第9章 酶促反应动力学PPT课件

酶与底物生成ES的速度为： ES分解的速度为：
注：
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当整个反应体系处于稳态时，[ES]生成 速度（V1）等于ES分解速度（V2）：
令:
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用[Et]代表酶的总浓度，则
将（2）代入（1）
得：
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∵酶促反应速度v取决于ES转换为E+P的速度
将（4）代入（3）
得：
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当反应体系中的底物浓度极大，而使所有的酶分子都 以ES形式存在时，反应速度达到最大值（即最大反应 速度，V）。
可逆的抑制作用： 竞争性抑制、非竞争性抑制、反竞争性抑制。
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2.3 竞争性抑制作用（competitive inhibition)
① 概念：抑制剂与底物竞争酶的结合部位，从而影响了
底物与酶的正常结合。
最常见的一种可逆抑制作用。
② 原因：
抑制剂与底物的结构类似，与酶可形成可逆的复合物，但 此复合物不可能分解成产物，酶反应速率下降。
增加底物浓度可解除这种抑制。
动画
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③ 竞争性抑制的特征 a 反应式：
EI + S
ESI
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b动力学方面 : Vmax不变，但Km增大 。
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④ 竞争性抑制的临床应用意义
磺胺类药物：对氨基苯磺酰胺 磺胺类药物有抑制细菌生长繁殖的作用，而不伤害人和畜禽。 叶酸和二氢叶酸是四氢叶酸的前体。（二氢叶酸合成酶）
②原因
抑制剂的结构可与底物毫无相关之处 如亮氨酸是精氨酸的一种非竞争性抑制剂
加入大量底物不能解除非竞争性抑制剂对酶活性的抑 制。这是不同于竞争性抑制的一个特征。
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③特征 a反应式
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b动力学方面：Vmax降低，但Km值不改变。
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2.5 反竞争性抑制（uncompetitive
inhibition）
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底物浓度较低时， [S]《 Km，米氏方程式的分母中[S]一项 可以忽略不计，得：
反应速度与底物浓度成正比， 符合一级反应。
在底物浓度很高时，[S]》Km，米氏方程中，Km可以忽略不 计，得 反应速度与底物浓度无关， 符合零级反应——测定酶活力
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1.3米氏常数的意义
① Km是酶的一个特征常数。 Km的大小只与酶的性质有关，而与酶浓度无关。 鉴别酶：25℃，最适pH的Km值
Ks为ES的解离常数
Maud Menten 1879-17960
④ 稳态理论（Steady State ）
Briggs and Haldane in 1925
修正
Km=（k2+k3）/k1
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Michaelis-Menton Equation
Km — 米氏常数 Vmax — 最大反应速率
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1.2 米氏方程式的推导
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2.4 非竞争性抑制作用 （noncompetitive
inhibition） ①概念：底物和抑制剂同时与酶结合，两者没有竞争作用。
抑制剂（I）和底物（S）可以同时结合在酶分子（E）的不同 部位上，形成ESI三元复合物。但是，中间产物ESI三元复 合物不能进一步分解为产物,酶活力降低。
动画
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①概念
酶只有与底物结合后，才能与抑制剂结合。与 抑制剂结合后的三元复合物不能形成产物。
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1 底物浓度对酶反应速率的影响
1.1米氏学说的提出
① 酶有被底物所饱和的现象
双曲线
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② 酶-底物复合物学说(Enzyme-substrate complex)
1903年，Herin-Wurtz
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③ 快速平衡学说 1913年Michaelis和Menten
提出米氏方程
Leonor Michaelis 1875-1949
不可逆的抑制作用（irreversible inhibition）： 抑制剂与酶的必须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。
可逆的抑制作用（reversible inhibition） ： 抑制剂与酶的必须基团以非共价键结合而引起酶活力
丧失，能用透析、超滤等物理方法除去抑制剂而使 酶复活。
② Km可以判断酶的专一性和天然底物。 酶的最适底物或天然底物： Km值最小的底物 酶对底物亲和力的大小：1/ Km
最适底物的亲和力（1/ Km）最大， Km最小,达最大反 应速率一半时所需要的底物浓度愈小。
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1.4 米氏常数的求法
双倒数作图法（Lineweaver-Burk作图法）
以1／[S]为横坐标， 以1／v为纵坐标作图 缺点： 实验点过于集中于直线的左端， 作图不易十分准确。
将（6）代入（5）
得：
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米氏方程式
Km--米氏常数（Michaelis-Menton constant） 表明当已知Km和Vmax时，酶反应速率与底物浓 度的定量关系。
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Km的物理意义
Km值是当酶反应速度为最大反应速度一半时的底物浓度。 单位是底物浓度的单位，一般用mol/L或mmol／L表示。 计算：底物浓度—反应速度
第9章 酶促反应动力学
研究酶促反应的速率以及影响速率的各种因素
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整体概述
概况一
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概况二
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概况三
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底物浓度对酶反应速率的影响 米氏方程 酶的抑制作用 环境因素对酶反应的影响
3个假设: （1）底物大过量，即[S]》[E] （2）P浓度极小，忽略 E+Pk4 ES这步反应 （3）稳态假设：ES的生成速度和ES的分解速度 相等， [ES] 为常数，达到稳态。
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酶促反应分两步进行：
第一步：酶与底物作用，形成酶-底物复合物。 第二步：ES复合物分解形成产物，释放出游离酶。
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2 酶的抑制作用
2.1 抑制作用
失活作用（inactivation）：酶蛋白变性而引起
活力丧失。 变性剂对酶无选择性。
抑制作用（inhibition）：酶的必须基团化学性
质的改变，引起酶活力降低或丧失。但酶未变性。 一种抑制剂只能使一种酶或一类酶产生抑制作用。
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2.2 分类—根据抑制剂与酶作用方式及是否可逆
PABA
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人：
叶酸 （食物）
叶酸还原酶
FHF2 H2还原酶FH4
细菌：
PABA FH2合成酶 FHF2H2还原酶FH4
对氨基苯磺胺与PABA两者竞争FH2合成酶
细菌： PABA FH2合成酶 FH2
FH4
抗菌增效剂TMP与FH2相似，抑制细菌FH2还原酶
细菌：
PABA FH2合成酶 FHF2H2还原酶FH4