酶-影响酶促反应速度的因素（生物化学课件）

酶模块一：生物大分子结构与功能目录CONTENTS1酶的催化作用2

酶的分类与命名3

酶的分子组成与结构4

影响酶促反应的因素5

酶的活性调节酶4影响酶促反应的因素底物浓度酶浓度pH温度抑制剂激活剂单底物、单产物反应；酶促反应速度一般在规定的反应条件下，用单位时间内底物的消耗量和产物的生成量来表示；反应速度取其初速度，即底物的消耗量很小（一般在5﹪以内）时的反应速度；底物浓度远远大于酶浓度。（[S]》[E]）研究前提产物0时间初速度

酶促反应速度逐渐降低酶促反应的时间进展曲线酶模块一：生物大分子结构与功能目录CONTENTS1酶的催化作用2

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影响酶促反应的因素5

酶的活性调节酶4影响酶促反应的因素底物浓度酶浓度pH温度抑制剂激活剂当[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]0V[E]当[S]>>[E]时，Vmax=k3[E]酶浓度对反应速度的影响

底物足够时酶浓度对反应速率的影响呈直线关系酶浓度酶模块一：生物大分子结构与功能目录CONTENTS1酶的催化作用2

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影响酶促反应的因素5

酶的活性调节酶4影响酶促反应的因素底物浓度酶浓度pH温度抑制剂激活剂

在其他因素不变的情况下，底物浓度对反应速度的影响呈矩形双曲线关系。反应初速度随底物浓度变化曲线底物浓度1、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。[S]VVmax2、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[S]VVmax3、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[S]VVmax酶模块一：生物大分子结构与功能目录CONTENTS1酶的催化作用2

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影响酶促反应的因素5

酶的活性调节酶4影响酶促反应的因素底物浓度酶浓度pH温度抑制剂激活剂①Km是酶的特性常数酶底物Km(mmol/L)脲酶尿素25溶菌酶6-N-乙酰葡萄糖胺0.006葡萄糖-6-磷酸脱氢酶6-磷酸-葡萄糖0.058胰凝乳蛋白酶苯甲酰酪氨酰胺2.5甲酰酪氨酰胺12.0乙酰酪氨酰胺32.0与pH、温度、离子强度、酶及底物种类有关，与酶浓度无关，可以鉴定酶。米氏常数（Km）②可以判断酶的专一性和天然底物Km值最小的底物——最适底物/天然底物1/Km近似表示酶对底物的亲和力：1/Km越大、亲和力越大米氏常数（Km）米氏常数（Km）的意义Km：反应速度为最大速度一半时的底物浓度Km是酶的一个的特征常数。(底物、温度，pH、离子强度)Km可判断酶的专一性和天然底物Km可表示酶与底物的亲和力从Km的大小，可以知道正确测定酶活力时所需的底物浓度Km值可以帮助推断某一代谢反应的方向和途径及代谢反应链的限速步骤酶模块一：生物大分子结构与功能目录CONTENTS1酶的催化作用2

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酶的活性调节酶4影响酶促反应的因素底物浓度酶浓度pH温度抑制剂激活剂1913年Michaelis和Menten提出反应速度与底物浓度关系的数学方程式，即米－曼氏方程式，简称米氏方程(Michaelisequation)。[S]：底物浓度V：不同[S]时的反应速度Vmax：最大反应速度(maximumvelocity)Ｋm：米氏常数(Michaelisconstant)ＶVmax[S]Km+[S]＝米氏方程当v=Vmax/2时Km＝[S]

Km值等于酶促反应速度为最大反应速度一半时的底物浓度，单位是mol/L。2＝Km+[S]VmaxVmax[S]VmaxV[S]KmVmax/2Km与Vmax的意义米氏方程小试牛刀1.已知某酶的Km为0.03mol/L，使此酶催化的反应速度达到最大反应速度70%时的底物浓度是_______。A．0.04mol/L

B.

0.07mol/L

C.

0.2mol/L

D.

0.05mol/L根据米氏方程：V=Vmax*[S]/(Km+[S])当V=0.7Vmax时，有0.7=[S]/(Km+[S])两边求倒数有：10/7=1+Km/[S]则[S]/Km=7/3酶模块一：生物大分子结构与功能目录CONTENTS1酶的催化作用2

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酶的活性调节酶4影响酶促反应的因素底物浓度酶浓度pH温度抑制剂激活剂1.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。如：重金属对疏基酶的抑制2.专一性不可逆抑制剂这类抑制剂选择性强，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-Ser-OPO-RO-ROPO-RO-ROX酶模块一：生物大分子结构与功能目录CONTENTS1酶的催化作用2

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酶的活性调节酶4影响酶促反应的因素底物浓度酶浓度pH温度抑制剂激活剂双重影响一定温度范围内，T

