酶促反应动力学
酶促反应动力学
不属于抑制剂。
通常抑制作用分为可逆性抑制和不可逆性抑制两类。
（一）不可逆性抑制作用(irreversible inhibition) 不可逆性抑制作用的抑制剂，通常以共价 键方式与酶的必需基团进行不可逆结合而使 酶丧失活性。常见的不可逆抑制剂如下图所 示。按其作用特点，又分专一性及非专一性 两种。
3.4 酶促反应动力学 酶促反应动力学(kinetics of enzymecatalyzed reactions)是研究酶促反应速度及其 影响因素的科学。 酶促反应的影响因素主要包括
1. 2. 3. 4. 5. 6. 底物的浓度、 酶的浓度、 pH、 温度、 抑制剂 激活剂
一、 底物浓度对反应速度的影响
木瓜蛋白酶
胆碱脂酶
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
五. 激活剂对酶反应速度的影响
能使酶活性提高的物质，都称为激活剂(activator)，其 中大部分是离子或简单的有机化合物。如Mg++是多种激酶和 合成酶的激活剂，动物唾液中的α-淀粉酶则受Cl-的激活。
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：d„ES‟/dt＝－d„ES‟/dt
Briggs和Haldane“稳态平衡”理论
（1） （2）
稳态平衡理论：
反应进行一段时间后，系统的ES浓度，由零逐渐 增加到一定数值，在一定时间内，尽管底物浓度和 产物浓度不断变化，复合物ES的浓度也在不断的 生成和分解，但当系统中ES的生成速率和ES的分 解速率相等时，ES的浓度不变。
酶促反应动力学
谢 谢 大 家
2.1.3 酶和细胞的固定化技术
一、固定化技术的基本概念 二、固定化酶的特性 三、固定化细胞的特性 四、酶和细胞的固定化技术
2.1.4 酶促反应的特征
一、优点： • 常温、常压、中性范围（个别除外）下进行反应； • 与一些化学反应相比，省能且效率较高； • 专一性好； • 反应体系较简单，反应过程的最适条件易于控制等。 二、不足， • 多限于一步或几步较简单的生化反应过程； • 一般周期较长。
2.2
均相系酶促反应动力学
2.2.1 酶促反应动力学基础 一、零级反应
dS rm a x dt
二、一级反应——即酶催化A→B的过程
db k1 (a0 b) dt
三、二级反应，即A + B → C
dc k 2 (a0 c)(b0 c) dt
k`1 k2 • 对于连锁反应，如， A B C
1、底物浓度S 远大于酶的浓度efree ，因此x的
形成不会降低底物浓度S ，底物浓度以初始浓 度计算。 2、不考虑P + E → ES这个可逆反应的存在。要 忽略这一反应，必须是产物P为零，换言之， 该方程适用于反应的初始状态。 3、ES → E + P是整个反应的限速阶段，也就是 说E + S = ES的可逆反应在初速度测定时间内 已达到平衡。ES分解生成产物的速度不足以破 坏这个平衡。
k 2 e S r p,max S r p (rs ) Km S Km S
在实际的酶促反应中，人们关心的是反应时间与 底物转化率的关系．所以，基于t=0，S=S0初值积 分得
rmax
S0 t (S 0 S t ) K m ln St
Km S0 1 t ln( ) s rmax 1 s rmax
酶促反应动力学名词解释
酶促反应动力学名词解释
酶促反应动力学是研究酶催化反应速率、酶与底物之间的相互作用以及反应机制的科学领域。
酶是一种生物催化剂，能够加速化学反应的速率，而酶促反应动力学则是用来描述和解释酶催化反应速率的规律。
酶促反应动力学的主要研究内容包括反应速率、反应机理和酶动力学参数等。
