酶催化反应动力学课件

测定产物增加量
测定酶活力
的基本原理
测定酶活力常 用的方法：
测定底物减少量
1.3酶活力测定时需注意：
（1）选择反应的最适温度，根据不同的底物和缓
冲液选择反应的最适pH。
（2） 速度要快，取反应的初速度
（3） 底物浓度要足够大（一般在10Km以上）
使酶被底物饱和，以充分反映待测酶的活力
2 底物浓度对酶促反应速度的影响
(ES) ，然后再生成产物 (P) ，同时释放出酶。该
学说可以用下面的化学反应方程式来表示：
k1 k2 k3
E+S
ES
E+P
酶底物中间络合物学说
酶已全部被底物所饱和
酶还未被底物所饱和
2.2 酶促反应的动力学方程式（米氏方程）
1913 年 Michaelis 和 Menten 两位科学家在前 人工作的基础上，根据酶促反应的中间络合物 学说，推导出一个数学方程式，用来表示底物 浓度与酶反应速度之间的量化关系，通常把这
如何避免影响？
测定反应初速度的方法来测定相关制剂中酶的含量（活性）。
1.2 酶活力的测定原理
酶蛋白的含量很低，很难直接测定其蛋白质的 含量，且常与其他各种蛋白质混合存在，将其 提纯耗时费力。故不能直接用重量或体积等指 标来衡量。
分光光度法 荧光法 同位素法 电化学方法 其他方法：如旋光 法、量气法、量热 法和层析法等
底物的减少量或者 产物的增加量来表 示 。 如 图 3-1 所 示 的曲线图。 酶促反应速度随反 应时间延长而降低。 图3-1 酶促反应的速度曲线
引起酶促反应速度随反应时间延长而降低的原因？
（ 1 ）底物浓度的降低、产物浓度增加从而加速了逆 反应的进行； （2）产物对酶的抑制作用； （3）随着反应时间的延长引起酶的部分失活等。
米氏方程的双倒数作图
双倒数作图法(double reciprocal plot)，又称为 林-贝氏(Lineweaver- Burk)作图法
Vmax[S] V= Km+[S]
两边同取倒数 Km 1/V= + 1/Vmax 1/[S] Vmax
（林－贝氏方程）
-Байду номын сангаас/Km
1/V
0
1/[S]
V
3 酶浓度对反应速度的影响
研究抑制剂的意义
（1）是研究酶的结构与功能、酶的催化机制以及 阐明机体代谢途径的基本手段。 （2）可以为医药产业中设计新药物和农业生产中 设计新农药提供重要的理论依据。 （3）在食品生产和保鲜中控制酶的催化效率。
4.1抑制作用的类型及鉴别
根据抑制剂与酶的作用方式的区别以及抑制作用
鉴别
鉴别方法
（1）能否用透析、
可逆抑制作用
•由于抑制剂与酶以非共价键
如 何 鉴 别 ？
超滤和凝胶过滤等 物理方法除去抑制
剂？
（2）化学动力学的 方法（见下图）
的形式结合而引起酶活力降低
或丧失。 是可逆的。
图3-4 可逆抑制剂与不可逆抑制剂的区别（一） 曲线1，无抑制剂；曲线2，不可逆抑制剂；曲线3，可逆抑制剂
1酶催化反应速率与酶活力的测定
酶活力是指酶催化某一化学反应的能力，其大小 可以用在一定条件下该酶所催化的某一化学反应 的反应速度（ reaction velocity ）来表示，酶活 力的高低和化学反应的反应速度的大小两者呈线 性关系。
1.1酶催化反应速率随时间的变化
酶催化的反应速度
可用在单位时间内
个数学方程式称为米氏方程：
[S]：底物浓度 V ：不同[S]时的反应速度 Vmax：最大反应速度(maximum velocity) Ｋm：米氏常数(Michaelis constant)
Vmax [S] V ( Km [S])
米氏常数Km的含义
Km 值就代表着反应速度达到最大反应速度 一半时的底物浓度，
当[S]＞＞[E]，酶可被底 物饱和的情况下，反应速 度与酶浓度成正比 关系式为： V = K3[E]
0
[E] 当[S]>>[E]时，Vmax = k3 [E]
酶浓度对反应速度的影响
E+S
k1 k2
ES
k3
E+P
4 抑制剂对酶促反应速度的影响
酶的抑制剂 (inhibitor) ：凡能使酶的催化活 性下降而不引起酶蛋白变性的物质称为酶的 抑制剂。 区别于酶的变性 抑制剂对酶有一定选择性 引起变性的因素对酶没有选择性
2.1中间络合物学说
中间络合物学说最早是由 Henri和Wurtz两位科学家 提出的。 在 1903 年， Henri 在用蔗 糖酶水解蔗糖实验研究化 学反应中底物浓度与反应 速度的关系时发现，当酶 浓度不变时，可以测出一 系列不同底物浓度下的化 学反应速度，以该反应速 度对底物浓度作图，可得
是否可逆，我们可以将抑制作用分为两大类，即：
不可逆的抑制作用(irreversible inhibition)
可逆的抑制作用(reversible inhibition)
不可逆抑制作用
抑制剂与酶的必需基团以 共价键的形式结合而引起酶 活力降低或丧失。 是不可逆的。 本质上来说就是酶的修饰 抑制
单位是mol/L。
。
Vmax [S] V ( Km [S])
Km值的推导： Vmax 2
＝
Vmax[S] Km + [S]
Km＝[S]
Vmax [S] V ( Km [S])
米氏常数的应用价值
① Km是酶的一个特征性常数：也就是说 Km的大小只与 酶本身的性质有关，而与酶浓度无关。 ② Km值还可以用于判断酶的专一性和天然底物，Km值 最小的底物往往被称为该酶的最适底物或天然底物。 ③ Km 可以作为酶和底物结合紧密程度的 — 个度量指标， 用来表示酶与底物结合的亲和力大小。 ④ 已知某个酶的 Km 值，就可以计算出在某一底物浓度 条件下，其反应速度相当于Vmax的百分比。 ⑤ Km 值还可以帮助我们推断具体条件下某一代谢反应 的方向和途径，只有 Km 值小的酶促反应才会在竞争 中占优势。
图3-2 底物浓度对酶促反应速度的影响
到如图3-2所示的曲线。
酶底物中间络合物学说
根据这一实验结果，Henri和Wurtz提出了酶促化
学反应的酶底物中间络合物学说。该学说认为：
当酶催化某一化学反应时，酶(E)首先需要和底物
(S) 结 合 生 成 酶 底 物 中 间 络 合 物 即 中 间 复 合 物