4酶动力学-1
酶催化反应动力学和热力学参数分析研究
酶催化反应动力学和热力学参数分析研究酶是一种生物催化剂，其在生命体系内具有特殊而重要的催化作用。
酶促反应研究的目的是揭示酶催化反应的动力学和热力学特性，进一步理解和掌握生命体系的基本规律，为生物制造和治疗、食品加工、环境污染治理等领域的应用提供依据。
本文就酶催化反应的动力学和热力学参数分析研究进行探讨。
第一部分动力学分析动力学是研究化学反应速率及其变化规律的分支学科。
酶催化反应是在生物催化剂作用下进行的化学反应，因此，其反应动力学研究应该关注酶浓度、底物浓度、反应温度、pH值等因素对反应速率的影响。
一、酶浓度对反应速率的影响酶浓度对反应速率的影响是双向的。
当酶浓度增加时，反应速率随之增加，因为更多的酶分子被引入到反应体系中，更多的底物被催化转化。
但是，当酶浓度达到一定水平时，反应速率不再随酶浓度增加而增加，原因是此时反应速率已经达到最大值，即酶对底物的催化饱和状态。
二、底物浓度对反应速率的影响底物浓度对反应速率的影响也是双向的。
当底物浓度增加时，反应速率随之增加，因为更多的底物分子被催化转化。
但是，当底物浓度达到一定水平时，反应速率不再随底物浓度增加而增加，原因是此时反应速率已经达到最大值，即酶对底物的催化饱和状态。
三、反应温度对反应速率的影响反应温度是影响酶催化反应速率的重要因素之一。
一般而言，反应温度越高，反应速率越快，因为更多的酶分子具有足够的能量，能够催化底物反应。
但是，当反应温度过高，酶分子会出现断裂和变性，从而影响催化效果。
四、pH值对反应速率的影响pH值是影响酶催化反应速率的重要因素之一。
一般而言，酶的最适 pH 值是其最大催化速率所处的 pH 值。
当 pH 值偏离最适 pH 值时，酶的催化效果会受到影响，反应速率会下降。
第二部分热力学分析热力学是研究热现象和热能转换规律的科学。
在酶催化反应中，热力学参数分析是反应体系稳定性、反应焓、反应熵、自由能变化等热学特性的研究，揭示反应的热学特性对于深入理解酶催化反应的机理、优化反应条件、解释反应失效等方面都具有重要意义。
生物化学(第三版)第九章 酶促反应动力学课后习题详细解答_ 复习重点
第九章酶促反应动力学提要酶促反应动力学是研究酶促反应的速率以及影响此速率各种因素的科学。
它是以化学动力学为基础讨论底物浓度、抑制剂、pH、温度及激活剂等因素对酶反应速率的影响。
化学动力学中在研究化学反应速率与反应无浓度的关系时，常分为一级反应、二级反应及零级反应。
研究证明，酶催化过正的第一步是生成酶-底物中间产物，Michaelis-Menten该呢举中间产物学说的理论推导出酶反应动力学方程式，即Km、Vmax、kcat、kcat/Km。
Km是酶的一个特征常数，以浓度为单位，Km有多种用途，通过直线作图法可以得到Km及Vmax。
Kcat称为催化常数，又叫做转换数（TN值），它的单位为s-1，kcat值越大，表示酶的催化速率越高。
kcat/Km常用来比较酶催化效率的参数。
酶促反应除了单底物反应外，最常见的为双底物反应，按其动力学机制分为序列反应和乒乓反应，用动力学直线作图法可以区分。
酶促反应速率常受抑制剂影响，根据抑制剂与酶的作用方式及抑制作用是否可逆，将抑制作用分为可逆抑制作用及不可逆抑制作用。
根据可逆抑制剂与底物的关系分为竞争性抑制、非竞争性抑制及反竞争性抑制3类，可以分别推导出抑制作用的动力学方程。
竞争性抑制可以通过增加底物浓度而解除，其动力学常数Kˊm变大，Vmax不变；非竞争性抑制Km不变，Vˊmax变小；反竞争性抑制Kˊm及Vˊmax均变小。
通过动力学作图可以区分这3种类型的可逆抑制作用。
可逆抑制剂中最重要的是竞争性抑制，过度态底物类似物为强有力的竞争性抑制剂。
不可逆抑制剂中，最有意义的为专一性Ks型及kcat型不可逆抑制剂。
研究酶的抑制作用是研究酶的结构与功能、酶的催化机制、阐明代谢途径以及设计新药物的重要手段。
