生物化学 酶促反应动力学
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生物化学第9章酶促反应动力学
2．可逆抑制作用（reversible inhibition） 抑制剂与酶活性中心的基团以非共价键结
合，可以用透析、超滤、凝胶过滤等物理方法 去除而使酶恢复活力。
可逆抑制作用 inhibition） I 和 S 竞争与酶的活性中心结合，二者只能
结合一个。竞争性抑制剂通常是底物类似物， 它可以与酶结合，但不能被酶催化发生反应。
可逆抑制作用和不可逆 抑制作用的动力学鉴别
② 在反应系统中加入不同量的酶及抑制剂，作不 同抑制剂浓度下反应速率对酶量的直线。可逆抑制 剂得到的是一组通过原点但斜率不同的直线，不可 逆抑制剂得到的是一组不通过原点但斜率与对照相 同的平行线。
一些重要的不可逆抑制剂
（1）非专一性不可逆抑制剂 ① 有机磷化合物 ② 有机汞、有机砷化合物 ③ 重金属盐 ④ 烷化试剂 ⑤ 氰化物、硫化物和CO ⑥ 青霉素
A
B
5%
A A-B + H2O
AH2 ＋B A2+ + B3+
B+C AOH + BH A + BH2 A3+ + B2+
12% 26% 27%
A + BX AX + B
24%
A + B + ATP A + B + ATP
AB + ADP + Pi AB + AMP + PPi 6%
多底物反应按动力学机制分类
根据平衡学说推导速度方程
k1 ( [E]0－[ES] ) [S]＝ k 2 [ES]
k2 ([E]0 [ES ]) [S ]
k1
[ES ]
解出 [ES] 得 [ES] [E]0[S] k2 [S] k1
合，可以用透析、超滤、凝胶过滤等物理方法 去除而使酶恢复活力。
可逆抑制作用 inhibition） I 和 S 竞争与酶的活性中心结合，二者只能
结合一个。竞争性抑制剂通常是底物类似物， 它可以与酶结合，但不能被酶催化发生反应。
可逆抑制作用和不可逆 抑制作用的动力学鉴别
② 在反应系统中加入不同量的酶及抑制剂，作不 同抑制剂浓度下反应速率对酶量的直线。可逆抑制 剂得到的是一组通过原点但斜率不同的直线，不可 逆抑制剂得到的是一组不通过原点但斜率与对照相 同的平行线。
一些重要的不可逆抑制剂
（1）非专一性不可逆抑制剂 ① 有机磷化合物 ② 有机汞、有机砷化合物 ③ 重金属盐 ④ 烷化试剂 ⑤ 氰化物、硫化物和CO ⑥ 青霉素
A
B
5%
A A-B + H2O
AH2 ＋B A2+ + B3+
B+C AOH + BH A + BH2 A3+ + B2+
12% 26% 27%
A + BX AX + B
24%
A + B + ATP A + B + ATP
AB + ADP + Pi AB + AMP + PPi 6%
多底物反应按动力学机制分类
根据平衡学说推导速度方程
k1 ( [E]0－[ES] ) [S]＝ k 2 [ES]
k2 ([E]0 [ES ]) [S ]
k1
[ES ]
解出 [ES] 得 [ES] [E]0[S] k2 [S] k1
生物化学课件-酶促反应动力学
可
（1） 競爭性抑制
逆
抑
制 加入競爭 作 性抑制劑
用 後，Km
的 變大，酶 動 促反應速 力 度減小。 學 特 徵
1.0
0.8
1/Vmax 0.6
競爭性抑制劑
1/v0.4無抑制劑0.20.0-4
-2
0
2
4
6
1/[S](1/mmol.L-1)
8
10
（2）非競爭性抑制
加入非競爭性
抑制劑後，
Km 雖然不變，
但由於Vmax
減小，所以酶 -1/km
促反應速度也
下降了。
-4
-2
1/v
1.0
非競爭性抑制劑
0.8
0.6
0.4
無抑制劑
0.2
0.0
0
2
4
6
1/[S](1/mmol.L-1)
8
10
六、啟動劑對酶活性的影響
啟動劑(activator)對酶促反應速度的影響（380頁）
凡是能提高酶活性的物質，都稱為啟動劑，分為三種： 1、無機離子：金屬離子、陰離子（氯離子、溴離子）和 氫離子等。 2、中等大小的分子：穀胱苷肽、Cys、EDTA（乙二胺四 乙酸）等。 3、具有蛋白質性質的大分子物質，如酶原的啟動中起作 用的酶。
0
現為零級反應。
0
酶被底物飽和現象和“中間
絡合物”假說
k1 k2
E + S ES E + P
k-1
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Concentration of Substrate(umol/L)
二、底物濃度對酶反應速度的影響
2、酶促反應的動力學方程式——米氏學說的提出
【生物化学】第六章 酶促反应动力学
2
本章纲要
一、化学动力学基础 二、底物浓度对酶反应速度的影响 三、抑制剂对酶反应速度的影响 四、激活剂对酶反应速度的影响 五、温度对酶反应速度的影响 六、pH对酶反应速度的影响
