第四章 酶法分析解剖

一. 酶浓度的影响
在一定温度和pH下，酶 促反应在底物浓度大于 100 Km时，速度与酶的 浓度呈正比。
酶浓度对速度的影响机 理：酶浓度增加，[ES]也 增 加 ， 而 V=k3[ES] ， 故 反应速度增加。
二. 温度对酶促反应速度的影响
➢ 酶促反应与其它化学反应一样，随温度的增加，反应 速度加快。化学反应中温度每增加10℃反应速度增加的 倍数称为温度系数Q10。一般的化学反应的Q10为2～3， 而酶促反应的Q10为1～2。
2、pH影响酶分子的构象：过高或过低pH都会影响酶分子 活性中心的构象，或引起酶的变性失活。
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
四、 底物浓度对反应速度的影响 1、酶反应与底物浓度的关系
1902年，Henri用蔗糖酶水解蔗糖的实验中观 察到：在蔗糖酶酶的浓度一定的条件下测定底物 （蔗糖）浓度对酶 反应速度的影响, 它们之间的 关系呈现矩形双曲线(rectangular hyperbola)。 如下图所示：
高反应的速度，而不会改变反应的平衡。酶的存在，象其他催化剂 一样，只能降低达到转换态所需的活化能而不能改变反应的平衡， 它唯一的作用是加速反应物和产物的相互转化。在反应中，酶不会 被消耗，平衡点不会改变，但达到平衡的速度则要快得多。 4、酶的催化反应具有专一性
酶对所催化的底物具有不同程度的选择性。某一种酶往往只能 对某一类物质起作用，或者只对某一种物质起催化作用。一般无机 催化剂对它们所作用的底物没有这种严格的选择性。
1. 温度影响反应体系中的活化分子数：温度增加，活化 分子数增加，反应速度增加。
2. 温度影响酶的活性：过高的温度使酶变性失活，反应 速度下降。
最适温度不是酶的特征常数，因为一种酶的最适温度 不是一成不变的，它要受到酶的纯度、底物、激活剂、 抑制剂、酶反应时间等因素的影响。因此，酶的最适温 度与其它反应条件有关。
根据转换态的理论，一种催化剂的作用在于以某种途径降低反 应的活化能而增高化学反应速度。因此，在有催化剂存在的情况下， 转换态能比较有效地达到，从而增高反应的速度。典型的酶促反应 速度比无催化剂存在的反应要高出106～1012倍。
3、酶不能改变化学反应的平衡 反应速度和反应平衡之间有着重要的差别。催化剂的功能是增
➢ 在一定范围内，反应速度达到最大时对应的温度称为该 酶促反应的最适温度（optimum temperature Tm）.一 般动物组织中的酶其最适温度为35～40℃，植物与微生 物中的酶其最适温度为30～60℃，少数酶可达60℃以上， 如细菌淀粉水解酶的最适温度90℃以上。
➢ 温度对酶促反应速度的影响机理：
2、酶能加快细胞内的化学反应速度 按照能量学的观点,一个化学反应并不是从反应物直接向产物
生成的方向进行的。反应的发生,即产物的生成取决于过渡态或转 换态(transition state)的能量状况。只有当反应物在空间定向 上有利于反应以及反应物达到转换态所需的能量（即是否处在化 学键的断裂或形成所需的范围内）时，反应才能发生。很显然, 转换态越能有效的达到，反应的速度就越大。
在底物浓度很低时，反应速度随底物浓度的增 加而急骤加快，两者呈正比关系，表现为一级反 应。ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ着底物浓度的升高，反应速度不再呈正比 例加快，反应速度增加的幅度不断下降。如果继 续加大底物浓度，反应速度不再增加，表现为零 级反应。此时，无论底物浓度增加多大，反应速 度也不再增加，说明酶已被底物所饱和。所有的 酶都有饱和现象，只是达到饱和时所需底物浓度 各不相同而已。
第四章 酶分析法
一、酶的定义
由活细胞合成的、具有高度专一性，对其特异底 物起高效催化作用的蛋白质. 是机体内催化各种代谢
反应最主要的催化剂
二酶的基本性质
1、酶是生物催化剂 酶是生物细胞产生的、以蛋白质为主要成分的、能加快化学
反应速度、使之迅速达到平衡、但不改变反应的平衡常数的生物 催化剂。酶的催化活性受多种因素调节控制。
胃蛋白酶的速度-温度曲线如下图：
胃蛋白酶和葡萄糖-6-磷酸酶的pH活性曲线 ：
➢ pH对酶促反应速度的影响机理：
1、pH影响酶和底物的解离: 酶的活性基团的解离受pH影 响，底物有的也能解离，其解离状态也受pH的影响，在 某一反应pH下，二者的解离状态最有利于它们的结合， 酶促反应表现出最大活力，此pH称为酶的最适pH；当反 应pH偏离最适pH时，酶促反应速度显著下降。
• 5 高度的不稳定性 • 6 反应条件温和 • 7 酶活性可调性
3.酶4 酶促反促应反动应力动学力学
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 主要包括酶的浓度、底物的浓度、pH、温度、 抑制剂和激活剂等。
当酶反应体系处于恒态时： v1 v2
即： k1Et ESS k1ES k2ES
Et
S ES ES
S
k1 k1
k2
令： k1 k2 Km k1
则：KmES ESS Et S
经整理得： ES
Et S Km S
(1)
由于酶促反应速度由[ES]决定，即 v k2 ES
三. pH对酶促反应速度的影响
大多数酶的活性受 pH 影响显著，在某一 pH 下 表现最大活力，高于或低于此pH，酶活力显著下降。 酶表现最大活力的pH称为酶的最适 pH(optimumpH pHm)。典型的酶速度-pH曲线 是较窄的钟罩型曲线，但有的酶的速度-pH曲线并 非一定呈钟罩型。如胃蛋白酶和木瓜蛋白酶的速度pH曲线。
为解释酶被底物饱和现象，Michaelis和Menten 做了大量的定量研究，积累了足够的实验数据， 提出了酶促反应的动力学方程：
S E k1
S Et ES
k1
ES k2 P E
ES
[ES]生成速度：v1 k1Et ES S ，[ES]分解速度：v2 k1ES k2ES