.酶催化反应的动力学

.酶催化反应的动力学

第三节酶催化反应的动力学

复习题问：略

新授：

Ⅰ酶反应动力学的概念：

研究酶促反应速度及其影响因素（哪些因素影响、如何影响）称酶促反应动力学。

Ⅱ酶反应动力学的影响因素：

酶浓度、底物浓度、pH、温度、抑制剂及激活剂等。

一、底物浓度对反应速度的影响

当其它条件在最适、不变情况下（课本P33图3－5）

①[S]较低时,v与S呈正比,即呈直线关系。

②当[S]增加至一定程度时,v随[S]增加而提高，不呈直线关系。

③[S]再增加，v达到最大V max 。

（一）米－曼氏方程式：

⒈概念：酶促反应速度与底物浓度关系的数学方程式。

⒉方程式：

说明：

⑴Vmax为最大反应速度，［S］为底物浓度，K M为米氏常数

⑵v是在不同［S］时的反应速度

⑶当底物浓度很低时，V＝Vmax *［S］／K M，反应速度与

底物成正比；反之，v≌Vmax ，反

应速度达最大；再增加

底物浓度，反应速度不受影响。

⒊K M概念：反应速度达到最大反应速度一半时的作用物浓度。

述：K M是酶的特征性常数，表示酶与作用物的亲和力大小。

K M越大，酶与作用物的亲和力越小。

同工酶的K M不同。

⒋米氏方程应用

⑴酶的鉴定——根据K M相同与否判定是否同一个酶

⑵酶的纯化——根据K M稳定与否

判定酶是否被纯化

⑶计算欲使反应速度达到某一特定反应速度时的合理[S]

（二）Km的意义

⒈K M值等于酶促反应速度达到Vmax一半时的作用物浓度

⒉K M值可反映酶对底物的亲和力，两者呈反比

⒊K M值是酶的特征性常数之一，只与酶的结构、底物和反

应环境（如温度、pH、离子强度）有关，与酶浓度无关。

二、酶浓度对反应速度的影响（课

本P33图3－6）

述：在酶促反应系统中，当[S]足够大时，v∝[E] 。

三、温度对反应速度的影响

⒈两者联系：温度对酶促反应的

具有双重影响。升高温度可

加快酶促反应速度，同时也

增加酶变性的机会。

述：温度升高到60℃以上时，大多数酶开始变性；80℃时，多数酶

的变性已不可逆。

⒉最适温度

⑴概念：酶催化活性最大时的环境温度

述：人体组织中酶的最适温度一般在37－40℃

⑵影响因素：反应时间

⑶相互关系

①酶可以在较短的时间内耐受较

高的温度；

相反，延长反应时间，最适温度变降低。

②环境温度高于最适温度时，反应

速度则因酶的变性而降低。

③低温能降低酶活性，但一般不破

坏酶；

温度回升后，酶又可以恢复活性。

⒊临床应用：低温麻醉；低温保存菌种；酶制剂的保存

四、pH对反应速度的影响

⒈原因：在不同的pH值条件下，酶

分子的许多极性基团呈不

同的解离状态，而酶活性中

心的必需基团往往仅在某

一解离状态时才最易同底

物结合或具有最大的催化

作用。所以，pH值的改变

对酶的催化作用影响很大。

⒉最适pH

⑴概念：酶催化活性最大时的环境pH

述：胃蛋白酶的最适pH1.5，精氨酸酶则为9.0。

⑵影响因素：底物浓度、缓冲液的种类与浓度、酶的纯度等

⑶相互关系

①溶液的pH值高于或低于最适pH时，酶活性降低；

②远离最适pH时，会导致酶的变

性失活。

述：在测定酶的活性时，应选用适宜的缓冲液以保持酶活性

的相对恒定。

五、抑制剂（I）对反应速度的影响Ⅰ概念：凡能降低酶的活性而本身不引起酶蛋白变性的物质

Ⅱ种类：见下表

（一）不可逆性抑制

⒈概念：其抑制剂通常与酶活性

中心上的必需基团以共价键

．．．相结合而使酶失活的抑制作

用。

⒉此抑制剂不可用透析法去除

⒊举例：有机磷农药中毒如605、敌百虫、DDV等。

述：这类抑制剂与酶活性中心的内、外的必需基团形成牢

固不可逆的共价结合。

重金属和砷制剂与巯基酶结合，故可用BAL（二巯基丙醇）急救。

（二）可逆性抑制

Ⅰ概念：其抑制剂通过非共价键与酶和（或）酶－底物复合物可

逆性结合而使酶活性降低或消

失的抑制作用。

Ⅱ抑制剂去除方法：透析法或超滤法

Ⅲ种类

⒈竞争性抑制

⑴概念：有些抑制剂与酶的底物结

构相似，可与底物竞争酶活性

中心，从而阻碍酶与底物结合

成中间产物的抑制作用。

⑵特点：①I与S 结构相似，与S

竞争结合E的同一部位。

②抑制程度取决于[I]/[S]值及I与E的的亲和力。

⑶动力学特点：V max不变，Km增加

⑷举例：丙二酸（P35）

⑸应用：用以阐明某些药物的作用机制（P35）如磺胺类药物

⒉非竞争性抑制

⑴概念：底物与抑制剂之间无竞争

关系，但酶－底物－抑制剂复

合物不能进一步释放出产物的

抑制作用。

⑵特点：①I与S结构不相似，结

合酶部位与S不同，与酶活

性中心外必需基团结合，引起

酶构象改变。

②抑制程度只与[I]有关。

⑶动力学特点：V max减小，Km不变

⑷举例：哇巴因

六、激活剂对酶反应速度的影响