反应速率是指单位时间内反应物转化为产物的量，可以通过测量底物浓度的变化来确定。
酶催化反应速率通常比非酶催化的速率高几个数量级，这是因为酶能够提供更适合反应进行的环境，如形成特定的活性位点、降低反应的活化能等。
反应机理是指酶催化反应中涉及的化学步骤和中间产物的生成过程。
酶催化的反应通常包括底物与酶结合形成底物-酶复合物、底物在酶的活性位点上发生化学反应、产物与酶解离的过程。
通过研究反应机理，可以更好地理解酶催化反应的特点和机制。
酶动力学参数是描述酶催化反应速率和酶与底物之间相互作用的定量指标。
常见的酶动力学参数包括最大反应速率（Vmax）、米氏常数（Km）和催化效率（kcat/Km）等。
Vmax表示在酶的浓度饱和状态下的最大反应速率，Km表示酶与底物结合的亲和力，kcat/Km则是酶催化反应的效率常数。
总的来说，酶促反应动力学的研究对于理解酶催化的反应机制、设计高效的酶催化反应以及开发新型药物和工业催化剂等方面具有重要的意义。
通过深入研究酶
促反应动力学，可以为生物工程、医药化学和工业生产等领域的应用提供理论和实践基础。
酶促反应动力学米氏方程
酶促反应动力学米氏方程摘要：1.酶促反应动力学的基本概念2.米氏方程的推导过程3.米氏方程的应用4.酶促反应动力学的影响因素5.总结正文：一、酶促反应动力学的基本概念酶促反应动力学是研究酶促反应速度及其影响因素的科学。
在酶促反应中，酶作为催化剂，可以降低反应所需的活化能，从而加速反应速率。
酶促反应动力学主要研究酶浓度、底物浓度、温度、pH、抑制剂和激活剂等因素对反应速率的影响。
二、米氏方程的推导过程米氏方程是描述酶促反应速度与底物浓度之间关系的经典方程。
其推导过程如下：1.假设酶分子的数量为[E]，底物浓度为[S]，酶促反应速度为v。
2.酶在催化过程中会与底物结合形成酶- 底物复合物（ES），此过程为慢反应。
3.酶- 底物复合物在达到一定程度后会分解为酶和产物，此过程为快反应。
4.根据慢反应和快反应的速率常数，可以得到酶促反应速度的表达式。
5.将表达式中的慢反应和快反应速率常数用米氏常数（Km）表示，即可得到米氏方程：v = (Km * [S]) / (Km + [S])三、米氏方程的应用米氏方程可以用于分析酶促反应的动态过程，预测反应速度与底物浓度的关系，以及研究酶的结构与功能。
此外，通过比较不同底物和酶的米氏方程，可以了解酶的专一性和底物选择性。
四、酶促反应动力学的影响因素酶促反应动力学受到多种因素的影响，主要包括：1.酶浓度：在一定范围内，酶浓度的增加会提高反应速率，但当酶浓度达到饱和时，反应速率不再随酶浓度增加而提高。
2.底物浓度：底物浓度的增加会提高反应速率，但当底物浓度达到一定程度时，反应速率不再随底物浓度增加而提高。
3.温度：温度的升高会加速反应速率，但过高的温度会导致酶失活，使反应速率降低。
4.pH：酶的活性受pH 值的影响，pH 值的改变会影响酶的催化效率。
5.抑制剂和激活剂：抑制剂会降低酶的催化效率，而激活剂会提高酶的催化效率。
五、总结酶促反应动力学是研究酶促反应速度及其影响因素的科学。
酶促反应动力学
第一节 酶促反应的动力学方程
一、化学动力学基础
1、反应分子数和反应级数 1）反应分子数
指在反应中真正相互作用的分子数。
A
P
A+B
P+Q
2）反应级数
指实验测得的反应速率与反应物浓度之间的关系，符合 哪种速率方程，则这个反应就是几级反应。
蔗糖 + H2O 蔗糖酶 葡萄糖 + 果糖
1
3）零级反应的特征
反应速率与反应物浓度无关。初始浓度增加，反应速度不变， 要使反应物减少一半所需完成的反应量增加，因此最后表现为半 衰期与初始浓度成正比。
二、底物浓度对酶促反应的影响
