底物浓度对反应速度的影响-雅安职业技术学院只是课件
酶—影响酶促反应速度的因素(生物化学课件)
底物浓度对酶促反应速度的影响
7、利用上述结果， 即求出Vm与Km值。
定至微弱而持续的微红色。
4、在4分钟、8分钟时，分别取出10ml反
应液，加入2号、3号小三角瓶，同上操
作，记下耗去NaOH毫升数。
5、以滴定度（即耗去的NaOH毫升数）
对时间作图，得一直线，其斜率即初速 度为V40（相对于40g/L的酪蛋白浓
度）。
6、然后分别量取30g/L、20g/L、10g/L
底物浓度对酶促反应速度 的影响
实验目的
• 了解底物浓度对酶促反应的影响
• 掌握测定米氏常数Km的原理和方法
实验原理
• 酶促反应速度与底物浓度的关系可用米氏方 程来表示：
v
Km S
Vm S
v ── 反应初速度（微摩尔浓度变化/min）； Vm── 最大反应速度（微摩尔浓度变化/min）； [S] ── 底物浓度（mol/L）； Km── 米氏常数（mol/L）。
键水解。水解时有自由氨基生成，可用
甲醛滴定法判断自由氨基增加的数量而
跟踪反应，求得初速度。
实验器材
• 10～40g/L酪蛋白溶液（pH8.5）
• 中性甲醛溶液 • 标准0.1mol/L NaOH溶液。 • 胰蛋白酶溶液
实验步骤
1、取50ml三角瓶3个，加入5ml甲醛与1
滴酚酞，以0.1mol/L标准NaOH滴定至
1 Km 1 1 v Vm [ S ] Vm
• 于是实验时可选择不同的[S]，测对应的
v；以1/v对1/[S]作图，得到一个斜率
为Km/Vm的直线，其截距为－1/Km， 由此可以求得Km和Vm。
• 本实验以胰蛋白酶消化酪蛋白为例。
生物化学资料：底物浓度及抑制剂对酶促反应速度的影响
x/Vm -1/Km -1/Km`
1/[S] L/mmol
绘图与数据处理：
第一管的底物浓度计算
0.02mol/L×0.2ml
[S] =
= 0.002 mol/L = 2mmol/L
2ml
1/[S] =1/2 L/mmol
酶的抑制剂：凡能降低酶的活性，甚至使酶完 全丧失活性，但不使底物变性的物质。
竞争性抑制
抑制作 用类型
可逆性 非竞争性抑制 反竞争性抑制
不可逆性
1.竞争性抑制曲线图
竞争性抑制剂与酶的 底物结构相似,与底物竞 争酶的活性中心,从而阻 碍酶与底物的结合.
特点: （1）V下降，发生抑制 （2）Vmax不变 （3）Km增大，亲和力下降
加酚试剂
①用1000μl移液枪加 ②在水浴箱中加 ③准确计时 ④立即混匀
1.取样量准确,保温准确，加样顺序要一致，每 步均混匀。
2.同一组实验用相同的比色计。
3.作图时,实验点不在同一条直线上时,尽量使各 点平均分布在直线的两侧,两图画在同一坐标 纸上,便于判断。
绘图与数据处理：
两条直线必须在纵轴上交于一点。
根据颜色深浅测出光密度值,计算不同底物浓度时A660值 （产物的生成量）,以1/A660-1/[S]双倒数作图，获得Km值。
实验操作 1.米氏常数测定 按下表操作：
管号 试剂（ml）
012345
0.02mol/L底物
0.2 0.2 0.3 0.4 0.6 0.8
蒸馏水
0.8 0.7 0.6 0.5 0.3 0.1
的 [S]，即Km值。
v
Vmax
½ Vmax
Vmax [S] V= Km + [S]
底物浓度对酶促反应速度的影响
1/[S] 1/Vm
（林－贝氏方程）
2. Hanes作图法 在林－贝氏方程基础上，两边同乘[S]
[S]/V
[S]/V=Km/Vmax + [S]/Vmax
Km/Vm
-Km
[S]
Km与Vmax的意义
Km值 定义：Km等于酶促反应速率为最大反应速率一半时的底 物浓度。 意义： 1.Km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， 与酶的浓度无关。
2.Km可近似表示酶对底物的亲和力；
3.同一酶对于不同底物有不同的Km值。
• Km最小的底物大多数是此酶的天然底物 如：己糖激酶对葡萄糖的Km 1.5mmol/L 对果糖的Km 所以葡萄糖为最适底物 • 一种酶对每一种底物都各有一个特定的Km 28mmol/L