一、化学动力学基础
了解反应速率及其测定 反应分子数和反应级数
一、化学动力学基础
㈠ 反应速率及其测定
单位时间内反应物的减少量或生成物的增加量用瞬时速率表示, 单位: 浓度/时间,研究酶反应速度以酶促反应的初速度为准。
第六章 酶促反应动力学
Enzyme kinetics
概述
研究酶促反应的速率以及影响此速率的各 种因素的科学,是酶工程中的重要内容
研究酶结构和功能的关系以及酶的作用机 制，需要动力学提供实验数据
发挥酶促反应的高效率，寻找最为有利的 反应条件
酶在代谢中的作用和某些药物的作用机制 具有理论研究的意义和实践价值
C是反应物的浓度变化, K为速率常数，是时间的倒数 基元反应:反应物分子在碰撞中一步直接转化为生成物分子的反应。
一、化学动力学基础
2. 反应级数：实验测得的表示反应速率与反应浓度之间关系的概念。 对于基元反应
1.一级反应单分子反应符合V=KC的反应
蔗糖+水
葡萄糖+果糖 V=KC蔗糖C水
由于水的浓度变化影响可忽略（非限制性因素）则V=KC蔗糖
二、底物浓度对酶反应速度的影响
㈠ 中间络合物学说
L.米歇利斯和L.M.门腾(1913)基于酶被底 物饱和的现象，提出“中间产物”学说:
酶与底物反应时，通过特异识别作用，先 形成酶底物复合物，然后再形成产物和酶分 子，酶分子重新结合底物。
该学说已得到大量实验证实
012345678
80
60
本章纲要
一、化学动力学基础 二、底物浓度对酶反应速度的影响 三、抑制剂对酶反应速度的影响 四、激活剂对酶反应速度的影响 五、温度对酶反应速度的影响 六、pH对酶反应速度的影响
一、化学动力学基础
了解反应速率及其测定 反应分子数和反应级数
一、化学动力学基础
㈠ 反应速率及其测定
单位时间内反应物的减少量或生成物的增加量用瞬时速率表示, 单位: 浓度/时间,研究酶反应速度以酶促反应的初速度为准。
第六章 酶促反应动力学
Enzyme kinetics
概述
研究酶促反应的速率以及影响此速率的各 种因素的科学,是酶工程中的重要内容
研究酶结构和功能的关系以及酶的作用机 制，需要动力学提供实验数据
发挥酶促反应的高效率，寻找最为有利的 反应条件
酶在代谢中的作用和某些药物的作用机制 具有理论研究的意义和实践价值
C是反应物的浓度变化, K为速率常数，是时间的倒数 基元反应:反应物分子在碰撞中一步直接转化为生成物分子的反应。
一、化学动力学基础
2. 反应级数：实验测得的表示反应速率与反应浓度之间关系的概念。 对于基元反应
1.一级反应单分子反应符合V=KC的反应
蔗糖+水
葡萄糖+果糖 V=KC蔗糖C水
由于水的浓度变化影响可忽略（非限制性因素）则V=KC蔗糖
二、底物浓度对酶反应速度的影响
㈠ 中间络合物学说
L.米歇利斯和L.M.门腾(1913)基于酶被底 物饱和的现象，提出“中间产物”学说:
酶与底物反应时，通过特异识别作用，先 形成酶底物复合物，然后再形成产物和酶分 子，酶分子重新结合底物。
该学说已得到大量实验证实
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大学生物化学课件 酶促反应动力学
当底物浓度很低时 [S] << Km,则
V≌Vmax[S]/Km ，反应速度 与底物浓度呈正比;
当底物浓度很高时， [S]>> Km ，此时 V≌Vmax ，反应速度达最大 速度，底物浓度再增高也 不影响反应速度。
KM的意义
• （1）当ν =Vmax/2时，Km=[S]。Km值等于酶促反应速率为最大速率一半时 的底物浓度 ，单位是mol/L。
出酶的转换数，即单位时间内每个酶分子催化底物转变为产物的分子数。
可逆性抑制的分类
• 竞争性抑制 • 非竞争性抑制 • 反竞争性抑制
竞争性抑制
1、抑制剂与底物结构类似，竞争酶的活性中心 2、抑制程度取决于抑制剂与酶的相对亲和力及［S］ 3、动力学特点：VMAX不变，表观KM↑。
非竞争性抑制
• 1、抑制剂与酶活性中心外的必需基团结合 • 2、抑制程度取决于［I］ • 3、动力学特点：VMAX↓，表观KM不变。
酶促反应动力学
（1）描述米氏方程、 Km ，VM含义及意义； （2）抑制作用的分类； （3）三种可逆性抑制剂对酶促反应动力学的影响（对KM、VM的影 响）
米氏方程
• 米氏方程（MICHAELIS-MENTEN系的速度方程。
• 方程式：
• VMAX：最大反应速率 • [S]：底物浓度 • KM：米氏常数 • V：在不同[S]时的反应速率
• （2）Km 值愈大，酶与底物的亲和力愈小；Km值愈小，酶与底物亲和力愈 大。
• （3）Km 值是酶的特征性常数，只与酶的性质，酶所催化的底物和酶促反 应条件(如温度、pH、有无抑制剂等)有关，与酶的浓度无关。酶的种类不 同，Km值不同，同一种酶与不同底物作用时，Km 值也不同。