1、酶促反应初速度与底物浓度之间的关系 1903年Henri以蔗糖酶水解蔗糖为例，研究底物浓度与酶促反
应速度之间关系时，发现两者的关系符合双曲线关系。
k2
Km= (k2+k3)/k1
Km是[ES]的分解常数与生成常数的比值。 Km的真正含义是， Km越大意为着[ES]越不稳定，越容易分解。但不能说明[ES]是容 易分解成底物还是产物。
kcat/Km可表示为 [k3/(k2 + k3)]k1， k3/(k2 + k3)代表[ES] 分解成产 物的分解常数占[ES] 总分解常数的比值。 k3/(k2 + k3)越大，说明 [ES]越容易分解成产物。 k1是[ES] 生成常数。因此， kcat/Km数 值大不仅表示[ES]容易生成，还表示[ES]易分解成产物。真正代 表酶对某一特定底物的催化效率。所以，也称为专一性常数。 极限值是k1 ，意为[ES]不会再分解为底物。
酶的化学本质是蛋白质，因此，酶 对温度具有高度的敏感性，随着温度 的升高，分子的构象会逐渐地被破 坏，失去催化活性。
酶促动力学
H C
S CHCl E S As
H C
CHCl + 2HCl
巯基酶
S E S
路易士气
H2C SH
失活的酶
酸
H As C CHCl + HC SH H2C OH
H SH H2C S As C CHCl + HC S E SH H2C OH
失活的酶
BAL
巯基酶 BAL与砷剂结合物
三、酶的抑制作用
（五）一些重要的抑制剂
*竟争性抑制举例
1.丙二酸对琥珀酸脱氢酶的抑制
琥珀酸
琥珀酸脱氢酶 FAD FADH2
延胡索酸
COOH CH2 C H2 COOH 琥珀酸
COOH CH2 COOH 丙二酸
•
磺胺类药物的抑菌机制
与对氨基苯甲酸竞争二氢叶酸合成酶
二氢蝶呤啶 ＋ 对氨基苯甲酸 ＋ 谷氨酸
二氢叶酸 合成酶 二氢叶酸
H2N
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
三、酶的抑制作用
(二) 抑制作用的类型
（3）反竞争性抑制
影响因素包括有
底物浓度、pH、温度、 抑制剂、激活剂、酶浓度等。
※ 研究一种因素的影响时，其余各因素均恒定。
影响酶促反应速率的因素：
底物浓度[S] 酶浓度[E] 反应温度 pH 值 抑制剂I 激活剂A
二、底物浓度对酶反应速度的影响
355
当底物浓度达到一定值 反应速度达到最大值 （Vmax），此时再增加底物浓度，反应速度不再增加
酶促反应动力学
化反应过程； 与微生物反应体系相比，在经济上有时 并不理想； 酶促反应条件比较温和，但一般周期较 长，有发生杂菌污染的可能； 固定化酶并非一定就是最优质的生物催 化剂。
第二节 均相系酶促反应动力学
均相酶催化反应，系指酶与反应物系处于同相
----液相的酶催化反应。它不存在相间的物质
传递！！！
均相酶催化反应动力学阐明酶催化反应机理的
重要手段。
通过研究影响反应速率的各种因素进行静态和
动态分析。
酶催化反应动力学的研究历史
1902年，Henri
V进行转化酶、苦杏仁酶 和淀粉酶的催化反应实验，研究反应机 理，并导出了动力学方程式； 1913年，Michaelis和ML Nenten应用快速 平衡解析方法对该速率方程进行详细研 究，发表了米氏方程，即M-M方程； 1925年， Briggs GG发表了稳态法解析方 法，对M-M方程的推导进行了修正。
（1）酶的固定化技术
是将水溶酶分子通过一定的方式，如静电吸
附、共价键等与载体，如琼脂、海藻酸钠、 明胶、离子交换树脂等材料结合，制成固相 酶，即固定化酶(Immobilized enzyme)的技术。
（三）酶的固定化方法