V
Vmax
[S]
当底物浓度较低时 反应速度与底物浓度成正比； 反应为一级反应。
V
Vmax
[S]
随着底物浓度的增高 反应速度不再成正比例加速； 反应为混合级反应。
V
Vmax
[S]
当底物浓度高达一定程度 反应速度不再增加，达最大速度； 反应为零级反应
（一）米－曼氏方程式揭示单底物反应的 动力学特性 解释酶促反应中底物浓度和反应速率关 系的最合理学说是中间产物学说： E+S
推导过程
• 稳态：是指ES的生成速度与分解速度相等，即 [ES]恒定。
K1 ([Et]－[ES]) [S]＝K2 [ES] + K3 [ES]
整理得：
K2+K3 ([Et]－[ES])[S] (2) ＝ [ES] K1 K2+K3 令： ＝ Km （米氏常数） K1
酶促反应动力学 ppt课件
PPT课件
7
因为当底物浓度很高时，酶反应速率（v）与 [ES]成正比，即 v = k3[ES] ,代入（1）式得： V = k3[E][S] / (Km+[S]) （2） 当底物浓度很高时所有的酶都被底物饱和而转 变为ES复合物，即[E]=[ES]，酶促反应达到最 大速度Vmax，所以 Vmax = k3[ES] = k3[E] （3）
PPT课件
33
3．反竞争性抑制的曲线
PPT课件
34
总结
PPT课件
35
四、一些重要的抑制剂
抑制剂: 使酶活性降低的物质。
抑制剂作用分可逆抑制剂与不可逆抑制剂 可逆的依据：能否用透析、超滤等物理方法除 去抑制剂，使酶复活 机理：实际上是底物的类似物，专一地作用于
某一种酶活性部位的必需基团而导致酶的失活，
PPT课件
44
2. 激活剂对酶作用的特点
（1）激活剂对酶的作用具有一定的选择 性 ；即一种激活剂对某种酶起激活作用， 而对另一种酶可能起抑制作用 （2）有时金属离子之间也可相互替代 （3）激活离子对于同一种酶，可因浓度 不同而起不同的作用，低浓度激活，高 浓度抑制
PPT课件 45
V =
Vmax *[s]
Km +[S]
PPT课件 13
三、Km值的意义
5. Km值可以帮助推断某一代谢反应的方 向和途径，这对了解酶在细胞内的主要 催化方向及生理功能有重要意义。 催化可逆反应的酶，对正逆两向底物的 Km值往往是不同的，测定这些Km值的差 别以及细胞内正逆两向底物的浓度，可 以大致推测该酶催化正逆两向反应的效 率，
当底物浓度较低时，表现为一级反应（其反应速 率与浓度的关系能以单分子反应的动力学方程式 表示：v=dc/dt=kc （线性关系） 随着底物浓度的增加，反应表现为混合级反应。 当底物浓度达到相当高时，表现为零级反应（与 底物浓度无关）。
酶动力学和抑制作用PPT课件
15
不可逆抑制作用（irreversible inhibition） E+I→EI
例: DFP（DIFP）对乙酰胆碱脂酶的抑制
16
可逆抑制作用
抑制剂与酶蛋白以非共价方式结合，引起酶活性暂时 性丧失。抑制剂可以通过透析等物理方法被除去，并 且能部分或全部恢复酶的活性。
非竞争性抑制剂与酶 活性中心以外的基团结 合。这类抑制作用不会 因提高底物浓度而减弱
25
非竞争性可逆抑制图示
非竞争
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② 非竞争性抑制作用动力学方程讨论
A、与米氏方程比较
B、
Vmax
V 1 [I]
Ki
当[I]→0 Vmax V
[I]→∞ Vmax 0
v0
27
C、取方程倒数，进行双倒数作图
8
（1）Km是酶的一个特征性常数，只与 酶的性质有关，与酶的浓度无关
（2）Km值只是在固定的底物，一定的温 度和pH条件下，一定的缓冲体系中测定的， 不同条件下具有不同的Km值。
（3）一般情况下，1/Km可以近似地表示 酶对底物的亲和力大小， 1/Km愈大，表 明亲和力愈大。
9
同一种酶有几种底物 就有几个Km值，其中 Km值最小的底物一般 称为该酶的最适底物 或天然底物 。
这些有机磷化合物能抑制某些蛋白酶及酯酶 的活力，特别是强烈抑制胆碱酯酶。
乙酰胆碱酶
胆碱 ＋ 乙酸
乙酰胆碱
胆碱酯酶
35