VM
《生物化学》酶促反应动力学
k4
[ES]
(3)推导过程-1 由中间产物学说可知，酶促反应分两步进行
在稳态下,ES的生成速率与分解速率相等,达到动态平衡即:
VES生成 = VES分解
k1([E]- [ES]) [S]=(k2+ k3) [ES] 令Km = (k2+ k3)/ k1,则
([E]- [ES]) [S]/ [ES]= (k2+ k3)/ k1= Km
第二单元 酶化学
第8章 酶通论 第9章 酶促反应动力学 第10章 酶的作用机制和酶的调节
第9章 酶促反应动力学
一、化学动力学基础(P351) 二、底物浓度对酶反应速率的影响(P355) 三、酶的抑制作用(P368) 四、温度对酶反应的影响(P378) 五、pH对酶反应的影响(P379) 六、激活剂对酶反应的影响(P380)
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，称 为不可逆抑制（irreversible inhibition）。
2、可逆抑制作用
抑制剂与酶的必需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， 称为可逆抑制（reversible inhibition）
4、抑制百分数：
i%= （1- a） × 100% = （1-vi/ v0）× 100%
（二）抑制作用的类型
抑制剂： 凡使酶的必需基团或酶的活性部位中的基团的化学
性质改变而降低酶活力甚至使酶完全丧失活性的物质， 称为抑制剂，用I表示，其作用称为抑制作用。
抑制作用一般分为: 不可逆抑制作用和可逆抑制作用两类。
的速率方程称为本征动力学方程，有具体的物理
《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。
高校生物化学专业酶促反应动力学数据处理
高校生物化学专业酶促反应动力学数据处理在高校生物化学专业中，酶促反应动力学数据处理是一个重要的实验技能。
通过分析反应速率、酶底物浓度等参数，可以深入了解酶在生物体内的功能和调控机制。
本文将介绍酶促反应动力学数据处理的基本原理和常见方法，以及在数据处理过程中需要注意的事项。
一、基本原理酶促反应动力学描述了酶与底物之间的相互作用过程。
在反应过程中，酶与底物形成酶底物复合物，经过一系列的过渡态，最终生成产物。
酶促反应动力学数据处理的主要目标是确定反应速率与底物浓度、温度、pH值等因素的关系，以及计算酶的催化效率和酶底物的亲和力。
二、数据处理方法1. 构建酶促反应动力学曲线酶促反应动力学实验通常会测定不同底物浓度下的反应速率。
在实验中，将不同浓度的底物与一定量的酶反应，在一定时间内记录产物的生成量。
根据产物浓度与时间的关系，可以得到反应速率。
绘制酶促反应动力学曲线可以直观地观察到底物浓度与反应速率的关系。
2. 计算酶催化速率常数和亲和力根据酶促反应动力学曲线的数据，可以使用Michaelis-Menten方程和Lineweaver-Burk方程等计算方法，计算出酶催化速率常数（Vmax）和亲和力常数（Km）。
其中，Vmax表示在酶饱和时每单位时间内酶催化的底物的最大转化速率，Km表示在酶催化速度达到一半时底物的浓度。
3. 统计分析数据酶促反应动力学数据处理还需要进行统计分析，以验证实验结果的可靠性。
常用的统计方法包括方差分析、回归分析等。
通过这些方法可以评估数据之间的差异，确定实验结果的置信水平。
三、注意事项1. 实验设计的合理性在进行酶促反应动力学实验时，需要合理设计实验方案，包括选择合适的底物浓度范围、控制反应时间等因素。
合理的实验设计可以提高实验数据的准确性和可靠性。
2. 数据处理的准确性在处理实验数据时，需要注意数据的有效性和准确性。
应排除实验误差对结果的影响，避免人为因素导致数据的偏差。
3. 结果的解释和讨论在完成数据处理后，需要对结果进行解释和讨论。
酶催化反应动力学 (生物化学)
1 Km 1 1 v Vmax [S] V max
Summary of
第二节 pH对酶反应速度的影响
pH对酶反应速度的影响较大。其原因有：
pH影响酶分子解离状态。 pH影响底物的解离，从而影响酶与底物的结合。 极度pH的条件引起酶蛋白的变性。
每种酶只能在一定的pH范围内表现出它的活性， 且在某一pH值范围内活性最高，其两侧活性都下降。
主要是金属离子，它们有的本身就是酶的辅
助因子，有的是酶的辅助因子的必要成分。
如: 激酶需要Mg2+激活
唾液淀粉酶需要Cl-激活
有机小分子： 一些还原剂，如抗坏血酸、半胱氨酸，使含-SH
的酶处于还原态
金属螯合剂，如EDTA(乙二胺四乙酸)，可络合