温度、pH及激活剂都会对酶促反应速率产生重要影响，酶反应有最适温度及最适pH，要选择合适的激活剂。
在研究酶促反应速率及测定酶的活力时，都应选择酶的最适反应条件。
习题1.当一酶促反应进行的速率为Vmax的80%时，在Km和[S]之间有何关系？[Km=0.25[S]]解：根据米氏方程：V=Vmax[S]/(Km+[S])得：0.8Vmax=Vmax[S]/(Km+[S])Km=0.25[S]2.过氧化氢酶的Km值为2.5×10-2 mol/L，当底物过氧化氢浓度为100mol/L时，求在此浓度下，过氧化氢酶被底物所饱和的百分数。
酶动力学参数
酶动力学参数酶动力学参数是用来描述酶催化反应速率和酶底物结合力的重要参数。
在生物化学中，酶是一类高度特异性的蛋白质，它们能够加速生物体内化学反应的速率。
为了研究酶的功能和特性，科学家们引入了酶动力学参数的概念。
酶动力学参数中最基本的参数是酶的最大催化速率（Vmax）和酶的底物浓度（S）之间的关系。
Vmax表示在酶浓度饱和的情况下，酶催化反应的最大速率。
而底物浓度（S）则表示在给定的酶浓度下，底物的浓度。
通过测量不同底物浓度下的反应速率，可以得到Vmax和S之间的关系曲线，称为酶的饱和曲线。
酶动力学参数中还有一个重要的参数是酶的亲和力（Km）。
Km值表示在酶催化反应中，底物浓度达到一半时，酶与底物结合的平衡常数。
Km值越小，表示酶对底物的结合力越强，反应速率越快。
Km值的大小可以反映酶对底物的亲和力和底物在酶活性位点上结合的紧密程度。
除了Vmax和Km之外，酶动力学参数还包括酶的催化效率（kcat/Km）和抑制常数（Ki）。
催化效率（kcat/Km）表示单位时间内酶催化的底物分子数与底物浓度之比，是衡量酶的催化效率的指标。
抑制常数（Ki）是用来描述抑制剂对酶催化反应的抑制效果的参数，Ki值越小，表示抑制剂对酶的抑制效果越强。
酶动力学参数的研究对于了解酶的催化机制、酶的底物特异性和酶的调控等方面具有重要意义。
通过研究酶动力学参数，可以揭示酶催化反应的速率限制步骤、酶的底物结合位点以及酶的催化机理等信息。
此外，酶动力学参数还可以用于评估酶的催化效率、底物亲和力以及抑制剂的抑制效果，从而为药物设计和酶工程提供理论基础。
酶动力学参数是研究酶功能和特性的重要工具。
通过测定酶的最大催化速率（Vmax）、底物浓度（S）、亲和力（Km）、催化效率（kcat/Km）和抑制常数（Ki）等参数，可以揭示酶的催化机制和调控方式，为药物设计和酶工程提供理论基础。
酶动力学参数的研究不仅对于理解生物体内化学反应的速率限制和调控机制具有重要意义，也对于推动生物医药和工业生产的发展具有重要作用。
酶动力学中的拟稳态定律介绍
酶动力学中的拟稳态定律介绍
拟稳态定律（Michaelis-Menten定律）是一种化学反应动力学定律，它预测了酶促反应的
速率。
它表明，在恒定的反应环境条件下，当在反应体系中添加抑制剂时，反应速率将随
抑制剂浓度的增加而减少，并呈现出拟稳态。
拟稳态定律也被称为Michaelis-Menten定律，它是由著名的德国化学家Menten和美国生物化学家Michaelis在1913年提出的化学反应动力学定律。
Michaelis-Menten定律表明，随着抑制剂浓度的增加，反应速率趋于恒定，且与抑制剂的浓度无关，因此当反应速率收到抑制剂浓度限制时，反应速率就处于拟稳态。
Michaelis-Menten定律表明，在拟稳态条件下，抑制剂和底物的浓度满足一个特殊的关系式，即底
物Km（临界浓度）和抑制剂的浓度[I]之比（也称为Michaelis常数）：[I]/Km=Ki。
在一
般的情况下，Km值越小，表明酶作用越强，反应速率越快。
Michaelis-Menten定律在很多领域有着广泛的应用，例如，Michaelis-Menten定律可用来
描述酶的行为，从而提供一种途径来研究酶调节作用的本质。
另外，Michaelis-Menten定
律可以用来预测抗生素抑制剂的作用类型。
Michaelis-Menten定律还可以用来描述神经细
