第9章酶促反应动力学

底物浓度/[S]
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第 9 章 酶 促 反 应 动 力 学
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第 9 章 酶 促 反 应 动 力 学
（一）米－曼氏方程式 中间产物学说
E+S
k1 k2
ES
k3
E+P
1902年，Brown和Henor发现了这一特殊的动力 学规律，并提出了酶与底物存在一中间络合物 的假设。
米－曼氏方程式推导基于两个假设： ①反应刚刚开始，产物的生成量极少，逆反应可 不予考虑。 ②［S］超过［E］，［S］的变化可忽略不计。
E+S
k1 k2
ES
k3
E+P
反应过程中，反应中间产物[ES]存在稳态 酶促反应速度的饱和现象，酶的最大反应速度 Vm= K3 [E]Total
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胰凝乳蛋白酶
甲酰酪氨酰胺
乙酰酪氨酰胺
12.0
32.0
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同一个酶有几种底物就有几个Km值， Km值最小的底物一般称为该酶的最适底物
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4.
Vmax
定义：Vm是酶完全被底物饱和时的反应速度，与酶浓
Km + [S]
Vmax
1 Vmax 2
v
-Km
Km
[S]
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(续 )
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Ｖ＝
Vmax[S]
Km + [S]
(2)当底物浓度较低时，（[S]<<Km）Km+[S]≈Km v=Vmax[S]/Km, 若酶的总浓度不变则进一步有v与[S] 成正比，即一级反应。
V
反 应 速 度 [S]
[E]T
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Ｖ＝
Vmax[S]
Km + [S]
(3)当底物浓度很大时，即[S]>>Km， 当[E]T 浓度不变时, Km+[S]≈[S],所以 v=Vm[S]º , 为零级反应。
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四、 pH对反应速度的影响
五、激活剂对反应速度的影响
六、抑制剂对反应速度的影响
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研究前提
I. 单底物、单产物反应
II.酶促反应速度用单位时间内底物的消 耗量和产物的生成量来表示 III.反应速度取其初速度，即底物的消耗 量很小（一般在 5﹪以内）时的反应速 度
S
P
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一、底物浓度对反应速度的影响
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矩形双曲线
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V =Hale Waihona Puke Baidu2S0,K2速率常数 反 应 速 度 (v)
V 与S无关系
V =K1S1,K1速率常数 V 与S呈线性(一 级）关系
度成正比。
意义：Vmax=K3 [E]t 如果酶的总浓度已知，可从Vmax计算酶的 转换数(turnover number)，即动力学常数K3。 酶被底物饱和时每一酶分子或每一活性部位在 单位时间内被转变为产物的底物分子数
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Vmax=0.5mol/min, 1 g纯酶（Mr:92000) 求转换数
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※1913年Michaelis和Menten提出反应速度与 第 9 章 酶 促 反 应 动 力 学
底物浓度关系的数学方程式，即米－曼氏方 程式，简称米氏方程式(Michaelis equation)。
Ｖ＝
Vmax[S]
Km + [S]
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第9章 酶促反应动力学
2009.7.29
0
第 9 章 酶 促 反 应 动 力 学

酶促反应动力学
研究各种因素对酶促反应速度的影响。

影响因素包括有
酶浓度、底物浓度、pH、温度、 抑制剂、激活剂等。
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一、底物浓度对反应速度的影响 二、酶浓度对反应速度的影响 三、温度对反应速度的影响
米氏方程推导如下
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K1 K3 E+S ES K2
v= K3[ES]
E+P
(1) 式
v2= K2[ES]
v1=K1[S][E]
[ES]存在稳态
v1=v+v2 即 K1[S][E] = K2[ES] + K3[ES]
K1[E][S] [ES] = (K2+K3)
[ES]= [E][S] Km
,令Km= (K2+K3)/ K1，有
(2)式
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[ES]Km [E]= [S]
由酶促反应的饱和现象 知Vmax= K3 [E]T [E]T=([ES]+[E]) 将(1)和(3)式代入(4)式整理得
(3)式
v= K3[ES](1)
(4)式
2.
Km可近似表示酶对底物的亲和力；
E+S
k1
k2
ES
k3
E+P
k2 + k3 Km = k1
当K2 >> K3时， Km ≈ Ks
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3.
Km是酶的特征性常数之一
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与酶及底物种类有关，与酶浓度无关，可以鉴定酶。 酶 脲酶 溶菌酶 葡萄糖-6-磷酸脱 氢酶 底物 尿素 6-N-乙酰葡萄糖胺 6-磷酸-葡萄糖 苯甲酰酪氨酰胺 Km(mmol/L) 25 0.006 0.058 2.5
K3 [ES]([S]+Km) Vmax= [S] Vm[S] v= (Km+[S]) 式(4)和(5)是米氏方程的不同形式
(5) (6)
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关于米氏方程的讨论
Vmax[S] Ｖ ＝
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(1) 由米氏方程知，酶促反应初速度 v 与底 物浓度[S]的关系曲线为直角双曲线，此 双曲线的二个渐近线为v=Vmax和[S]= -Km
（二）Km与Vmax的意义
Ｖ＝
Vmax[S]
Km + [S]
1. Km值等于酶促反应速度为最大反应速度一 半时的底物浓度，单位是mol/L。 当v=Vmax/2时
V Vmax Vmax/2
Vmax 2
[S]
Vmax[S] ＝ Km + [S] Km＝[S]
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Km
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