一些重金属杂质，解除它们对酶的抑制，从而使酶
活升高。
（2）专一性不可逆抑制剂
1. 2. ks型（亲和标记试剂）： kcat型（自杀性底物）：
过氧化氢酶
碳酸酐酶
0.025
0.009
H 2O 2
H2CO3
β-半乳糖苷酶
己糖激酶
0.004
0.0015 0.05
D-乳糖
D-果糖 D-葡萄糖
3. 米氏方程中常数的测定 V=
Vmax·S] [
Km + [ S]
双倒数作图法（Lineweaver-Burk Plot)：
Vmax难以测定，不能从vV/2处求得，从而导致Km 也难确定。 所以采用双倒数作图法：即 1/v - 1/[S] 作图
底物的结合，因而降低酶反应速度。这种作用称
为竞争性抑制作用。
例如，丙二酸是琥珀酸脱氢酶的竞争性抑制剂。 这种抑制作用可通过增加底物浓度而使整
生物化学(第三版)第九章 酶促反应动力学课后习题详细解答_ 复习重点
第九章酶促反应动力学提要酶促反应动力学是研究酶促反应的速率以及影响此速率各种因素的科学。
它是以化学动力学为基础讨论底物浓度、抑制剂、pH、温度及激活剂等因素对酶反应速率的影响。
化学动力学中在研究化学反应速率与反应无浓度的关系时，常分为一级反应、二级反应及零级反应。
研究证明，酶催化过正的第一步是生成酶-底物中间产物，Michaelis-Menten该呢举中间产物学说的理论推导出酶反应动力学方程式，即Km、Vmax、kcat、kcat/Km。
Km是酶的一个特征常数，以浓度为单位，Km有多种用途，通过直线作图法可以得到Km及Vmax。
Kcat称为催化常数，又叫做转换数（TN值），它的单位为s-1，kcat值越大，表示酶的催化速率越高。
kcat/Km常用来比较酶催化效率的参数。
酶促反应除了单底物反应外，最常见的为双底物反应，按其动力学机制分为序列反应和乒乓反应，用动力学直线作图法可以区分。
酶促反应速率常受抑制剂影响，根据抑制剂与酶的作用方式及抑制作用是否可逆，将抑制作用分为可逆抑制作用及不可逆抑制作用。
根据可逆抑制剂与底物的关系分为竞争性抑制、非竞争性抑制及反竞争性抑制3类，可以分别推导出抑制作用的动力学方程。
竞争性抑制可以通过增加底物浓度而解除，其动力学常数Kˊm变大，Vmax不变；非竞争性抑制Km不变，Vˊmax变小；反竞争性抑制Kˊm及Vˊmax均变小。
通过动力学作图可以区分这3种类型的可逆抑制作用。
可逆抑制剂中最重要的是竞争性抑制，过度态底物类似物为强有力的竞争性抑制剂。
不可逆抑制剂中，最有意义的为专一性Ks型及kcat型不可逆抑制剂。
研究酶的抑制作用是研究酶的结构与功能、酶的催化机制、阐明代谢途径以及设计新药物的重要手段。
温度、pH及激活剂都会对酶促反应速率产生重要影响，酶反应有最适温度及最适pH，要选择合适的激活剂。
在研究酶促反应速率及测定酶的活力时，都应选择酶的最适反应条件。
习题1.当一酶促反应进行的速率为Vmax的80%时，在Km和[S]之间有何关系？[Km=0.25[S]]解：根据米氏方程：V=Vmax[S]/(Km+[S])得：0.8Vmax=Vmax[S]/(Km+[S])Km=0.25[S]2.过氧化氢酶的Km值为2.5×10-2 mol/L，当底物过氧化氢浓度为100mol/L时，求在此浓度下，过氧化氢酶被底物所饱和的百分数。
生物化学 酶促反应动力学 图文
验方法； • 验证竞争性抑制剂对酶促反应速率的影响。。
实验原理
酶促反应酶动促力反学应: 动力学的研究对象是酶 促反应速率和各种因素对它的影响。 影响酶促反应速率(V)的因素:
1.底物浓度 [S] 3.温度[T] 5.酶的激活剂
2.酶的浓度[E] 4.pH
6.酶的抑制剂[I]
（一）底物浓度对酶促反应速率的影响
❖K:消光系数Extinction coefficient
• T ( Transmittance,透光率)=I/I0
• Percent T=I/I0x100
(百分透光率)
• A (Absorbance,消光度,吸光度)=-lgT
则
A=-lgT=-lgI/I0=kcl
即 A=kcl
Lambert-Beer定律
许多物质本身具有一定的颜色，也有许多 物质本身无颜色在加入适当的显色剂后生 成有色物质。
溶液浓度越大，颜色越深。因此可以利用 比较溶液颜色深浅的方法来测定有色溶液 的浓度。
可见光光度法：用可见光光源测定有色物质 也称为比色分析法。
SPECTROPHOTOMETER 分光光度计结构
光源
单Байду номын сангаас色器
吸收杯
加入0.5Mol/L NaOH 1.0 ml(迅速混匀，终止反应) 加入0.3％4－氨基安替比林1.0ml
加入0.5％铁氰化钾2.0ml.(氧化作用)，充分混匀 室温放置10分钟
510nm比色，测定OD值(6号管校正零点)