胞突触传递过程，以及一些其他生物和化学反应的进程。
综上所述，Michaelis-Menten定律是一种非常重要和有用的化学反应动力学定律，它可用
来描述酶作用、神经细胞突触传递等许多反应，是一种可以实现拟稳态的机制。
第三章 酶促反应动力学(简)-1
（1）快速平衡学说 在推导动力学方程时，有下述四点假设。
① 在反应过程中，酶的浓度保持恒定，即 [ E 0] = [ E ] + [ ES ] ② 与底物浓度[S]相比，酶的浓度是很小的，因而可以忽略 由于生成中间复合物[ES]而消耗的底物。 ③ 产物的浓度是很低的,因而产物的抑制作用可以忽略，也 不必考虑P＋E─→[ES]这个逆反应的存在。换言之，据 此假设所确定的方程仅适用于反应初始状态。 ④ 生成产物的速率要慢于底物与酶生成复合物的可逆反应 速率，因此，生成产物的速率决定整个酶催化反应的速 率，而生成复合物的可逆反应在初速度测定时间内已达 到平衡状态。因此，又称为“快速平衡”假设。
v Vmax -Km
Vmax Km
v
[S]
20
（3） Hanes-Woolf 作图法 在 1 Km 1 1 — = —— . — + —— 两边均乘以[S]： v Vmax [S] Vmax
Km [S] [S] ——＝——＋—— v Vmax Vmax [S] v 1 Vmax
以
[S] ～[S]作图 v
11
k +1 k +2 ⎯⎯→ ES ⎯⎯→ P + E E + S← ⎯⎯ k −1
产物的生成决定反应的总速度，因此整个酶促反 应速度决定于：v=k+2[ES]
k −1 [ E ][ S ] ES复合物解离常数为： K S = k = [ ES ] (1) +1
设[E0]为酶的总浓度，则平衡时游离酶浓度为：
k +2 ⎯ E + S←⎯→ ES ⎯⎯→ P + E ⎯⎯
k +1
k −1
Vmax [ S ] v= K s + [S ]
酶的化学本质结构和特性
C3H
丙酮酸
2．转移酶类（transferases）
催化基团的转移
AR+ B
A +BR
例：谷丙转氨酶（GPT）（EC 2.6.1.2，L-丙氨酸： α—酮戊二酸氨基转移酶）
3．水解酶类（hydrolases）
AB + H2O
A·OH + BH
4．裂合酶类（lyases）
从底物移去一个基团而形成双键或逆反应
Thomas Cech University of Colorado at Boulder, USA
1983年美国S.Altman等研究RNaseP（由20%蛋 白质和80%的RNA组成），发现RNaseP中的RNA 可催化E. coli tRNA的前体加工。
Sidney Altman Yale University New
Haven, CT, USA
Cech和Altman各自独立地发现了RNA的催 化活性，并命名这一类酶为ribozyme（核酶）， 2人共同获1989年诺贝尔化学奖。
1．Cell vol 31, 147～157，1982年。
2．Sci. Amer. Vol 255, 64～75，1986。
3．抗体酶（abzyme）
例: 葡萄糖氧化酶活性的测定 葡萄糖+O2+H2O 葡萄糖氧化酶 葡糖酸+H2O2
四、酶的作用动力学（kinetics）
什么是动力学？ 什么是酶作用动力学？
（一）底物浓度对酶反应速度的影响
1．米氏方程的提出
中间复合物学说：
第一步: E+S
ES
第二步: ES→E+P
V∝[ES]
1913年Michaelis和 Menten推导了米氏方程
第二章 生物反应动力学 1 酶促反应
积分
(C A0 −
1 dC D = k 2 dt ⇒ − C D )(C B 0 − C D ) 1 1 1 ×( − )dC D = k 2 dt ⇒ − C B 0 ) C A0 − C D C B 0 − C D
(C A0
(C A0
C B 0 (C A0 − C D ) 1 ln = k2t − C B 0 ) C A0 (C B 0 − C D )