② 巯基酶抑制剂
A、烷化剂：例 ICH2COOH，ICH2CONH2等
E-S H + I CH2COOH
底物浓度对酶促反应速度的影响实验报告.doc
底物浓度对酶促反应速度的影响实验报告实验二抑制剂对酶促反应速度的影响(1)实验二抑制剂对酶促反应速度的影响Effects of Inhibitors on the V elocity of Enzymatic Reactions一、实验原理凡能降低酶活性甚至使酶丧失活性的物质，称为酶的抑制剂。
酶的特异性抑制剂可分为可逆性和不可逆性两类。
可逆性抑制剂又可分为竞争性和非竞争性两类。
竞争性抑制剂的作用特点是该酶的Km 值增大，但最大的反应速率不变，而非竞争性抑制剂的作用特点是不影响底物与酶结合，故其Km值不变，而能降低其最大反应速度。
本实验中观察无机磷酸盐对碱性磷酸酶的抑制作用，用磷酸苯二钠法测酶活性，使各管底物浓度不同，其他条件相同，除各管都加有同样量Na2HPO4外，实验操作完全同前一实验。
计算结果，画出曲线，判定Na2HPO4对碱性磷酸酶的影响。
充分摇匀，37℃准确保温15min充分摇匀，室温放置10min在510nm，以B管调零时读取各管光密度值。
计算并作图要领同实验一，求出Km值，判定结果，Na2HPO4属于哪种抑制剂。
三、思考题联系实验结果，讨论抑制剂对酶活性的影响。
四、英语关键词最大反应速度：Maximum velocity米—曼式方程：Michaelis—Menten Equation 特性常数：Characteristic constant 绘图：Plot直线：Straight Line 截距：Intercept 斜率：Slope磷酸苯二钠：Disodium Phenylphosphate 4-氨基安替比林：4-Aminoantipyrine篇二：影响酶促反应的因素常有酶的浓度影响酶促反应的因素常有酶的浓度、pH、温度、抑制剂、激活剂、底物浓度等,其变化规律有以下特点:篇三：影响酶促反应速率的因素和实验设计及分析理论影响酶活性和酶促反应速率的因素1.温度和pH对酶活性和反应速率的影响①请描述两条曲线，解释两图中A、B、C三点。
化学反应速率中底物浓度的影响
化学反应速率中底物浓度的影响化学反应速率是指化学反应在单位时间内消耗或生成反应物或产物的速度。
底物浓度是影响化学反应速率的重要因素之一。
本文将探讨底物浓度对化学反应速率的影响、原因以及应用。
首先，底物浓度对化学反应速率具有显著影响。
通常情况下，底物浓度越高，化学反应速率越快；底物浓度越低，反应速率越慢。
这是因为化学反应是通过底物的分子碰撞来进行的，底物浓度的增加会增加分子之间的碰撞频率，从而加快反应速率。
反之，底物浓度降低则会减少分子碰撞频率，使反应速率减慢。
其次，底物浓度对化学反应速率的影响与反应的速率定律密切相关。
在简单的一级反应中，反应速率正比于底物浓度。
这意味着当底物浓度增加一倍时，反应速率也会增加一倍。
然而，在一些复杂的反应中，底物浓度与反应速率的关系可能不是简单的线性关系，而是非线性的。
这是因为反应速率还受到其他因素（如催化剂、温度等）的影响，并且不同反应具有不同的速率定律。
进一步探究底物浓度对化学反应速率的影响原因，我们可以从分子碰撞论角度进行解释。
根据碰撞理论，反应发生的前提是底物分子之间的有效碰撞，即具有足够的能量和适当的碰撞角度。
当底物浓度增加时，碰撞频率增加，增加了有效碰撞的概率，从而加快反应速率。
此外，底物浓度越高，反应过程中底物分子之间的碰撞也更容易发生在活性位点上，提高了反应发生的概率。
除了影响化学反应速率，底物浓度对反应平衡态的达成也有重要作用。
在反应达到平衡态时，正反应速率相等，反应浓度保持不变。
根据Le Chatelier原理，当增加底物浓度时，平衡倾向于右移，增加生成物的产量。
相反，当底物浓度减少时，平衡倾向于左移，生成物的产量减少。
因此，底物浓度变化不仅可以影响反应速率，还可以影响反应的平衡态位置。
底物浓度对化学反应速率的影响在实际生活和工业生产中具有广泛的应用。
例如，酶催化反应中的底物浓度是影响酶活性和催化效率的关键因素。