结果处理： 以pH值为横坐标,吸光度A为纵坐 标绘图,描述pH值对酶促反应速率 影响，找出该酶的最适pH。
操作步骤（二） 1.首先按照下表加样
表2
（加入酶液立即计时，迅速混匀）快，准 37℃ 水浴15分钟
实验原理
酶促反应酶动促力反学应: 动力学的研究对象是酶 促反应速率和各种因素对它的影响。 影响酶促反应速率(V)的因素:
1.底物浓度 [S] 3.温度[T] 5.酶的激活剂
2.酶的浓度[E] 4.pH
6.酶的抑制剂[I]
（一）底物浓度对酶促反应速率的影响
❖K:消光系数Extinction coefficient
• T ( Transmittance,透光率)=I/I0
• Percent T=I/I0x100
(百分透光率)
• A (Absorbance,消光度,吸光度)=-lgT
则
A=-lgT=-lgI/I0=kcl
即 A=kcl
Lambert-Beer定律
许多物质本身具有一定的颜色，也有许多 物质本身无颜色在加入适当的显色剂后生 成有色物质。
溶液浓度越大，颜色越深。因此可以利用 比较溶液颜色深浅的方法来测定有色溶液 的浓度。
可见光光度法：用可见光光源测定有色物质 也称为比色分析法。
SPECTROPHOTOMETER 分光光度计结构
光源
单Байду номын сангаас色器
吸收杯
加入0.5Mol/L NaOH 1.0 ml(迅速混匀，终止反应) 加入0.3％4－氨基安替比林1.0ml
加入0.5％铁氰化钾2.0ml.(氧化作用)，充分混匀 室温放置10分钟
510nm比色，测定OD值(6号管校正零点)
结果处理： 以pH值为横坐标,吸光度A为纵坐 标绘图,描述pH值对酶促反应速率 影响，找出该酶的最适pH。
操作步骤（二） 1.首先按照下表加样
表2
（加入酶液立即计时，迅速混匀）快，准 37℃ 水浴15分钟
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得到 平行直线: 增加第2底物的浓度, Km和Vmax同步增 加(对于第1底物)
酶的抑制作用
A.不可逆抑制
✓ 抑制剂与酶以共价键结合 ✓ 不能用透析、超滤方法除去抑制剂 ✓ 酶的修饰抑制
B.可逆抑制
✓ 抑制剂与酶以非共价键结合 ✓ 能用透析、超滤方法除去抑制剂，而使酶的活性恢复 ✓ 三种类型
①竞争性抑制
- 可以测定每一种底物（A或B）的Km，通过饱和[B]而改变[A]测定A的 KAm，和饱和[A]而改变[B]测定B的KBm
- BiBi反应的2种类型:
i) 序列反应：在任何产物释放之前，两种底物必须先结合到酶上
有序反应: 按照一定顺序前后结合两种底物和按前后顺序释放两种产物 随机反应: 两种底物与酶的结合及两种产物与酶的分离没有固定顺序
✓抑制剂与底物相似，可以竞争性地与酶的活性中心结合 ✓增加底物的浓度可以解除抑制
②非竞争性抑制
✓抑制剂与底物不相似，抑制剂是与活性中心外结合位点结合 ✓可形成酶-抑制剂-底物三元复合物
③反竞争性抑制
✓酶与底物先结合，然后再与抑制剂结合
可逆抑制与不可逆抑制的区别
[I]↑ [I]↑
v0
v0
v0
0
[E]
阴离子(少数) ➢Cl-等
有机小分子(少数) ➢胆汁酸盐等
酶促反应的中间络合物学说
1. 酶（E）的结合基团结合底物（S）形成酶-底物复合物（E-S）
E+S E-S
2. 酶的催化基团催化底物(S)形成产物(P)，E-S转变为E-P
E-S E-P
3. 酶的结合基团释放产物P，E-P形成E和P
E-P E + P
B.可逆抑制
✓ 抑制剂与酶以非共价键结合 ✓ 能用透析、超滤方法除去抑制剂，而使酶的活性恢复 ✓ 三种类型
①竞争性抑制
✓ 抑制剂与底物相似，可以竞争性地与酶的活性中心结合 ✓ 增加底物的浓度可以解除抑制
②非竞争性抑制
✓ 抑制剂与底物不相似，抑制剂是与活性中心外结合位点结合 ✓ 可形成酶-抑制剂-底物三元复合物
速
取决于底物浓度（一级反应）
度
底物浓度
米曼氏方程
当 [S] << Km, 分母[S] 可以忽略不计
V0 =
Vmax [S] Km + [S]
当 [S] >>Km, Km可以忽略不计
令V0=Vmax/2， 则Km=[S] 即 Km是初速度为最大反应 速度一半时的底物浓度
米曼氏方程
Km的意义
1. Km是酶的一个特征性常数
主要方向 6. 如果代谢途径各酶的Km值已知， Km值最大的酶是限速酶
底物浓度与反应速率
Km的测定
1.理论上，只要连续测定出对应底物的化学反应速度，并增加底物
的浓度使反应到达最大速度，通过作图就可以测定出Km
① 但事实上要得到Vmax，需要很大的底物浓度，即使将底物
浓度增加到很大，也只能趋近于Vmax，而导致Km不精
3.嗜热细菌 TaqDNA聚合酶
70℃ 93 ℃不失活
用于PCR
pH与酶促反应
木瓜蛋白酶