不足： 不足：
• 多限于一步或几步较简单的生化反应过程； 多限于一步或几步较简单的生化反应过程； • 一般周期较长。 一般周期较长。
1.1.4
研究酶促反应的目的
对工程技术人员而言，仅用于解释酶促反应的 机制是不够的，还应对影响其反应速率的因素进行 定量分析，建立可靠的反应速率方程式，为反应器 的合理设计合反应过程的最佳条件选择服务。
根据质量作用定律，P的生成速率可表示为：
rp = k + 2 ⋅ C [ ES ]
由于中间复合物[ES]的浓度C[ES]为一难测定 的未知量，因此不能用它来表示最终的速率方程。 ， 为此，需用反应体系中的可测量来代替该未知量。 这样得到的反应速率方程可以用来描述反应的进 程，知道随着反应的进行各组分浓度的变化情况， ， ， 据此可以设计相关的反应器。 。
1.1.3 酶促反应的特征
优点： 优点：
• • • • 常温、常压、中性范围（个别除外）下进行反应； 常温、常压、中性范围（个别除外）下进行反应； 与一些化学反应相比，省能且效率较高； 与一些化学反应相比，省能且效率较高； 专一性好； 专一性好； 反应体系较简单，反应过程的最适条件易于控制等。 反应体系较简单，反应过程的最适条件易于控制等。
∴
∵CE0=CE+C[ES]
4-1酶的特异性
实验四 影响酶活性的因素
一、实验目的
观察淀粉在水解过程中遇碘后溶液颜色的变 化。观察不同底物、温度、pH、激活剂与抑 制剂对唾液淀粉酶活性的影响。
二、原理 影响酶活性的因素包括：底物类型、酶浓度、底物
2
2
沸水浴煮沸2～3min
记录观察结果
2. 淀粉酶的专一性实验
取2只试管，按下表操作。
试管编号 试剂处理稀释的唾液/mL1211
0.3％NaCl的 0.5%淀粉溶液/mL
3
－
2% 蔗糖溶液/mL
—
3
摇匀，置37℃水浴保温10min
Benedict试剂/mL
2
2
沸水浴煮沸2～3min
记录观察结果
五、注意事项
根据反应时间调整酶的稀释倍数。
实验四－1 酶的特异性
一、实验目的
了解酶的特异性并掌握检查酶的特异性的方法和原 理。
二、原理
酶的特异性是指一种酶只能对一种或一类化合物 （此类化合物通常具有相同的化学键）起作用，而 不能对别的化合物起作用。如淀粉酶只能催化淀粉 水解，对蔗糖的水解无催化作用。
本实验以唾液淀粉酶（含淀粉酶和少量麦芽糖 酶）对淀粉的作用为例，说明酶的特异性。淀粉和 蔗糖都没有还原性，但淀粉水解产物为葡萄糖，蔗 糖水解产物为果糖和葡萄糖，均为还原性糖，能与 Benedict试剂反应，生成砖红色的氧化亚铜沉淀。
浓度、产物浓度、抑制剂、激活剂、pH值、温度等
淀粉在淀粉酶的作用下被降解成单糖，这种降解过 程是逐步进行的，降解的中间产物遇碘曾现不同的 颜色：
生物化学：第四章 酶(6周1-2节)
第四章酶Enzymes本章主要内容（9学时）一．酶的概念（重点）二．维生素与辅酶（重点）三．酶促反应动力学（重点）四．酶的结构和催化作用机制（重点）五．酶的调控（重点）六．人工酶与酶工程(自学为主)一、酶的概念⏹生物机体的一切生理活动，都是由无数复杂的化学变化（反应）来实现的。
⏹生物体内进行的所有这些化学变化都在酶的催化下进行的。
⏹Much of the history of biochemistry is the history of enzyme research.一、酶的概念⏹In the late 1700s, biological catalysis was first recognized.⏹1897年，E. Büchner,首次从酵母细胞中提取出酶，实现无细胞生醇发酵。
一、酶的概念⏹1926年，James Sumner,结晶出第一个蛋白酶---脲酶。