通过调节底物浓度，可以控制反应速率和产物产量。
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全酶
辅助因子
小分子有机化合物（维生素）
金属离子（K+、Na+ 、 Mg+）
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二、酶的活性中心
❖ 酶的必需基团 酶分子的氨基酸残基侧链的化学基团中，与酶活性密切 相关的化学基团 常见的必须基团：-COOH,-NH2，-OH,-SH
❖ 酶的活性中心 由酶的必需基团构成，存在于酶分子表面并形成具有特定 空间结构的区域（裂缝或凹陷）
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四、同工酶
同工酶(isoenzyme)是指催化相同的化学反应， 而酶蛋白的分子结构、理化性质乃至免疫学性质 不同的一组酶。如：乳酸脱氢酶（LDH）有5种同 工酶
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❖ LDH同工酶与疾病的诊断 健康成人血清LDH同工酶有如下的规律：
LDH2>LDH1>LDH3>LDH4>LDH5 急性心肌梗塞时，血清LDH1和LDH2显着升高 急性肝炎以LDH5明显升高，LDH4不增
1.氧化还原酶类
AH2+B
A+BH2
如：琥珀酸脱氢酶、细胞色素氧化酶等
2.转移酶类
A-R+C A+C-R
如：氨基转移酶、磷酸化酶等
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3.水解酶类
A-B+H2O
A-H+B-OH
如淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、磷酸酶等
4.裂合或裂解酶类
A-B A+B
如柠檬酸合酶、醛缩酶等
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底物浓度对反应速度的影响-雅 安职业技术学院
主要内容
1 概述 2 酶的结构与功能
酶的作用机制
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4 影响酶促反应速度的因素 5 酶与医学的关系
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第1节 概述
一、酶的概念 ❖ 酶（Enzyme，E）：是一类由活细胞产生的，对 其特异底物具有高效催化作用的蛋白质。 ❖ 酶所催化的化学反应称为酶促反应。酶促反应中 被酶催化的物质（基质、作用物）称为底物（S）， 催化反应所生成的物质称为产物（P）
EC5.3.1.9 磷酸葡萄糖 异构酶
EC6.3.1.2 谷氨酰胺 合成酶
L-谷氨酸：NAD+ 氧化还原酶
L-天冬氨酸：α-酮 戊二酸氨基转移酶
L-谷氨酸 + H2O + NAD+ α-酮戊二酸 + NH3 + NADH
L-天冬氨酸+α-酮戊二酸 草酰乙酸 +L-谷氨酸
L-精氨酸脒基水解酶
L-精氨酸 + H2O L-鸟氨酸+ 尿素
三、酶原与酶原的激活
❖ 酶原
有些酶在细胞内合成或初 分泌时，没有催化活性， 这种无活性的酶的前体物 质称为酶原。
酶原
在特定条件下
水解掉一个或 几个短肽
❖ 酶原的激活
分子构象发生改变
形成或暴露出 酶的活性中心
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肠激酶
胰蛋白酶
缬天天天天赖异缬甘
组
46 丝
S
183
S
SS
缬天天天天赖
2.系统命名法——系统名称 标明酶的所有底物与反应性质，并附有一个4位
数字的分类编号。
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一些酶的命名举例
编号 推荐名称
系统名称
催化的反应
EC1.4.1.3 谷氨酸 脱氢酶
EC2.6.1.1 天冬氨酸氨 基转移酶
EC3.5.3.1 精氨酸酶