胆碱酯酶
胃蛋白酶
胰蛋白酶
激活剂与酶活性
凡能增强酶活性的物质称为激活剂 ➢必须激活剂 • 激活剂与酶结合后酶才有活性 ➢非必须激活剂 • 激活剂与酶的结合使酶活性由弱变强
金属离子(多数) ➢Mg2+、K+、Mn2+等
– v=k·c蔗糖·c水 – 由于水>>蔗糖,因此水的影响忽
略 – 则v=k·c蔗糖
2.二级反应
–符合v=k·c1·c2的反应 •双分子反应
3.零级反应
–反应速率与反应物无关的反应
底物浓度与反应速率
中间络合物学说
1. 酶（E）的结合基团结合底物（S）形成酶-底物复合物（E-S）
E+S E-S
2. 酶的催化基团催化底物(S)形成产物(P)，E-S转变为E-P
E-S E-P
3. 酶的结合基团释放产物P，E-P形成E和P
E-P E + P
底物浓度与反应速率
中间络合物学说
浓
底物浓度
度
产物浓度
酶浓度
酶-底物浓度
时间
底物浓度与反应速率
中间络合物学说
最大速度
底物浓度很大时，E全部 被饱和，反应速率取决于 E浓度，与底物浓度无关， （零级反应）
底物浓度增大后，反应速率取决 于S和E-S浓度（混合级反应）
③反竞争性抑制
✓ 酶与底物先结合，然后再与抑制剂结合
抑制剂与酶活性
三种可逆抑制的区别
类型 竞争性抑制 反竞争性抑制 非竞争性抑制
Vmax 不变 减小 减小
Km 增加 减小 不变
温度与酶活性
最适温度
1.在最适温度以下,温 度升高,活化分子数 增多,酶活性提高
2.在最适温度以 上,温度升高, 酶变性失活
ii) 乒乓反应: 在所有底物完全结合之前即有产物释放
基团转移反应：第一个底物与酶结合，功能基团转移至酶分子并释放第一 个产物，然后第二个底物与酶结合，结合在酶分子上的功能基 团转移至第二个底物，最后释放第二个产物
抑制剂与酶活性
A.不可逆抑制
✓ 抑制剂与酶以共价键结合 ✓ 不能用透析、超滤方法除去抑制剂 ✓ 酶的修饰抑制
BiBi 反应能用米氏方程近似地研究：
- 可以测定每一种底物（A或B）的Km，通过饱和[B]而改变[A]测定A的 KAm，和饱和[A]而改变[B]测定B的KBm
- BiBi反应的2种类型:
i) 序列反应：在任何产物释放之前，两种底物必须先结合到酶上
有序反应: 按照一定顺序前后结合两种底物和按前后顺序释放两种产物 随机反应: 两种底物与酶的结合及两种产物与酶的分离没有固定顺序
作图
3.通过截距计算Vmax和Km
双底物反应
Bisubstrate reactions
例如，包含由一个分子将功能基团转移至另一个分子的反应
己糖激酶
ATP + 葡萄糖
ADP + 葡萄糖-6-磷酸
一般形式： A + B
P+Q
如果有2个底物和2 个产物，称为 “BiBi”
BiBi 反应能用米氏方程近似地研究：
最适温度
1.植物细胞酶 40~50℃
2.动物细胞酶 35~40℃
3.嗜热细菌 TaqDNA聚合酶
70℃ 93 ℃不失活
用于PCR
pH与酶活性
木瓜蛋白酶
胆碱酯酶
胃蛋白酶
胰蛋白酶
激活剂与酶活性
凡能增强酶活性的物质称为激活剂 ➢必须激活剂 • 激活剂与酶结合后酶才有活性 ➢非必须激活剂 • 激活剂与酶的结合使酶活性由弱变强
2. ESI不能解离产生P和E，因 此Vmax减小
酶的可逆抑制
非竞争性抑制
V0
Vmax减小
Vmax减小 Km不变
Km不变
[S]
酶的可逆抑制
三种可逆抑制的区别
类型 竞争性抑制 反竞争性抑制 非竞争性抑制
Vmax 不变 减小 减小
Km 增加 减小 不变
酶的不可逆抑制
酶 青霉素
糖肽转肽酶 青霉素-酶复合物
化学动力学基础
反应分子数
1.单分子反应：
– 仅有1种反应分子参加的反应 – A→P，如同分异构 – v=k·c – v反应速度，k反应速率常数，c
反应物浓度
2.双分子反应
– 有2种反应分子参加的反应 – A+B→P+Q – v=k·c1·c2
反应级数
1.一级反应
–符合v=k·c的反应 •单分子反应 •蔗糖+水→葡萄糖+果糖
有机磷
有机磷-酶复合物
常见的不可逆抑制剂
有机磷化合物 有机贡、砷化合物 重金属盐 烷化试剂 氰化物、CO
温度与酶促反应
最适温度
1.在最适温度以下,温 度升高,活化分子数 增多,酶活性提高
2.在最适温度以 上,温度升高, 酶变性失活
最适温度
1.植物细胞酶 40~50℃
2.动物细胞酶 35~40℃
乒乓反应
A
P
B
Q
E （EA－E’P）
E’
（E’B－EQ） E
a.第1个底物A结合于酶E形成EA，A的功能基团转移至E形成E’P， E’P释放P形成E’
b.E’与第2个底物B结合形成E’B，E’的功能基团转移至B形成EQ，EQ 释放Q重新生成E
双底物反应
乒乓反应 氨基酸的氨基转移反应
谷氨酸
酶-磷酸吡哆醛复合物E
天冬氨酸
α酮戊二酸
酶-磷酸吡哆胺复合物E’
草酰乙酸