⏹pepsin, trypsin, andother digestive enzymesAll enzymes are proteins.一、酶的概念⏹J. B. S. Haldane⏹A paper entitled “Enzymes”.weak bonding interactions between an enzyme and its substrate might be used to catalyze a reaction.一、酶的概念⏹1989年，推翻“酶都是蛋白质”这一传统概念。
⏹In 1982，Thomas Cech,RNA spliced itselfaccurately without anyprotein enzymes fromTetrahymena（四膜虫）.Most Enzymes Are Proteins.一、酶的概念酶是生物催化剂⏹生物催化剂（Biocatalysts）：活细胞产生的一类具有催化功能的生物分子。
酶习题1
（一）名词解释1．米氏常数（Km 值）2．变构酶（allosteric enzyme）3．酶原（zymogen）4．酶的比活力（enzymatic compare energy）5．活性中心（active center）（二）填空题1．酶是_____活细胞____产生的，具有催化活性的___蛋白质或核酸______。
2．酶具有____高效性_____、___专一性______ 、___体内受调控______ 和 _____性质温和____等催化特点。
3．影响酶促反应速度的因素有____温度_____、__pH_______ 、__底物浓度_______ 、__酶浓度_______ 、__激活剂_______和_____抑制剂____ 。
4．与酶催化的高效率有关的因素有_____温度____、___pH______ 、____底物浓度_____、___酶浓度______ 等。
5．丙二酸和戊二酸都是琥珀酸脱氢酶的____竞争性_____抑制剂。
6．全酶由_____酶蛋白____和___辅因子______ 组成，在催化反应时，二者所起的作用不同，其中_____酶蛋白____决定酶的专一性和高效率， __辅因子_______起传递电子、原子或化学基团的作用。
7．辅助因子包括____辅酶_____和 ___辅基______等。
其中___辅基______与酶蛋白结合紧密，需要_____化学方法处理____除去， ____辅酶_____与酶蛋白结合疏松，可以用____透析法_____除去。
8．T．R．Cech 和S.Alman 因各自发现了___RNA的催化活性______而共同获得1989 年的诺贝尔奖（化学奖）。
9 ．根据国际系统分类法，所有的酶按所催化的化学反应的性质可分为六类____氧化还原酶类_____、___转移酶类______ 、___水解酶类______ 、 ____裂合酶类_____、___异构酶类______和____连接酶类_____ 。
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c.Hanes-Woolf作图法
1 Km 1 1 = + V Vmax [S] Vmax
d. Eisenthal和Cornish-Bowden直接线性作图 将米氏方程改写为：
3.4.4 pH对酶作用的影响
• 在一定的pH下, 酶具 有最大的催化活性,通 常称此pH为最适pH。 胃蛋白酶
凡可使酶蛋白变性而引起酶活力丧失的作用称为 失活作用（inactivation）。变性剂对酶的变性 作用无选择性，而一种抑制剂只能使一种酶或一 类酶产生抑制作用，即抑制剂是有选择性的。）
抑制剂类型和特点
1.不可逆抑制剂（inreversible inhibition) 抑制剂不能用透析等方法除去
竞争性抑制剂 2.可逆抑制剂 非竞争性抑制剂 反竞争性抑制剂
c.Km值表示酶与底物之间的亲和程度：Km值大 表示亲和程度小，酶的催化活性低; Km值小表 示亲和程度大,酶的催化活性高。 （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） 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。