1 载体结合法：将水不溶性的载体与酶结合形 成固定化酶的方法。 （1）物理吸附法：使酶直接吸附在载体上的方 法称为物理吸附法。常用的载体有: a 有机载体， 如面筋、淀粉等； b 无机载体， 如氧化铝、活性炭、皂土、 白土、高岭土、多孔玻璃、硅胶等 （2）离子吸附法：此法是将酶与含有离子交换 基团的水不溶性载体结合。此法在工业上应 用较广泛， 常用的载体有: (1) 阴离子交换剂， 如二乙氨基乙基(DEA E)－纤维素等; (2) 阳 离子交换剂， 如羧甲基(CM ) －纤维素、纤 维素－柠檬酸盐等。
酶促反应动力学及其在生物过程中的应用
酶促反应动力学及其在生物过程中的应用酶作为生物催化剂，可以在非常温和的条件下，加速化学反应速率，具有高效、特异性、多功能性等优点。
而酶促反应动力学则是研究酶作为催化剂时，催化剂和底物之间的反应速率与反应条件之间关系的学科。
本文将介绍酶促反应动力学的基本概念、实验方法以及在生物过程中的应用。
一、酶促反应动力学的基本概念1. Michaelis-Menten方程当酶与底物反应的速率受到限制时，酶的活性就会随着底物浓度的增加而饱和。
这种限制反应动力学模型被称作酶的Michaels-Menten模型。
Michaels-Menten方程描述了酶速率（V）和底物浓度（[S]）之间的关系，即：V = Vmax * [S] / (Km + [S])其中，Vmax为最大反应速率，Km为酶与底物结合的亲和力指标，即Km越小，酶与底物之间的关系越紧密。
2. 酶反应速率常数酶反应速率常数分为两种：酶催化反应速率常数（kcat）和酶底物结合速率常数（kM）。
kcat表示单位时间内，每个酶催化的底物的转化数。
在酶催化时，酶分子与底物反应所需的时间称为酶催化反应时间。
在相同的反应条件下，kcat一定，但不同酶的kcat可能不同。
kM则表示底物与酶结合的亲和力。
kM越小，说明酶与底物的结合亲和力越强，酶催化底物的效率越高。
3. 细胞内底物浓度细胞内底物浓度反映了化学反应是否发生的概率。
当细胞内底物浓度过低时，酶反应速率可能受到限制，反应速率在极低浓度下呈现一定的线性关系。
然而，当细胞内底物浓度越来越高时，酶反应速率将不再随着底物浓度的增加而线性增加，而是呈现饱和状态。
二、酶促反应动力学的实验方法在实验室中，可以通过测量酶反应速率的变化，来研究酶催化反应的动力学。
1. 单点酶反应速率测定法单点酶反应速率测定法，是指在已知酶底物的浓度下，只测量一次反应后的酶反应速率。
通过改变底物浓度，可以确定在不同浓度下的酶反应速率，从而建立酶反应速率曲线。
酶促反应的动力学及其影响因素
种因素。
在探讨各种因素对酶促反应速度的影响时，通常测定其初始速度来代表酶促反应速度，即底物转化量＜5%时的反应速度。
影响酶促反应速度的因素包括：1. 酶浓度：在其他因素不变的情况下，底物浓度的变化对反应速率影响的作图时呈矩形双曲线。
底物足够时，酶浓度对反应速率的影响呈直线关系。
2. 底物浓度：在其他因素不变的情况下，随着底物浓度的增加，反应速率也会相应增加。
3. pH值：pH值通过改变酶和底物分子解离状态影响反应速率。
4. 温度：温度对反应速率的影响具有双重性。
在适宜的温度范围内，随着温度的升高，反应速率加快。
但当温度过高时，酶的活性会受到抑制，反应速率反而下降。
5. 抑制剂和激活剂：抑制剂可逆或不可逆的降低酶促反应速率，而激活剂可加快酶促反应速率。
在实际生产中要充分发挥酶的催化作用，以较低的成本生产出较高质量的产品，就必须准确把握酶促反应的条件。
酶促反应的动力学研究与探讨的是酶促反应的速率及影响酶促反应速率的各种因素。
其中，主要的因素包括酶浓度、底物浓度、pH值、温度、激活剂和抑制剂等。
1. 酶浓度：在其他因素不变的情况下，底物浓度的变化对反应速率的影响呈矩形双曲线。
