=------------------
Km + [S]
根据米氏方程可以说明以下关系：
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2
9.1.1 反应速率及其测定
反应速率是以单位时间内反应物或生成物浓度 的改变来表示。
用瞬时速率表示反应速率：
dc
v= - —— （反应物浓度的减小）
dt
or
dc v = + —— （生成物浓度的增加）
dt
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9.1.2 反应分子数和反应级数
9.1.2.1反应分子数
反应分子数是在反应中真正相互作用的分子数目。
1）当[S]＜＜Km时,
Vmax [S] Vmax
v = ──── = ─── [S] = K [S]
Km
Km
这时底物浓度低,酶没有全部被底物所饱和。
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2）当[S]＞＞ Km时，
Vmax [S]
v = —————— = Vmax
[S]
这时酶全部被底物所饱和，在此条件下才能正确测得酶 活力。
它的次因为s-1。 k3表示当酶被底物饱和时每秒钟每 个酶分子转换底物的分子数。这常数又叫做转换数 （简称TN）。
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9.2.2.3 利用作图法测定Km和Vmax值
双倒数作图法
1 —— =
v
Km 1 1 —— ● — + —
Vmax [S] Vmax
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Eisenthal和 Cornish- Bowden直线作图法 Vmax = v + v/ [S] ● Km
1913年Michaelis 和Menten在中间络合物学说 的基础上
Ks
k
E+S ← → ES → E+P
推导出米氏方程：
Vmax ·[S]
V=------------------
Km + [S]
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Байду номын сангаас
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稳态是指反应进行一段时间后，系统的复合物ES浓度， 保持不变的反应状态，即：
d[ES]
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3）当[S] = Km时，
Vmax [S]
Vmax
v = —————— = ———
[S] + [S]
2
Km就代表反应速度达到最大反应速度一半时的 底物浓度
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米氏方程曲线 图（9-9）
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9.2.2.2 动力学参数的意义
1）米氏常数的意义
① Km是酶的一个特性常数： Km的大小只与酶的性 质有关，而与酶浓度无关。 Km随底物、反应的温度、 pH及离子强度而改变。
意义：
1）研究酶的结构与功能的关系及作用机制。 2）发挥酶催化反应的高效率,寻找最有利的反
应条件。 3）了解酶在代谢中的作用和某些药物的作用
机制。
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1
9.1 化学动力学基础
两个基本问题： 一方面是反应进行的方向、可能性和限度； 另一方面是反应进行的速率和反应机制。前者
属于化学热力学的研究范围，后者属于化学动 力学研究范围。
dc
v= - —— = kc
dt 双分子反应的速率方程式：
dc
v= - —— =kc′c″
dt
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9.1.2.2反应级数
根据实验结果，整个化学反应的速率服从哪种 分子反应的速率方程式，则这个反应即为几级 反应。反应分子数和反应级数这两种分类方法 对很简单的反应来说是一致的。
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9.2 底物浓度对酶反应速率的影响
9.2.1中间络合物学说
底物浓度与反应速度的关系图 图（9-6）
中间络合物学说的反应表达式：
S+E ←→ ES←→ P+E
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中间络合物学说的实验证明：
1）ES复合物已被电子显微镜和X射线晶体结构 分析直接观察到。如DNA聚合酶Ⅰ可结合到它 合成的DNA模板上。
② Km值可以判断酶的专一性和天然底物。 Km值最 小的底物成为该酶的最适底物也就是天然底物。
1 / Km可近似的表示酶对底物亲和力的大小。
③ Km值可以帮助推断某一代谢反应的方向和途径。 限速步骤
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2）Vmax和 k3(kcat)的意义
在一定酶浓度下，酶对特定底物的Vmax是一个常数。 当[S]很大时，Vmax = k3[E]， k3为一级反应速率常数，
E + A + B AEB PEQ E + P + Q
1）有序反应(ordered reactions)
2）随机反应(random reactions)
B.乒乓反应(Ping Pong reactions)，酶E转换为一种修饰 酶E’。
天 冬 氨 酸 氨 基 转 移 酶 (glutamate: aspartate
2）许多酶和底物的光谱特性在形成ES复合物 后发生变化。
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3）酶的物理性质，如溶解度和热稳定性，在 形成ES复合物后发生变化。