EC4.1.2.13 果糖二磷酸 醛缩酶
活性中心 缬
异甘组
丝
S
S
SS
胰蛋白酶原的激活过程
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酶原激活的生理意义 ❖ 酶原在特定部位和条件下才能被激活，既可避
免酶对自身进行消化，又有助于调控酶活性 ❖ 酶原是酶的储存形式，在需要时，酶原适时地
转变成有活性的酶，发挥其催化作用。
胃、肠黏膜及肠道寄生虫均有抵抗消化酶的抗酶物质。
进入活化态，进而转变成产物
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二、中间产物学说
酶能显著降低反应所需活化能，是因为在发挥 催化作用之前，酶的活性中心与底物定向结合生成 酶底物复合物（ES），然后生成产物，并释放出酶
E + S ES
E+P
酶-底物复合物
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D-果糖1，6-二磷酸： D-果糖1，6-二磷酸 D-甘油醛3-磷酸裂合酶 磷酸二羟丙酮 + D-甘油醛3-磷酸
D-葡萄糖6-磷酸酮醇 异构酶
D-葡萄糖6-磷酸 D-果糖6-磷酸
L-谷氨酸：氨连接酶
ATP + L-谷氨酸 + NH3 ADP+磷酸 + L-谷氨酰胺
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(二)酶的分类
5.异构酶类
A
B
如：磷酸丙糖异构酶、磷酸己糖异构酶等
6.合成酶类
A+B+ATP A-B+ADP+Pi 如：谷氨酰胺合成酶、谷胱甘肽合成酶等
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第2节 酶的结构与功能
一、 酶的分子组成
根据酶的分子组成分为单纯酶和结合酶 ❖单纯酶：仅由氨基酸残基构成的酶 ❖结合酶：蛋由白蛋质白部质分部：分酶和蛋辅白助因子组成的酶
（三）高度的不稳定性 酶是蛋白质，易变性，失去活性。
（四）酶促反应的可调节性 调节方式： • 对酶生成与降解量的调节 • 酶催化效力的调节 • 通过改变底物浓度对酶进行调节
科学出版社命名法——推荐名称
以酶催化的底物、反应的性质以及酶的来源命名。
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二、酶促反应的特点
（一）高度的催化效率 酶的催化效率通常比非催化反应高108～1020倍，比一般
催化剂高107～1013倍。
（二）高度的特异性 一种酶仅作用于一种或一类化合物
❖酶的特异性可分为： 绝对特异性 相对特异性 立体异构特异性
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二、酶促反应的特点
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五、酶活性的调节
❖ 一系列酶促反应中，起关键作用的酶叫做关键酶
❖酶活性的调节对象： 关键酶
❖ 调节方式
酶活性的调节 （变构调节和化学修饰）
酶含量的调节 （酶合成与分解调节）
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第3节 酶的作用机制
一、大幅降低反应的活化能
❖ 为什么酶具有高度的催化效率？ ❖ 酶通过其特有的作用机制，使底物只需要较少的能量就能
酶的活性中心
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二、酶的活性中心
必需基团在一 级结构的排列上 可能相距遥远， 但肽链经过盘绕、 折叠后，在空间 结构上彼此靠近， 共同构成酶的活 性中心。
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酶的活性中心
活性中心以外 的必需基团
结合基团
底物
催化基团
活性中心
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