当底物浓度足够时，酶浓度对反应速率的影响则呈直线关系。
2. 底物浓度：在酶浓度不变的情况下，底物浓度的增加会促进反应速度的增加，但当底物浓度达到一定值后，再增加底物浓度对反应速度的影响不大。
3. pH值：pH值通过改变酶和底物分子解离状态影响反应速率。
4. 温度：温度对酶促反应速率的影响具有双重性。
在低温条件下，由于分子运动速度较慢，反应速度比较慢；随着温度的升高，分子运动速度加快，反应速度也会加快；但当温度升高到一定值后，过高的温度会使酶变性，反应速度反而下降。
5. 激活剂和抑制剂：激活剂可以加快酶促反应速度，而抑制剂可以降低酶促反应速度。
在实际生产中要充分发挥酶的催化作用，以较低的成本生产出较高质量的产品，就必须准确把握酶促反应的条件。
酶促反应动力学分析
酶促反应动力学分析酶促反应动力学是研究酶催化反应速率及其影响因素的科学。
它对于理解生物体内的代谢过程、疾病的发生机制以及药物的作用原理等都具有重要意义。
酶作为生物催化剂，能够显著加快反应速率，但酶促反应的速率并非一成不变，而是受到多种因素的影响。
首先要了解的是底物浓度对酶促反应速率的影响。
在酶浓度不变的情况下，随着底物浓度的增加，反应速率会逐渐加快。
这是因为更多的底物分子有机会与酶结合，形成酶底物复合物，从而促进反应的进行。
但当底物浓度增加到一定程度时，反应速率不再增加，达到最大反应速率（Vmax）。
此时，酶被底物饱和，所有的酶活性中心都被占据。
米氏方程（MichaelisMenten equation）很好地描述了底物浓度与反应速率之间的关系：V ＝ VmaxS ／（Km ＋ S) 。
其中，V 是反应速率，S是底物浓度，Km 称为米氏常数。
Km 值反映了酶与底物的亲和力，Km 值越小，说明酶与底物的亲和力越强，在较低的底物浓度下就能达到较高的反应速率。
酶浓度也是影响酶促反应速率的重要因素。
在底物浓度充足的情况下，反应速率与酶浓度成正比。
这就好比工厂里的工人数量越多，在原材料充足的情况下，生产产品的速度就越快。
温度对酶促反应速率的影响具有双重性。
在一定范围内，随着温度的升高，酶促反应速率加快。
这是因为温度升高增加了分子的热运动，使酶和底物分子更容易碰撞并结合，从而提高反应速率。
但当温度超过一定限度时，酶的活性会逐渐丧失，导致反应速率下降。
这是因为高温会破坏酶的空间结构，使其失去催化活性。
每种酶都有其最适温度，在这个温度下，酶的催化效率最高。
pH 值同样对酶促反应速率有着显著影响。
大多数酶都有一个最适pH 值范围，在这个范围内，酶的活性最高。
pH 值的改变可能会影响酶活性中心的某些必需基团的解离状态，改变酶的空间结构，从而影响酶与底物的结合以及催化作用。
例如，胃蛋白酶在酸性环境中活性较高，而胰蛋白酶则在碱性环境中表现出最佳活性。
酶促反应的动力学分析与模拟
酶促反应的动力学分析与模拟酶是一种重要的生物催化剂，可以加速生物体内的化学反应速率，促进生物体的正常生长和代谢过程。
酶促反应的动力学是研究酶在反应中所表现的动态过程及其机理的一门学科。
对于生物化学领域的研究者来说，深入理解酶促反应的动力学特性以及相应的模拟研究，不仅可以提高生物医学和生物工程的应用效果，还有助于更好地理解生物体的代谢机制，为生物医学和生物工程的研究提供有力支持。
1. 酶促反应动力学分析酶促反应的动力学特性是指在特定环境下，酶与底物反应的速率和动态过程，不同酶反应具有不同的反应动力学特性。
这些反应通常是多级反应，包括底物的结合、转化和产物的释放。
在这个过程中，催化活性的酶以及底物和产物组成了一个多催化物体系。
因此，酶反应机制在分析时需要考虑多种反应物之间的相互作用。
在酶催化反应中，底物与酶结合并形成酶底物复合物是反应速率的关键步骤。