双底物反应
序列反应与乒乓反应的区别
序列反应(2种类型)
增加 [B]
乒乓反应
增加 [B]
_1_
_1_
[A]
[A]
在不同的固定浓度[B]情况下改变 [A]
交叉直线 交叉点在负侧 ① 交叉点在横坐标以上 ② 交叉点在横坐标线上 ③ 交叉点在横坐标以下
在不同的固定浓度[B]情况下改变 [A]
米曼氏方程
Michaelis-Menten方程
V0 初速度 Vmax 最大速度 [S]底物浓度 Km 米氏常数
米曼氏方程
最大速度
底物浓度很大时，E全部 被饱和，反应速率取决于 E浓度，与底物浓度无关， （零级反应）
底物浓度增大后，反应速率取决 于S和E-S浓度（混合级反应）
初
底物浓度很小时，反应速率
2. Km可近似地表示酶与底物的亲和力
① Km越小，表示酶与底物的亲和力越大 ② Km越大，表示酶与底物的亲和力越小
3. 如果一个酶有多个底物，则Km最小的底物是该酶的最适底物 4. 若已知Km，就可计算出在某一底物浓度时，V0相当于Vmax的
酶的抑制作用
A.不可逆抑制
✓ 抑制剂与酶以共价键结合 ✓ 不能用透析、超滤方法除去抑制剂 ✓ 酶的修饰抑制
B.可逆抑制
✓ 抑制剂与酶以非共价键结合 ✓ 能用透析、超滤方法除去抑制剂，而使酶的活性恢复 ✓ 三种类型
①竞争性抑制
- 可以测定每一种底物（A或B）的Km，通过饱和[B]而改变[A]测定A的 KAm，和饱和[A]而改变[B]测定B的KBm
- BiBi反应的2种类型:
i) 序列反应：在任何产物释放之前，两种底物必须先结合到酶上
有序反应: 按照一定顺序前后结合两种底物和按前后顺序释放两种产物 随机反应: 两种底物与酶的结合及两种产物与酶的分离没有固定顺序
✓抑制剂与底物相似，可以竞争性地与酶的活性中心结合 ✓增加底物的浓度可以解除抑制
②非竞争性抑制
✓抑制剂与底物不相似，抑制剂是与活性中心外结合位点结合 ✓可形成酶-抑制剂-底物三元复合物
③反竞争性抑制
✓酶与底物先结合，然后再与抑制剂结合
可逆抑制与不可逆抑制的区别
[I]↑ [I]↑
v0
v0
v0
0
[E]
阴离子(少数) ➢Cl-等
有机小分子(少数) ➢胆汁酸盐等
酶促反应的中间络合物学说
1. 酶（E）的结合基团结合底物（S）形成酶-底物复合物（E-S）
E+S E-S
2. 酶的催化基团催化底物(S)形成产物(P)，E-S转变为E-P
E-S E-P
3. 酶的结合基团释放产物P，E-P形成E和P
E-P E + P
B.可逆抑制
✓ 抑制剂与酶以非共价键结合 ✓ 能用透析、超滤方法除去抑制剂，而使酶的活性恢复 ✓ 三种类型
①竞争性抑制
✓ 抑制剂与底物相似，可以竞争性地与酶的活性中心结合 ✓ 增加底物的浓度可以解除抑制
②非竞争性抑制
✓ 抑制剂与底物不相似，抑制剂是与活性中心外结合位点结合 ✓ 可形成酶-抑制剂-底物三元复合物
速
取决于底物浓度（一级反应）
度
底物浓度
米曼氏方程
当 [S] << Km, 分母[S] 可以忽略不计
V0 =
Vmax [S] Km + [S]
当 [S] >>Km, Km可以忽略不计
令V0=Vmax/2， 则Km=[S] 即 Km是初速度为最大反应 速度一半时的底物浓度
米曼氏方程
Km的意义
1. Km是酶的一个特征性常数
主要方向 6. 如果代谢途径各酶的Km值已知， Km值最大的酶是限速酶
底物浓度与反应速率
Km的测定
1.理论上，只要连续测定出对应底物的化学反应速度，并增加底物
的浓度使反应到达最大速度，通过作图就可以测定出Km
① 但事实上要得到Vmax，需要很大的底物浓度，即使将底物
浓度增加到很大，也只能趋近于Vmax，而导致Km不精
3.嗜热细菌 TaqDNA聚合酶
70℃ 93 ℃不失活
用于PCR
pH与酶促反应
木瓜蛋白酶
胆碱酯酶
胃蛋白酶
胰蛋白酶
激活剂与酶活性
凡能增强酶活性的物质称为激活剂 ➢必须激活剂 • 激活剂与酶结合后酶才有活性 ➢非必须激活剂 • 激活剂与酶的结合使酶活性由弱变强
金属离子(多数) ➢Mg2+、K+、Mn2+等
– v=k·c蔗糖·c水 – 由于水>>蔗糖,因此水的影响忽
略 – 则v=k·c蔗糖
2.二级反应
–符合v=k·c1·c2的反应 •双分子反应
3.零级反应
–反应速率与反应物无关的反应
底物浓度与反应速率
中间络合物学说
1. 酶（E）的结合基团结合底物（S）形成酶-底物复合物（E-S）
E+S E-S
2. 酶的催化基团催化底物(S)形成产物(P)，E-S转变为E-P
E-S E-P
3. 酶的结合基团释放产物P，E-P形成E和P
E-P E + P
底物浓度与反应速率
中间络合物学说
浓
底物浓度
度
产物浓度
酶浓度
酶-底物浓度
时间
底物浓度与反应速率
中间络合物学说
最大速度
底物浓度很大时，E全部 被饱和，反应速率取决于 E浓度，与底物浓度无关， （零级反应）
