第九章酶促反应动力学PPT课件

Vmax[s] （1）、米氏方程的推导 V =
Km+ [s]
（2）、米氏方程的讨论 当Km＞＞ [s]时，
当Km＜＜ [s]时，
V = Vmax[s] Km
V = Vmax
SE k1 ES k2 PE
S EtES
k1
ES
[ES]生成速度：v 1 k 1 E t ES S ，[ES]分解速度：v 2 k 1 E S k 2 ES
* 是酶在一定条件下的特征物理常数，通过 测定Km的数值，可鉴别酶。
Km值受温度、pH的影响。 Km值作为常数只是对一定的底物、 一定的pH、一定的温度条件而言
*可以判断酶的专一性和天然底物
如果一个酶有几种底物，则对每一种底物， 各有一个特定的Km值。
Km 值最小的底物一般称为该酶的最适底 物或天然底物。
*在已知Km的情况下wk.baidu.com应用米氏方程可计算任意 [s]时的v，或任何v下的[s]。（用Km的倍数表示）
（4）利用作图法测定Km和Vmax值 a. 双倒数作图法
将米氏方程变化成相当于y=ax+b的直线方程， 再用作图法求出Km。 例：双倒数作图法（Lineweaver-Burk法）
米氏方程的双倒数形式：
可逆抑制剂
竞争性抑制剂
非竞争性抑制剂 反竞争性抑制剂
非专一性不可逆抑制剂
抑制剂作用于酶分子中的一类或几类基团，这些 基团中包含了必需基团，因而引起酶失活。
类型：
专一性不可逆抑制剂
这类抑制剂选择性很强，它只能专一性地与
酶活性中心的某些基团不可逆结合，引起酶的活 性丧失。
实例：有机磷杀虫剂
-Ser-OH
E2
G
P+ E
反应过程
*无酶参与 S→P（要求S的自由能高）
*有酶参与下
E + S →ES →E + P （要求S的自由能低）
一定时间内 到同一地点
马拉松
坐车
ES 中间产物
V
混合级 一级
零级
[S]
应底 速物 度浓 之度 间与 的酶 关促 系反
V Vmax
[S]
当底物浓度较低时 反应速率与底物浓度成正比；反
的测量
时间
二、反应级数
1、一级反应：反应速率与反应物浓度一 次方成正比 2、二级反应：反应速率与反应物浓度二 次方（或两种物质浓度的乘积）成正比 3、零级反应：反应速率与反应物浓度无 关而受它种因素影响而改变的反应
影响对酶反应速度的因素
1、底物浓度 2、温度 （最适温度的概念） 3、 pH （最适 pH的概念） 4、激活剂 5、抑制剂 6、酶浓度
*当k3<<k2时，km的大小可以表示酶与底物的亲和性
k1
S+E
ES
k3
E+P
k2
Km =
k2 + k3 k1
当k3 << k2时，Km k2/k1。即相当于ES分解为
E + S 的解离常数（Ks）。此时，Km代表酶对底物 的亲和力。
当km大，说明ES容易解离，酶与底物结合的亲和力小
Km越大，表示酶对底物的亲和力越小； Km越小，表示酶对底物的亲和力越大。
凡是使酶的必需基因或酶的活性部位中的基团 的化学性质改变而降低酶活力甚至使酶完全丧失 活性的物质，叫酶的抑制剂（inhibitor） 。
类型：不可逆抑制剂 一些重要的抑制剂 可逆抑制剂
应用：研制杀虫剂、药物 研究酶的作用机理，确定代谢途径
抑制剂类型和特点
不可逆抑制剂
非专一性不可逆抑制剂 专一性不可逆抑制剂
应为一级反应。
V Vmax
[S]
随着底物浓度的增高 反应速率不再成正比例加速；反应
为混合级反应。
V Vmax
[S]
当底物浓度高达一定程度 酶被底物所饱和，反应速率不再增
加，达最大速率；反应为零级反应。
二、酶促反应的动力学方程式
1913年Michaelis和 Menten推导了米氏方程
v Vmax[S] Km [S]
O-R X P O-R
O
O-R -Ser-O P O-R
O
竞争性抑制动力学
若在反应体系中存在有与底物结构相类似的物质，该物 质也能在酶的活性部位上结合，从而阻碍了酶与底物的结 合，使酶催化底物的反应速率下降。这种抑制称为竞争性 抑制，该物质称为竞争性抑制剂。其主要特点是，抑制剂 与底物竞争酶的活性部位，当抑制剂与酶的活性部位结合 之后，底物就不能再与酶结合，反之亦然。在琥珀酸脱氢 酶催化琥珀酸为延胡索酸时，丙二酸是其竞争性抑制剂。
竞争性抑制作用
1 Km 1 1 — = —— . — + ——
v Vmax [S] Vmax
b. Eadie-Hofstee作图法
V
Vm
[S] 1 [S]Km
v Vmax
Vmax
Vm/Km V/[s]
c. Hanes作图法
[S]/V
vKm[Sv]Vm ax
-Km
斜率= 1/Vm Km/Vm
[S]
第三节 酶的抑制作用
第九章 酶促反应动力学
主要内容：介绍酶作用的化学动力基础， 讨论各种因素对酶反应速度的影响，重点 是底物浓度对对酶反应速度的影响，理解 抑制剂对酶促反应的影响。
目录
第一节 化学动力学基础 第二节 影响酶促反应速度的因素 第三节 酶的抑制作用
第一节 化学动力学基础
一、反应速率及其测定
产
物
生
成
量
反应初速度
，所以
ES
v k2
(2)
将（2）代入（1）得：
v k2
EtS Km S
v
k2Et S Km S
(3)
当[Et]=[ES]时， v Vm
将（4）代入（3），则：
所以 Vmk2Et (4)
v
VmaxS Km S
(3) 米氏 常数 的意
义
V = 1/2 Vmax, Km = [S]
米氏常数是反应速度为最大值的一半时的底物浓度。 米氏常数的单位为mol/L。
第二节 底物浓度对酶反应速度的影响
一、酶催化的中间产物理论
ES kk11 ES k2 PE
酶（E）与底物（S） 结合生成不稳定的中间 物（ES），再分解成产 物（P）并释放出酶，使 反应沿一个低活化能的 途径进行，降低反应所 需活化能，所以能加快 反应速度。
能 量 水
平 E+S
E1 ES
米
当酶反应体系处于恒态时： v1 v2
氏 方 程 的 推 导
即： k 1 E t E S S k 1 E k 2 S E S EtSE E SSSk1k 1k2
令： k1 k2 Km k1
则： K m E S E S S E tS
经整理得： ES
Et S Km S
(1)
由于酶促反应速度由[ES]决定，即 vk2ES