当复合物形成后，底物开始发生转化并最终生成产物，而这个转化过程的速率大大受酶的活性水平和底物浓度的影响。
除此之外，温度、pH值、离子强度等环境因素也会影响酶反应的动力学特性，其中最主要的是温度。
酶活性与温度的关系可以通过活性温度曲线来体现。
在温度较低的情况下，酶的活性较低。
随着温度的升高，酶的活性不断增加，但当温度超过一定阈值后，酶的构象会发生改变，导致酶失去活性，反应速率下降。
因此，理解酶在不同条件下的活性变化和酶底物复合物转化过程是酶促反应动力学分析的核心。
2. 酶促反应的数学模拟酶促反应的动力学分析不仅仅可以通过实验方法来完成，还可以通过数学模拟方法来进行。
数学模拟是指利用计算机对酶反应过程进行建模和计算，从而分析体系内各分子间的相互作用，研究动力学特性及其机理。
在酶促反应的数学模拟中，需要考虑的参数有：酶的浓度、底物的浓度、酶的动力学性质、酶底物复合物的动态过程等等。
此外，数学模拟还需要结合各种因素对反应的影响因素，如温度、pH值等等。
通过数学模拟可以得到酶促反应的动态变化曲线以及四个重要的动力学参数：最大反应速率（Vmax）、酶的亲和力（Km）、酶反应速率常数（Kcat）和酶底物复合物解离常数（Kd）。
酶促反应的动力学的意义
酶促反应的动力学的意义酶是一类生物催化剂，能够加速生物体内的化学反应速率，它们参与了生物体内大量的代谢过程，如消化、免疫、呼吸等。
酶促反应的动力学研究了酶催化反应速率的变化规律，对于理解酶催化反应的机理、优化酶催化反应的条件、探究酶结构与功能的关系等方面都有着重要的意义。
酶促反应速率的测定酶促反应的速率与反应物的浓度、温度、pH值等因素有关。
在实验中，通常选择一个反应物浓度不变，其他条件逐渐改变的方式来确定酶促反应速率的变化规律。
测定酶促反应速率的方法主要有：1.初始速率法初始速率法是指在反应初期，在反应物浓度远大于酶浓度的情况下，反应速率与反应物浓度成正比，因此可以通过测定反应物消耗量的变化来确定初始反应速率。
2.变化速率法变化速率法是指在反应物浓度远大于酶浓度的情况下，反应速率与反应物浓度不再呈线性关系，而是随着反应进行逐渐减小。
此时可以通过测定反应物消耗量的变化率来间接确定反应速率。
酶促反应速率的影响因素酶促反应速率的变化受到多种因素的影响，主要包括反应物浓度、酶浓度、温度和pH值等。
1.反应物浓度在酶浓度不变的情况下，当反应物浓度逐渐增加时，酶促反应速率也会随之增加，直至酶活性达到饱和。
此时，酶反应速率已经达到最大值。
2.酶浓度在反应物浓度已经饱和的情况下，当酶浓度逐渐增加时，酶促反应速率也会随之增加，直至酶浓度达到饱和。
此时，酶反应速率也已经达到最大值。
3.温度温度是影响酶促反应速率的重要因素，一般情况下，随着温度升高，酶反应速率也会逐渐增加，但当温度过高时，会使酶失去活性。
4.pH值不同的酶对pH值的敏感程度不同，有些酶在碱性环境下活性较高，而有些酶则在酸性环境下活性较高。
因此，在不同的酶催化反应中，选择适当的pH值有助于提高反应速率。
酶促反应的动力学公式酶促反应的动力学通常使用米氏方程来描述，即：v = Vmax [S] / (Km + [S])其中，v表示反应速率，Vmax表示酶最大反应速率，[S]表示反应物浓度，Km表示酶与反应物之间的亲和力常数，反映了酶与反应物结合的紧密程度。
酶促反应动力学
底物相类似的结构，而且抑制剂本身也是酶的底物， 这类不可逆抑制剂的特点是专一性极高，因此也被称 为自杀性底物（suicide substrate）。
3.3.1.2 可逆的抑制作用
• 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，但是能用透析、超滤等物理方
法除去抑制剂而使酶复活，这种抑制作用是可逆