2. 可逆抑制作用 (reversible inhibition)
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方 法被除去，并且能部分或全部恢复酶的活性。 根椐抑制剂与酶结合的情况，又可以分为三类 （1）竟争性抑制(competitive inhibition) （2）非竟争性抑制(noncompetitive inhibition （3）反竞争性抑制(uncompetitive inhibition )
)
（1）竟争性抑制
a.某些抑制剂的化学结构与底物相似，因而能与 底物竟争与酶活性中心结合。当抑制剂与活性中 心结合后，底物被排斥在反应中心之外，其结果 是酶促反应被抑制了。 竟争性抑制通 常可以通过增 大底物浓度， 即提高底物的 竞争能力来消 除。
对氨基苯甲酸 二氢叶酸合成酶 二氢蝶呤 FH2 磺胺药 (-) 谷氨酸
40
20
0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Concentration of Substrate(umol/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。
1.0
0.8
0.6
1/v
1 Km 1 1 = + V Vmax [S] Vmax
0.4
-1/Km
0.2
1/Vmax
0 2 4
-1
0.0
双倒数作图法 (Lineweaver-Burk)
-4
-2
6
8
10
1/[S](1/mmol.L )
酶动力学的双倒数图线
b. v-v/[S]作图法 (Eadie-Hofstee) 将米氏方程改写：
米氏方程的推导
第一步： 第二步：
ES的形成速度为： 反应初速率阶段，由P形 （3） 成ES的速率很小，可忽略。 ES的分解速度：
[E] 为酶的总浓度 （1） [ES] 为中产物浓度 [E]-[ES] 为游离酶浓度 [S] 为底物浓度 （2） 由于[S][E]所以 [S]-[ES][S]
1
所以1/Km表示形成ES的趋势大小
d.Km和米氏方程的实际应用
若已知某个酶的Km值，可以计算在某一个底 物浓度时，反应速度相当于最大反应速度的百 分率。 Vmax [S] 如：[S]=3Km时，根据：
V= Km + [S]
则：
e. Km可以帮助推断某一反应的方向和途径 Km=1.7x10-5mol/L 乳酸 乳酸脱氢酶
3.4.5 温度对酶作用的影响
最适温度 动物：35℃－40 ℃ 植物： 40 ℃－50 ℃
一方面是温度升高,酶促反应速度加快(温度系 数Q10：反应温度提高10 C，其反应速度与原来 的反应速度之比)。 • 另一方面,温度升高,酶的高级 结构将发生变化或变性，导致 酶活性降低甚至丧失。 • 因此大多数酶都有一个最适温 度。 在最适温度(optimum temperature )条件下,反应速 度最大。 • 酶对温度的耐受力与其存在状 态有关。
研究酶反应速度以 酶促反应的初速度 （initial speed） 为准。
3.4.2 酶浓度对酶作用的影响
Vmax=K3[E]
Vmax [S] V= Km + [S]
[E]
酶浓度对反应速度的影响
3.4.3 底物浓度对酶作用的影响 和米氏方程 酶反应速度与底物浓度的关系曲线
（Michaelis—Menten曲线）
(reversible inhibition) 抑制剂能用透析等方法除去
1. 不可逆抑制作用
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
。
二异丙基氟磷酸（DIFP） 对胰凝乳蛋白酶或乙酰 胆碱酯酶的抑制作用，如有机磷杀虫剂
其他不可逆抑制剂：
• 碘乙酸、碘乙酰胺、对－氯汞苯甲酸（PCMB） 对巯基酶的抑制作用 • 重金属盐如Hg 2+、Ag+等 • 氰化物、硫化物等与酶分子中的金属离子结合 • 青霉素抑制糖肽转肽酶活性
