酶促反应动力学

（一）影响 1902年 Henri 研究蔗糖酶底物动力学过程
据这个结果，提出“中间产物学说
”
E+S k1
k3
ES
E+P
k2
非酶促 v k[S]
[S]很小，酶未被饱和，V取决于[S] [S]加大后，酶逐渐被饱和，V与[S]不成直线正比 [S]→∞所有酶均被S饱和，Et ES v=Vmax [S] V不变
第三节 酶促反应动力学
影响酶促反应速度的因素
分类
主要因素
浓度因素
酶浓度 、 底物浓度 效应物浓度
外部因素
温度、压力、介电常数 离子强度、pH
内部因素
S及效应物的结构 酶的结构
单S反应： 异构酶 水解酶 裂解（合）酶（大部分）
多S反应： 氧化还原酶 转移酶 合成酶 水解酶为假单S，水过量，浓度恒定
一、S浓度的影响
平衡态 Ks k -1 k1
（三）米氏常数
1．意义
Km = k--1+ k 2 k1
(1) 活性中心被S占据一半时的[S]
v
=
Vmax 2
时
Km = [S]
（2）特征常数 取决于酶的性质，与[E]无关,
但与 T 和 pH有关
Km 1×10-8 —— 1 mol/L 一般 10-2 —— 10-6 mol/L
(6)了解酶的Km及[S]在细胞内浓度推知是否受 [S]调节
Km ＜[S] 10倍以上，S饱和，不受[S]调节
v Km ＞[S] , 受[S]调节
例：肝中 己糖激酶活性受[血糖]调节
[血糖] ＜ Km 骨骼中 己糖激酶活性 不受[血糖]调节
[血糖]＞Km 10倍以上
（7）催化可逆反应的酶，测Km和[S] 推测催化方向
1）Lineweaver-Burk(Double-reciprocal)
﹢ · ﹢ 1 Km [S]
Km 1
1
v
V max[S] V max [S] V max
1
v
1
-1
Vm
1
Km
[S]
特点： 最常用点大多集中在左下方
低[S]的点，倒数后误差大，偏离
方法：将
1 S
而非[S]配成等级曲线，
点距离平均
= KmБайду номын сангаас(Michaelis constant)
[Et][S]-[ES][S]=Km[ES]
[Et]·[S]=(Km+[S])·[ES]
∵v
=k2
·[ES]
[ES]
v = [Et][S]
=
v k2
k 2 Km+ [S]
v=
k 2 [Et][S]
Km+[S]
=
Vm[S]
Km+[S]
稳 态 Km = k -1 + k 2 k1
经验[S]在0.33—2.0Km 最小二乘法回归
(2) Hanes-Woolf ( [vs]- [S]作图法)
﹢· · ﹢ v
V max [S] 双倒 1
Km [S]
v
Km 1
V max [S]
1
V max
﹢ 双边同乘[S] [S] Km
[S]
v V max V max
Y=ax+b
-Km
[S] V
生成和分解速度相等，浓度变化很小。
E S: v生成 = v分解
concentration
k1 E+S
ES
k2
P+E
k-1
k1[E][S]=k-1[ES] + k2 [ES] =（k-1 + k2）[ES]
([Et] - [ES]) [S] = k -1 + k 2 [ES] k1
k -1 + k2 k1
Km不同 原级同工酶：编码基因不同产生 的同工酶
Km常相同 次级同工酶：翻译修饰后产生 的同工酶
（10）测定不同抑制剂对某个酶的Km、 Vm的影响判断抑制类型。
2．求法：
Lineweaver-Burk(Double-reciprocal)法 Hanes-Woolf作图法 Eddie-Hofstee作图法 Scatchard作图法 Eisenthal和Cornish-Bowden法 The integrated form of the Michaelis-Menten equation
(3) Km 可近似表示E与S的亲和力
1/Km 与亲和力近似成正比
(4) 一种酶可有几种S，其中Km最小的S， 为最适S
(5) 已知Km，可根据 [S]→ v ; [v]→[S]
求某一[S]时活性中心被S饱和时的饱和分数
（ saturation fraction ，Fes）
Fes
v Vm
[S] Km + [S]
条件：（1）[S]＞＞[E] ES的形成不会明显降低[S] [S]＞100 Km 如[S]=10-3M [E]=10-8-10-9M
（2）测初速度
P→0 k-2→0
（3）a 达到平衡点（Michaelis）
ES→P+E 极慢，整个反应速度v =k2[ES]
E+S
ES 可逆反应，极快平衡
b稳态(恒态)（Briggs-Haldane） 反应后极快达到稳态 在一定时间内物质不断变化，但中间物的
Vm v
-
Km [S]
=1
v (Km,Vm)
[s]
把[S]标在横轴的负半轴，v 标在y轴上,相应的[S] 和v连成直线，一簇线的交点（Km、Vm） (误差存在，交不到一点，取几个交点的中间值)
[s]
Km
（4）Scatchard作图法（Tadie-Schatchard）
v
[S]
Vm Km
v Vm - v [S] Km Km
斜率 =
1 Km
Y = b - ax
vm
v
（5）Eisenthal和Cornish-Bowden法
(Direct linear plot )
v Vm
=
[S] [S] + Km
（8）在连锁反应中根据Km找出限速步骤
A E1 B E2 C E3 D
Km分别为10-2 ， 10-3 ， 10-4 M, 而[S]均接近 10-4M 推知限速反应 A→B
∵ A：10-4 ＜10-2 [S] Km
B：10-4 ＜10-3 C：10-4 = 10-4
（9）用于鉴别原级同工酶，次级同工酶
Km Vmax
斜率 1 Vmax [S]
（3）Eddie-Hofstee作图法（ v — v 法 ）
[S]
v Km+ v[S] = Vmax ·[S]
v [S] = Vmax [S] - v Km
v
=
vmax -
v
[s]
Km
Y= b - ax
v
Vmax [S] Km +[S]
v
vm
斜率=Km
v
Vm
曲线方程
· Vm [S]
v= Km + [S]
曲线分为三个阶段
（1）直线 [S]→0 V=k[S] 对S为一级反应
（2）曲线 对S介于零级和一级 混级反应 对酶一级反应
（3）水平线 对S 接近零级反应 [S]→∞ v = Vmax 对E v =k[E] 一级反应
（二）米氏方程（Michaelis-Meten方程）