3.3.1抑制作用的类型
• 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： – 不可逆的抑制作用
– 可逆的抑制作用。
3.3.1.1 不可逆的抑制作用
• 由于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，因此不能用透析、超滤等物理方法去除 抑制剂而使酶复活，这种抑制作用是不可逆的，我们称之 为不可逆抑制。此时被抑制的酶分子受到抑制剂对其不同 程度的化学修饰，因此不可逆抑制从本质上来说就是酶的
法等
3.2 底物浓度对酶促反应速度的影响
• 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。
• 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。
第7章 酶促反应动力学
符合一级反应动力学，酶未被全部饱和，因此在[S]低时不能 正确测得酶活力； （2）当[S]>>Km时，v=Vmax，此条件下可正解测得酶活力 （3）当[S]=Km时，v=Vmax/2
Km的意义
1、Km是酶的特征物理常数 Km的大小只与酶的性质有关，而与酶浓度无关，但与底物、 温度、pH及离子强度有关。 2、Km可判断酶的专一性和天然底物 Km最小的底物称为该酶的最适底物或天然底物。1/km近似 表示酶与底物的亲和力。 3、当k3<<k2时，Km=k2/k1，Km=Ks（解离常数），严格 地说是1/Ks表示酶与底物的亲和力，当k3极小时，1/Km才 表示酶与底物的亲和力。
二、酶的抑制作用
➢ 酶的失活与抑制的区别 ➢ 酶抑制程度的表示方法 ➢ 酶抑制作用的类型 ➢ 可逆与不可逆抑制作用的鉴别 ➢ 可逆抑制作用动力学 ➢ 一些重要的抑制剂
（一）酶的失活与抑制的区别
凡是使酶蛋白质变性而引起酶活力丧失的作用称为失 活作用；由于酶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。 变性剂对酶的变性作用无选择性 抑制剂对酶的抑制作用有选择性
特点：
A.抑制剂结构与底物的分子结构不相似。 B.抑制剂与酶活性中心外的必需基团结合。 C.抑制作用的强弱取决于[I]，不能通过增加[S]减弱或解 除抑制。 D.Vmax降低，Km不变。
酶的可逆抑制作用——反竞争性抑制
酶只有与底物结合后才能与抑制剂结 合。L-Phe，L-Arg等对碱性磷酸酶的 作用是反竞争性抑制，肼类化合物抑 制胃蛋白酶、氰化物抑制芳香硫酸酯 酶的作用也属此类。
抑制剂只与酶—底物复合物结合生成抑制 剂—酶—底物死端复合物（ESI），从而抑 制酶的活性。
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反应速度：
V K3 [ES] K3 [E][S] K2 [S] K1 Vmax [S] KS [S]
KS现在称为底物常数
1925年Briggs和Haldane提出稳态理论
米氏推导酶促反应速度公式时，认为[ES]的积累是快速 平衡的结果，而没有考虑ES E+P这一步。而Briggs认为应 当考虑这一步，因为并不总是K3<<K2, ES E+P这一步也可 能速度很快，这时，E，S和ES将不能处于一个平衡状态。布 氏提出稳态理论。
①物理意义: 当反应速度达到最大反应速度（Vmax)的一半 时的底物浓度.
②Km的引伸意义:Km是酶学研究中的重要研究数据,表示 了酶的一个基本性质.
Km值是酶的特征常数之一,与酶的性质有关,而与酶 的浓度无关,不同的酶,其Km值不同.
对于专一性不强的酶来说对于每一个底物都有一个 相应的Km值.