反竞争性抑制
Vmax [ S ] v [I ] Km＋[S](1+[I]/Ki) S ] K m (1 ) [ Ki
1
[S]
＋
1/
I增加
反竞争性抑制剂 无抑制剂
-1/km(1+[I]/ki)
1/[S]
Km和Vmax均减小
可逆抑制的动力学比较
1/v 非竞争性抑制 竞争性抑制
反竞争性抑制 无抑制
Vmax为最大反应速度
当反应速度等于最大速度一半时,
即V = 1/2 Vmax, Km = [S]
上式表示,米氏常数是反应速度为最大值的 一半时的底物浓度。因此,米氏常数的单位 为mol/L。
3.4.3.3 米氏常数的意义和测定
(1)米氏常数的意义
a.不同的酶具有不同Km值，它是酶的一个
重要的特征物理常数,只与酶的性质有 关，而与其浓度无关。 b.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。
3.4 影响酶促反应速度的因素
3.4.1 酶反应速度的测量
用单位时间内、单位体积中底 物的减少量或产物增加量来表示。 单位：浓度/单位时间
产 物 浓 度
斜率=浓度/时间= 引起酶反应速度降低的原因：
底物浓度的降低； 酶的部分失活；产物对酶的抑制； 产物增加引起的逆反应速度的增加等 时间
酶反应速度曲线
别
金属离子：K+ Na+ Mg2+ Cu2+ Mn2+ Zn2+ Se3+ Co2+ Fe2+
金属螯合剂：EDTA
3.4.7 抑制剂对酶作用的影响
抑制作用与抑制剂 由于酶的必须基团化学性质改变，但酶未 变性，而引起酶活力的降低或丧失而称为 抑制作用（inhibition）。 能够引起抑制作用的化合物则称为抑制剂 (inhibitor)。
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
3.4.3.2
米氏方程
1913年前后，Michaelis和Menten在前人工作的
基础上，根据酶反应的中间复合物学说：
Ks S+E
ES
P+E
假定 S+E ES 快速建立平衡，底物浓度远远大于 酶浓度， ES分解产物的逆反应忽略不计，以“快速 平衡法”，推导出下列方程：
Vmax [S] V= Km + [S] s
米氏方程
Ks为ES的解离常数（底物常数）
• 1925年Briggs和Haldane提出了稳态理论，对米氏方 程做了一项很重要的修正，酶促反应分两步进行：
（1）
（2）
Briggs和Haldane的发展就在于指出ES量不仅 与式（1）平衡有关，还与式（2）平衡有关， 用稳态代替了平衡态。
一般：pH4－8；
木瓜蛋白酶
胆碱脂酶
植物和微生物：pH5.5-6.5
动物： pH6.5－8.0
pH影响酶活性的原因：
• a.过酸或过碱影响酶蛋白的构象，使酶变性 失活。 • b.pH改变不很剧烈时，pH影响底物分子的 解离状态 • c. pH也影响酶分子中活性中心的某些基团 的解离状态 • d. pH影响酶分子活性中心的的解离而影响 酶活性中心的构象，从而影响酶的专一性
丙酮酸
丙酮酸脱氢酶
乙酰CoA
Km=1.3x10-3 mol/L
Km=1.0x10-3mol/L
丙酮酸脱羧酶
乙醛
（当丙酮酸浓度较低时，Km值小的酶反应比 较占优势）
* 当v=Vmax/2时，Km=[S]（ Km的单位为浓度单位） * 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。 * 可近似表示酶和底物亲合力，Km愈小，E对S的亲 合力愈大，Km愈大，E对S的亲合力愈小。
二氢叶酸还原酶 FH4 氨甲蝶呤(-)
【实例2】
丙二酸与琥珀酸竞争琥珀酸脱氢酶
COOH CH2 CH2 COOH
琥珀酸
琥珀酸
COOH CH2 COOH
丙二酸
琥珀酸脱氢酶
FAD FADH2
延胡索酸
草酸
草酰乙酸
丙二酸
戊二酸
竞争性抑制的反应模式和 米氏公式