酶促反应动力学

（三）Km值和Vmax值的测定
双倒数方程式： Km 1 1 1 + v = V Vmax max [S]
.
双倒数做图法： • 用于测Km值和Vmax值 • 用于判断可逆性抑制反应的性质
二、酶浓度对反应速度的影响
• 当[S]>>[E]时， [E]与v呈正比 关系。
三、温度对反应速度的影响
双重影响 • 最适温度：酶促反应速度最快时的环境 温度。 • 体内大多数酶的最适温度在35～40℃之 间。 • 最适温度不是酶的特征性常数。 • 低温不使酶破坏。
Vmax [S] Km + [S]
（二）Km与Vmax的意义
1. Km值等于酶促反应速度为最大 速度一半时的底物浓度。 1 V＝ Vm 时 2
Km＝［S］
Km 10-6-10-2mol
2. K3 << K2 Km值可用来表示酶与底物 的亲和力。Km值愈大，亲和力愈小。 Km 值愈小，亲和力愈大。 3. Km值是酶的特征性常数之一。只与
ES + I Ki ESI
E+P
非竞争性抑制的双倒数方程：
3. 反竞争性抑制作用
• 抑制剂仅与酶和底物形成的中间产物(ES) 结合，使ES的量下降。这样，既减少从 ES转化为产物的量，也同时减少从ES解 离出游离酶和底物的量。
• 特点：Vmax和Km均降低。
E+S
ES + I Ki ESI
+
O R'O 磷酰化酶 CHNOH
N
CH3 解磷定
+
N CH3
E OH O OR' P CHNO OR
胆碱酯酶
乙酰胆碱 胆碱＋乙酸
乙酰胆碱堆积引起付交感兴奋症
状：恶心，呕吐，，多汗，肌肉
震颤，瞳孔缩小
2. 巯基酶抑制剂
重金属离子及砷，为非专一性抑 制剂。 可用二巯基丙醇（BAL）解毒。
SH 2+ + Hg E SH SH Cl + As E SH Cl S E S H C CHCl E
E+P
反竞争性抑制的双倒数方程：
1 Km 1 1 I (1 ) v Vmax S Vmax Ki
抑制类型
Km
Vm
无抑制
Km
Vm
• 抑制剂和激活剂等
一、底物浓度对反应速度的影响 • 在其他因素不变的情况下，底物
浓度对反应速度作图呈矩形双曲
线。
（一）米-曼氏方程式 • 中间产物学说：
S +E
k1 k2
ES
k3
E+P
• 米-曼氏方程式： v= Km为米氏常数。 当[S]<<Km时，v∝[S]; 当[S]>>Km时，v≈Vmax
（一）不可逆抑制作用
• 概念：抑制剂通常以共价键与酶活性中 心上的必需基团相结合，使酶失活，不 能用透析、超滤等方法予以除去。 1. 羟基酶抑制剂 有机磷化合物对胆碱酯酶的抑制，为专 一性抑制剂。 用解磷定解除抑制。
RO P
X + E OH
RO P
O E
+ HX 酸
O R'O 有机磷化合物 羟基酶
FH 2
FH 4
+ 二氢蝶呤
氨甲蝶呤 SO2NHR
• 举例：
③抗代谢物的抗癌作用
如氨甲蝶呤、5-氟尿嘧啶、6-巯基嘌呤等。
2. 非竞争性抑制作用
• 概念：抑制剂与酶活性中心外的必需基
团结合，底物与抑制剂之间无竞争关系。
• 酶促反应动力学特点：Vmax降低，Km
不变。
wk.baidu.com
E+S + I Ki EI + S
酶的结构、酶所催化的底物和反应
环境有关，而与酶浓度无关。
4. Vmax是酶完全被饱和时的反应速度，与 酶浓度呈正比。 • 如果酶的总浓度已知，可从Vmax计算酶的 转换数（K3）。 Vmax K3= [E] • 酶的转换数定义：当酶被底物充分饱和 时，单位时间内每个酶分子（或活性中 心）催化底物转变为产物的分子数。
四、pH对反应速度的影响
• pH影响酶与底物的亲和力。 • 最适pH：酶催化活性最大时的环境pH。 • 体内多数酶的最适pH接近中性，少数例 外。 • 最适pH不是酶的特征性常数。 • 测定酶活性时，应选用适宜的缓冲液， 以保持酶的活性。
五、抑制剂对反应速度的影响
• 凡能使酶的活性下降，又不引起酶变性 的物质统称为酶的抑制剂 (inhibitor)。分 为： （一）不可逆抑制作用（irreversible inhibition) （二）可逆抑制作用(reversible inhibition)
第三节
酶促反应动力学
研究的是酶促反应速度及其影响因素的 关系。 酶促反应速度：用单位时间内底物的 消耗量或产物的生成量表示 研究酶促反应动力学要采用初速度 初速度：反应速度与时间呈正比的阶 段。 反应10min. 或底物消耗在5%
影响因素： • 底物浓度（[S]） • 酶浓度（[E]） • 温度 • pH
• 特点：
① 竞争性抑制剂与底物结构相似;
② 增加[S]可减弱抑制作用;
③ 酶的Vmax不变，而Km值增大。
1. 竞争性抑制作用
• 举例： ①丙二酸对琥珀酸脱氢酶的抑制
COOH CH2 C H2 COOH 琥珀酸
COOH CH2 COOH 丙二酸
• 举例： ②磺胺药对细菌FH2合成酶的抑制
Glu + H2N COOH PAB A H2N 磺胺药 FH2合成酶 FH2还原酶
S E S S As S H2C SH H SH H2C S As C CHCl + HC S E SH H2C OH H C CHCl + 2HCl
+ Hg + 2H
H As C CHCl+ HC SH H2C OH
（二）可逆抑制作用
• 概念：抑制剂与酶非共价键可逆结合，使酶活
性降低，可用透析、超滤等方法将抑制剂除去 而使酶活性恢复。分为： 1. 竞争性抑制作用 (competitive inhibition) 2. 非竞争性抑制作用 (non-competitive inhibition) 3. 反竞争性抑制作用 (uncompetitive inhibition)
1. 竞争性抑制作用
• 概念：抑制剂与酶的底物结构相似，可 与底物竞争酶的活性中心，从而阻碍酶 与底物结合形成中间产物，而抑制酶的 活性。
E+S +
ES
E+P
I
Ki
v= EI
Vmax [S] Km (1+
[I]
Ki
) + [S]
竞争性抑制的双倒数方程：
[I] 1 Km 1 1 ) + ( 1 + = v Vmax Ki [ S ] Vmax