当[S]>>Km时
V V max[S] V max[S] V max Km [S] [S]
当[S]=Km时
V V max[S] V max Km [S] 2
米氏方程定量的表达了反应初速度与底物浓度之间的关系 与实验结果相符合。
三、米氏方程的讨论
2、米式方程中各参数的意义 1) Km的意义
（单底物酶促反应）
酶的底物饱合现象——中间络合物学说
酶与底物先络合成一个中间产物，然后中间 产物进一步分解成产物和游离的酶。
酶催化剂 E S K K 12 ES K3 P E
非酶催化剂
E
SP
中间产物假说证据
Michaelis 与 Menten 提出酶催化动力学
E +S ES E +P
ES 的生成量与消失量相等， 故平衡时 [ES] 浓度成一稳定状态。
Steady State 时 ES 的浓度恒定
S
P
浓 度
ES E
反应时间
稳态理论(Steady State theory)的假设
Briggs的酶促反应模型:
E+S
k1 ES k3 E + P
k2
布氏提出以下假设: 1.反应开始时, P = 0 ,不足已产生逆反应.测定酶的反应速度
E
+
S
k1 k2
ES
k3
(vo)
E
+
P
推导:
ES 的生成速度: dES = k1 E S dt
ES 的分解速度: 包括正向: ES k3 负向: ES k2
E+P E + SP
- dES dt
=
k2 ES
+ k3 ES
当进入稳态时:
d ES dt
=
-
d ES dt
即: k1 E S = k2 ES + k3 ES = ES k2 + k3
ES 的生成量 等于其消失量
k1[E][S] = k2 [ES] + k3 [ES]
由上式出发可推得 Michaelis-Menten 公式
vo=KVmma+x
[S] [S]
[E0] = [E] + [ES] vo = k3 [ES] Vmax = k3 [E0]
[E0] 酶的总量
稳态理论下米氏方程的推导
① 在反应的初始阶段，[S]远远大于[E]，因此，[S]可以认为不变。 ② 因为研究的是初速度，P的量很小，由P+E ES可以忽略不记。
E S K K 12 ES K3 P E
③ 游离的酶与底物形成ES的速度极快（快速平衡），而ES形 成产物的速度极慢，故， [ES] 的动态平衡与ES P+E没有关 系
酶促反应动力学
一、底物浓度对酶反应速度的影响 二、米氏公式的导出 三、米氏方程的讨论 四、米氏常数的求法 五、多底物的酶促反应动力学
一 、
S
012345678
底
+
物E
(
浓 度 对 酶 促 反 应 速 度 的 影 响
)
固 定
↓
酶 的
P
浓
度
在
固
定
时
间
内
反
应
80
60
生
成 40
物
浓 度
20
0 0
2
4
6
8
底物浓度 mmole
（既 K1、K2 ＞＞K3 ）
E S K K 12 ES K3 P E
ES的生成速度：K1（[E] - [ES]）[S] ES的分解速度：K2[ES]
K1（[E] - [ES]）[S] = K2[ES]
[ES ] K 1[E][ S ] K 2 K 1[S ]
E S K K12 ES K3 P E
V V max*[S ] Ks [S]
Ks为底物解离常数（底物常数）
Ks k2 ([E] [ES ]) [S]
k1
[ES ]
米式方程的导出： 早年的米式方程基于快速平衡假说
E S K K 21 ES K K 34 P E
一般是测定反应的初速度,即产物浓度变化在5%以内的速度.
2. E
S0 即反应中 S =. S0
3.反应开始后,反应立刻进入恒态状态, ES 浓度处于稳定状态 ES 的形成速度等于其分解速度.
稳态理论下米氏方程的推导
酶必须先与底物结合
E+S
k1 k2
ES
k3
(vo)
E+
P
Steady State [ES] 浓度恒定
[E0] = [E] + [ES vo = k3 [ES] Vmax = k3 [E0
[E0] 酶的总量
v = k3
ES
=
k3
E0 km +
S S
因: Vmax=k3 E0
故:
v=
Vmax S km + S
三、米氏方程的讨论
1. 米氏方程的意义
当[S]<<Km时
V V max[S] V max[S] K’[S] Km [S] Km
稳态理论下米氏方程的推导
又由酶的恒等式: E0 = E + ES
E = E0 - ES
- 则: k1 E0 ES S = ES k2 + k3
整理:
- E0 S
ES
S
=
k2 + k3 k1
ES
- 令:
k2 + k3 k1
=
km
则: E0 S
ES S = km ES
E0 S = ES km + S
ES = E0 S km + S
Michaelis
1913年
Menten
Nelson & Cox (2000) Lehninger Principles of Biochemistry (3e) p.258
二、米氏方程的导出
1、根据酶反应的中间复合物学说： 假定E+S ES迅速建立平衡，底物浓度远远大于酶浓度下， K3<<K2即K3反应特别慢，可以忽略不计。