第六章酶促反应动力学ppt课件

1、第六章酶促反应动力学第六章 酶促反应动力学 酶促反应动力学是研究酶促反应速度及影响酶促反应动力学是研究酶促反应速度及影响 此速度的各种因素的科学此速度的各种因素的科学: 酶促反应的速度方程酶促反应的速度方程-米氏方程米氏方程 影响速度的各种因素影响速度的各种因素:底物浓度底物浓度; 酶浓度酶浓度; pH; 温度温度 抑制剂抑制剂; 激动剂激动剂.第一节 底物浓度对酶反应速率的影响 在低底物浓度时在低底物浓度时, , 反应速度反应速度与底物浓度成正比，表现为与底物浓度成正比，表现为一级反应特征。一级反应特征。 当底物浓度达到一定值，几当底物浓度达到一定值，几乎所有的酶都与底物结合后，乎所有的酶都

2、与底物结合后，反应速度达到最大值反应速度达到最大值VmaxVmax），此时再增加底物），此时再增加底物浓度，反应速度不再增加，浓度，反应速度不再增加，表现为零级反应。表现为零级反应。米氏学说的提出 E+S=ES=E+P E (酶enzyme) S (底物 substrate) ES(酶与底物复合物) P (product)E+S ES E+P k1K-1kcat提出“中间产物假说解释这种现象底物浓度对酶反应速度的影响底物浓度对酶反应速度的影响Km的定义： 酶促反应速度达到最大反应速度一半时的底物浓度。 V max酶被底物饱和时的反应速度.当底物浓度非常大时,反应速度接近一个恒定值S 米氏方程米

3、氏方程V=Vmax SKm + SnKm Km 即为米氏常数，即为米氏常数，nVmaxVmax为最大反应速度为最大反应速度n当反应速度等于最大速度当反应速度等于最大速度一半时一半时, ,即即V = 1/2 Vmax, V = 1/2 Vmax, Km = S Km = S n上式表示上式表示, ,米氏常数是反应米氏常数是反应速度为最大值的一半时的底速度为最大值的一半时的底物浓度。物浓度。n因此因此, ,米氏常数的单位为米氏常数的单位为mol/Lmol/L。米氏常数米氏常数KmKm的意义的意义 不同的酶具有不同不同的酶具有不同KmKm值，它是酶的一个值，它是酶的一个重要的特征物理常数。重要的特征

4、物理常数。 KmKm值只是在固定的底物，一定的温度和值只是在固定的底物，一定的温度和pHpH条件下，一定的缓冲体系中测定的，条件下，一定的缓冲体系中测定的，不同条件下具有不同的不同条件下具有不同的KmKm值。值。 KmKm值表示酶与底物之间的亲和程度：值表示酶与底物之间的亲和程度：KmKm值大值大, ,亲和程度小，酶的催化活性低亲和程度小，酶的催化活性低; Km; Km值小值小, ,亲和程度大亲和程度大, ,酶的催化活性高。酶的催化活性高。 Km和Vmax可以用双倒数作图法确定-4-202468100.00.20.40.60.81.01/S(1/mmol.L-1)1/v 双倒数作图法双倒数作图

5、法斜率斜率=Km/Vmax-1/Km1/Vmax第二节 酶浓度对酶促反应速度的影响在底物浓度足够大，则反应速度与在底物浓度足够大，则反应速度与EE成正比。成正比。第三节第三节 温度对酶反应的影响温度对酶反应的影响 一方面是温度升高一方面是温度升高, ,酶促酶促反应速度加快。反应速度加快。 另一方面另一方面, ,温度升高温度升高, ,酶的酶的高级结构将发生变化或变高级结构将发生变化或变性，导致酶活性降低甚至性，导致酶活性降低甚至丧失。丧失。 因此大多数酶都有一个最因此大多数酶都有一个最适温度。适温度。 在最适温度条在最适温度条件下件下, ,反应速度最大。反应速度最大。10203040506070

6、8090020406080100Temperature OCRelative Activity (%)第四节pH对酶反应的受影响 pH pH 的影响的影响 在一定的在一定的pH pH 下下, , 酶具有最大的催化酶具有最大的催化活性活性, ,通常称此通常称此pH pH 为最适为最适 pH pH。第五节第五节 抑制剂对酶促反应速度的影响抑制剂对酶促反应速度的影响可逆抑制剂通过非共价键与酶结合可逆抑制剂通过非共价键与酶结合( (竞争性抑制竞争性抑制, ,非竞争性抑制非竞争性抑制, ,反竞争性抑制反竞争性抑制); ); 不可逆抑制剂通过共价键与酶结合不可逆抑制剂通过共价键与酶结合. .抑制剂对酶活性

7、的影响抑制剂对酶活性的影响 使酶的活性降低或丧失的现象，称为酶的抑制作用。使酶的活性降低或丧失的现象，称为酶的抑制作用。 能够引起酶的抑制作用的化合物则称为抑制剂。能够引起酶的抑制作用的化合物则称为抑制剂。 酶的抑制剂一般具备两个方面的特点：酶的抑制剂一般具备两个方面的特点： a. a.在化学结构上与被抑制的底物分子或底物在化学结构上与被抑制的底物分子或底物的过渡状态相似。的过渡状态相似。 b. b.能够与酶的活性中心以非共价或共价的方能够与酶的活性中心以非共价或共价的方式形成比较稳定的复合体或结合物。式形成比较稳定的复合体或结合物。抑制剂的作用方式抑制剂的作用方式 不可逆抑制不可逆抑制 抑制

8、剂与酶反应中抑制剂与酶反应中心的活性基团以共价形式心的活性基团以共价形式结合，引起酶的永久性失结合，引起酶的永久性失活。如有机磷毒剂二异丙活。如有机磷毒剂二异丙基氟磷酸酯。基氟磷酸酯。 可逆抑制可逆抑制 抑制剂与酶蛋白以非共价方式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，又可以分为两制剂与酶结合的情况，又可以分为两类。类。 竟争性抑制竟争性抑制 某些抑制剂的化学结构与底物相似，因某些抑制剂的化学结构与

9、底物相似，因而能与底物竟争与酶活性中心结合。当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在反应中心之外，其结果是酶促反应被抑制了。抑制了。 竟争性抑制通常可以通过增大底物浓度，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。即提高底物的竞争能力来消除。可可逆逆抑抑制制作作用用的的动动力力学学特特征征 加入竞争加入竞争性抑制剂性抑制剂后，后，Km Km 变大，酶变大，酶促反应速促反应速度减小。度减小。-4-202468100.00.20.40.60.81.01/S(1/mmol.L-1)

10、1/v 竞争性抑制竞争性抑制无抑制剂竞争性抑制剂1/Vmax-1/km非竟争性抑制非竟争性抑制 酶可同时与底物及抑制剂结合，引起酶分子构酶可同时与底物及抑制剂结合，引起酶分子构象变化，并导至酶活性下降。由于这类物质并象变化，并导至酶活性下降。由于这类物质并不是与底物竞争与活性中心的结合，所以称为不是与底物竞争与活性中心的结合，所以称为非竞争性抑制剂。非竞争性抑制剂。 如某些金属离子如某些金属离子Cu2+Cu2+、Ag+Ag+、Hg2+Hg2+）以及）以及EDTAEDTA等，通常能与酶分子的调控部位中的等，通常能与酶分子的调控部位中的-SH-SH基团作用，改变酶的空间构象，引起非竞争性基团作用，改变酶的空间构象，引起非竞争性抑制。抑制。非非竟竟争争性性抑抑制制 加入非竞争性