ν超过一定温度范围Tν

温度酶活性0.51.02.01.50102030405060温度ºC

温度对淀粉酶活性的影响

在最适温度前，每增高10℃，酶反应速度增加1-2倍。最适温度：酶促反应速度最快时的环境温度。体内大多数酶的最适温度在35-40℃。不是特征性常数。低温不使酶破坏。温度酶模块一：生物大分子结构与功能目录CONTENTS1酶的催化作用2

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酶的活性调节酶4影响酶促反应的因素底物浓度酶浓度pH温度抑制剂激活剂抑制剂酶的抑制剂(inhibitor，I):

凡能使酶的催化活性下降而不引起酶蛋白变性的物质。根据结合紧密程度不同分为：1、不可逆性抑制(irreversibleinhibition)

2、可逆性抑制

(reversibleinhibition)竞争性抑制(competitiveinhibition)非竞争性抑制(non-competitiveinhibition)反竞争性抑制(uncompetitiveinhibition)1、不可逆性抑制I以共价键与酶活性中心必需基团结合，使酶失活,I不能用透析、超滤等方法去除。2、可逆性抑制

I通常以非共价键与酶或酶-底物复合物可逆性结合，使酶的活性降低或丧失；I可用透析、超滤等方法除去。酶模块一：生物大分子结构与功能目录CONTENTS1酶的催化作用2

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酶的活性调节酶4影响酶促反应的因素底物浓度酶浓度pH温度抑制剂激活剂pH2810pH酶的活性A:胃蛋白酶;B:葡萄糖-6-磷酸酶AB酶的最适pH:酶催化活性最高时的pH。最适pH与最适温度一样，也不是一个固定的常数，它随底物的种类、浓度，溶液的离子强度、pH，反应时间等的影响。一些酶的最适pH值

酶最适pH胃蛋白酶1.8过氧化氢酶7.6胰蛋白酶7.7延胡索酸酶7.8核糖核酸酶7.8精氨酸酶9.8碱性磷酸酶10.5pH对酶作用的影响机制：1.酸、碱可使酶变性或改变构象失活；2.影响酶活性基团的解离；3.影响底物的解离；4.影响ES的解离。pH酶模块一：生物大分子结构与功能目录CONTENTS1酶的催化作用2

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影响酶促反应的因素5

酶的活性调节酶4影响酶促反应的因素底物浓度酶浓度pH温度抑制剂激活剂E定义:抑制剂与底物的结构相似，能与底物竞争酶的活性中心，从而阻碍酶底物复合物的形成，使酶的活性降低。※1.竞争性抑制作用的抑制剂与底物竞争结合酶的活性中心

竞争性抑制1.竞争性抑制竞争性抑制【举例】

丙二酸与琥珀酸竞争琥珀酸脱氢酶琥珀酸琥珀酸脱氢酶FADFADH2延胡索酸琥珀酸

磺胺类药物的抑菌机制：与对氨基苯甲酸竞争二氢叶酸合成酶二氢蝶呤啶＋对氨基苯甲酸＋谷氨酸二氢叶酸合成酶二氢叶酸利用竞争性抑制是药物设计主要思路【举例】⑴I与S结构类似，竞争酶的活性中心⑵抑制程度取决于抑制剂、底物与酶的相对亲和力及抑制剂与底物浓度的相对比。⑶动力学参数：

表观Km值增大，Vm值不变。竞争性抑制的特点：竞争性抑制酶模块一：生物大分子结构与功能目录CONTENTS1酶的催化作用2

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酶的活性调节酶4影响酶促反应的因素底物浓度酶浓度pH温度抑制剂激活剂抑制剂不改变酶对底物的亲和力*结合方式：E+SESE+P+S－S+S－S+ESIEIEESEP+IEI+S

EIS

+I非竞争性抑制⑴抑制剂与活性中心外的必需基团结合，与底物之间无竞争关系⑵抑制程度取决于抑制剂的浓度⑶动力学特点：Vmax降低，表观Km不变

非竞争性抑制的特点：非竞争性抑制酶模块一：生物大分子结构与功能目录CONTENTS1酶的催化作用2

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影响酶促反应的因素5

酶的活性调节酶4影响酶促反应的因素底物浓度酶浓度pH温度抑制剂激活剂抑制剂仅与酶-底物复合物结合*结合方式：E+SE+P

ES+IESI++ESESESIEP反竞争性抑制⑴抑制剂只与ES结合⑵必须有底物存在，

抑制剂才能对酶产生抑制作用；

抑制程度取决于[I]与[S]的浓度⑶动力学特点：Vmax降低，

表观Km降低

反竞争性抑制的特点：反竞争性抑制各种抑制作用的比较作用特征无抑竞争性非竞争反竞争

制剂抑制性抑制性抑制与I结合的组分EE、ES