底物浓度增大后，反应速率取决 于S和E-S浓度（混合级反应）
③反竞争性抑制
✓ 酶与底物先结合，然后再与抑制剂结合
抑制剂与酶活性
三种可逆抑制的区别
类型 竞争性抑制 反竞争性抑制 非竞争性抑制
Vmax 不变 减小 减小
Km 增加 减小 不变
温度与酶活性
最适温度
1.在最适温度以下,温 度升高,活化分子数 增多,酶活性提高
2.在最适温度以 上,温度升高, 酶变性失活
ii) 乒乓反应: 在所有底物完全结合之前即有产物释放
基团转移反应：第一个底物与酶结合，功能基团转移至酶分子并释放第一 个产物，然后第二个底物与酶结合，结合在酶分子上的功能基 团转移至第二个底物，最后释放第二个产物
抑制剂与酶活性
A.不可逆抑制
✓ 抑制剂与酶以共价键结合 ✓ 不能用透析、超滤方法除去抑制剂 ✓ 酶的修饰抑制
BiBi 反应能用米氏方程近似地研究：
- 可以测定每一种底物（A或B）的Km，通过饱和[B]而改变[A]测定A的 KAm，和饱和[A]而改变[B]测定B的KBm
- BiBi反应的2种类型:
i) 序列反应：在任何产物释放之前，两种底物必须先结合到酶上
有序反应: 按照一定顺序前后结合两种底物和按前后顺序释放两种产物 随机反应: 两种底物与酶的结合及两种产物与酶的分离没有固定顺序
作图
3.通过截距计算Vmax和Km
双底物反应
Bisubstrate reactions
例如，包含由一个分子将功能基团转移至另一个分子的反应
己糖激酶
ATP + 葡萄糖
ADP + 葡萄糖-6-磷酸
一般形式： A + B
P+Q
如果有2个底物和2 个产物，称为 “BiBi”
BiBi 反应能用米氏方程近似地研究：
最适温度
1.植物细胞酶 40~50℃
2.动物细胞酶 35~40℃
3.嗜热细菌 TaqDNA聚合酶
70℃ 93 ℃不失活
用于PCR
pH与酶活性
木瓜蛋白酶
胆碱酯酶
胃蛋白酶
胰蛋白酶
激活剂与酶活性
凡能增强酶活性的物质称为激活剂 ➢必须激活剂 • 激活剂与酶结合后酶才有活性 ➢非必须激活剂 • 激活剂与酶的结合使酶活性由弱变强
2. ESI不能解离产生P和E，因 此Vmax减小
酶的可逆抑制
非竞争性抑制
V0
Vmax减小
Vmax减小 Km不变
Km不变
[S]
酶的可逆抑制
三种可逆抑制的区别
类型 竞争性抑制 反竞争性抑制 非竞争性抑制
Vmax 不变 减小 减小
Km 增加 减小 不变
酶的不可逆抑制
酶 青霉素
糖肽转肽酶 青霉素-酶复合物
化学动力学基础
反应分子数
1.单分子反应：
– 仅有1种反应分子参加的反应 – A→P，如同分异构 – v=k·c – v反应速度，k反应速率常数，c
反应物浓度
2.双分子反应
– 有2种反应分子参加的反应 – A+B→P+Q – v=k·c1·c2
反应级数
1.一级反应
–符合v=k·c的反应 •单分子反应 •蔗糖+水→葡萄糖+果糖
有机磷
有机磷-酶复合物
常见的不可逆抑制剂
有机磷化合物 有机贡、砷化合物 重金属盐 烷化试剂 氰化物、CO
温度与酶促反应
最适温度
1.在最适温度以下,温 度升高,活化分子数 增多,酶活性提高
2.在最适温度以 上,温度升高, 酶变性失活
最适温度
1.植物细胞酶 40~50℃
2.动物细胞酶 35~40℃
乒乓反应
A
P
B
Q
E （EA－E’P）
E’
（E’B－EQ） E
a.第1个底物A结合于酶E形成EA，A的功能基团转移至E形成E’P， E’P释放P形成E’
b.E’与第2个底物B结合形成E’B，E’的功能基团转移至B形成EQ，EQ 释放Q重新生成E
双底物反应
乒乓反应 氨基酸的氨基转移反应
谷氨酸
酶-磷酸吡哆醛复合物E
天冬氨酸
α酮戊二酸
酶-磷酸吡哆胺复合物E’
草酰乙酸
双底物反应
序列反应与乒乓反应的区别
序列反应(2种类型)
增加 [B]
乒乓反应
增加 [B]
_1_
_1_
[A]
[A]
在不同的固定浓度[B]情况下改变 [A]
交叉直线 交叉点在负侧 ① 交叉点在横坐标以上 ② 交叉点在横坐标线上 ③ 交叉点在横坐标以下
在不同的固定浓度[B]情况下改变 [A]
米曼氏方程
Michaelis-Menten方程
V0 初速度 Vmax 最大速度 [S]底物浓度 Km 米氏常数
米曼氏方程
最大速度
底物浓度很大时，E全部 被饱和，反应速率取决于 E浓度，与底物浓度无关， （零级反应）
底物浓度增大后，反应速率取决 于S和E-S浓度（混合级反应）
初
底物浓度很小时，反应速率
2. Km可近似地表示酶与底物的亲和力
① Km越小，表示酶与底物的亲和力越大 ② Km越大，表示酶与底物的亲和力越小
3. 如果一个酶有多个底物，则Km最小的底物是该酶的最适底物 4. 若已知Km，就可计算出在某一底物浓度时，V0相当于Vmax的