4）已分离得到的酶与底物相互作用生成的ES 复合物。
5）超离心沉降过程中，可观察到酶与底物共 沉降现象。
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9.2.2 酶促反应的动力学方程式
9.2.2.1 米氏方程的推导
aminotransferase)
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9.3 酶的抑制作用
凡可使酶蛋白变形而引起酶活性丧失的作用称 为失活作用(inactivation)。
由于酶的必需基团化学性质的改变，但酶未变 性，而引起酶活力的降低或丧失而称为抑制作 用(inhibition)。
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9.2.3 多底物的酶促反应动力学
在酶促反应中更常见的是两个和两个以上底物参加的 反应，其中双底物反应最为重要，即底物A和B经酶催 化生成产物P和Q的反应。
9.2.3.1 酶促反应按底物分子数的分类
9.2.3.2 多底物反应按动力学机制分类
A.序列反应(sequential reactions)，底物的结合和产物 的释放有一定顺序。
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9.1.2.3各级反应的特征
1.一级反应
凡是反应速率只与反应物的浓度的一次方呈正比的， 为一级反应。
2.二级反应
凡是反应速率与反应物的浓度的二次方（或两种物质 浓度的乘积）呈正比的，为二级反应。
3.零级反应
凡是反应速率与反应物的浓度无关而受其它因素影响 而改变的反应，为零级反应。
———— = 0
dt
在稳态下，ES的生成速率和ES的分解速率相等，即 [ES]保持动态平衡。
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k1
E+S
ES
k2
k3
ES
P+E
k4
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Km=
k2+k3 k1
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Vmax ·[S]
V=------------------
Km + [S]
根据米氏方程可以说明以下关系：
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9.1.1 反应速率及其测定
反应速率是以单位时间内反应物或生成物浓度 的改变来表示。
用瞬时速率表示反应速率：
dc
v= - —— （反应物浓度的减小）
dt
or
dc v = + —— （生成物浓度的增加）
dt
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9.1.2 反应分子数和反应级数
9.1.2.1反应分子数
反应分子数是在反应中真正相互作用的分子数目。
1）当[S]＜＜Km时,
Vmax [S] Vmax
v = ──── = ─── [S] = K [S]
Km
Km
这时底物浓度低,酶没有全部被底物所饱和。
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2）当[S]＞＞ Km时，
Vmax [S]
v = —————— = Vmax
[S]
这时酶全部被底物所饱和，在此条件下才能正确测得酶 活力。
它的次因为s-1。 k3表示当酶被底物饱和时每秒钟每 个酶分子转换底物的分子数。这常数又叫做转换数 （简称TN）。
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9.2.2.3 利用作图法测定Km和Vmax值
双倒数作图法
1 —— =
v
Km 1 1 —— ● — + —
Vmax [S] Vmax
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Eisenthal和 Cornish- Bowden直线作图法 Vmax = v + v/ [S] ● Km
1913年Michaelis 和Menten在中间络合物学说 的基础上
Ks
k
E+S ← → ES → E+P
推导出米氏方程：
Vmax ·[S]
V=------------------
Km + [S]
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稳态是指反应进行一段时间后，系统的复合物ES浓度， 保持不变的反应状态，即：
d[ES]
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3）当[S] = Km时，
Vmax [S]
Vmax
v = —————— = ———
[S] + [S]
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Km就代表反应速度达到最大反应速度一半时的 底物浓度
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米氏方程曲线 图（9-9）
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9.2.2.2 动力学参数的意义
1）米氏常数的意义
① Km是酶的一个特性常数： Km的大小只与酶的性 质有关，而与酶浓度无关。 Km随底物、反应的温度、 pH及离子强度而改变。
意义：
1）研究酶的结构与功能的关系及作用机制。 2）发挥酶催化反应的高效率,寻找最有利的反
应条件。 3）了解酶在代谢中的作用和某些药物的作用
机制。
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9.1 化学动力学基础
两个基本问题： 一方面是反应进行的方向、可能性和限度； 另一方面是反应进行的速率和反应机制。前者
属于化学热力学的研究范围，后者属于化学动 力学研究范围。