酶促反应影响因素

1、影响酶促反应的因素 酶反应速度 酶反应速度 一. .底物浓度的影响 (一) 酶反应速度与底物浓度的关系曲线 一. .底物浓度的影响 (一) 酶反应速度与底物浓度的关系曲线 ( (二) ) 米氏方程 v = Vmax S Km + S ( (二) ) 米氏方程 对于单底物、单产物反应，其反应过程需 经过中间复合物ES，即 1. 米氏方程的推导 ES K1 K-1 ES K2 K-2 EP v = Vmax S Km + S ( (二) ) 米氏方程 1. 米氏方程的推导 Michaelis-MentenMichaelis-Menten的三个假设： (2)(2)反应体系处于稳态 即 ESES不变

2、ESES的生成量 = ESES的分解量。 S S ES SES S0 0=S+ESSS+ESS (3)(3)SS EE v = Vmax S Km + S (1)(1)推导的v v为反应初速度 ES K1 K-1 ES K2 EP EE0 0= = E+ ESE+ ES ES K1 K-1 ES K2 EP k k1 1ES=kES=k-1 -1ES+k ES+k2 2ES=(kES=(k-1 -1+k +k2 2)ES)ES 设 K Km m=(k=(k-1 -1+k +k2 2)/k)/k1 1 ES=K ES=Km mESES ES=KES=Km mESES ES=ES= EE0 SS

3、KmKmSS v = kv = k2 2ES =ES =k k2 2 EE0SS KmKmSS V Vmax max= k = k2 2EE0 0 v = Vmax S Km + S ( (二) ) 米氏方程 2. 米氏方程的讨论 (1)(1)当 SS时， vVvVmax max 为零级反应 (2)(2)当 S0S0时， vV vVmax max/K /Km mS S 为一级反应 (3)(3)米氏方程的曲线 为双曲线 v = Vmax S Km + S ( (二) ) 米氏方程 2. 米氏方程的讨论 有两条渐近线： 当 SS时， 逼向渐近线 v=Vv=Vmax max 当 SS“”-K-Km

4、m时， 逼向渐近线 S=S= - - K Km m v = Vmax S Km + S ( (二) ) 米氏方程 3. 米氏方程中常数的意义 (1)(1)V Vmax max 最大反应速度 由于 V Vmax max= k = k2EE0， V Vmax max与酶浓度成正比， v = Vmax S Km + S ( (二) ) 米氏方程 3. 米氏方程中常数的意义 (2)Km 米氏常数 由于 Km= (k-1+k2)/k1 ， 为复合常数。 Km的值是当酶促反应速度为最大反应速度的一半 时的底物浓度。 所以Km的单位为浓度单位。 Km是酶的特征常数，表示酶与底物的亲和力。 Km值越大，亲和力

5、越小。 v = Vmax S Km + S ( (二) ) 米氏方程 3. 米氏方程中常数的意义 (2)Km 米氏常数 v = Vmax S Km + S ( (二) ) 米氏方程 3. 米氏方程中常数的意义 由于Vmax=k2E0，k2=Vmax/E0 酶的转换数是指酶充分被底物饱和时，每个酶分子 在单位时间内转化底物的分子数。用K Kcat cat表示。 Kcat的单位是s s-1 -1。 K Kcat cat也是酶的特征常数，反映酶的催化效率。 由于酶的高催化效率，这个值常常很高。 (3) k2 酶的转换数 v = Vmax S Km + S ( (二) ) 米氏方程 3. 米氏方程中常

6、数的意义 一些酶的转换数 酶底物Kcat (s-1) 过氧化氢酶 乙酰胆碱酯酶 b-内酰胺酶 延胡索酸酶 RecA蛋白酶 H2O2 乙酰胆碱 青霉素C 延胡索酸 ATP 40 000 000 140 000 2 000 800 0.4 (3) k2 酶的转换数 v = Vmax S Km + S ( (二) ) 米氏方程 4. 米氏方程中常数的测定 (1) (1) 解方程组： 只要知道两组v,Sv,S (2) (2) 作图法： 比解方程组法更具统计意义，所以要准确。 双倒数作图法：即 1/ 1/v - 1/S v - 1/S 作图 v-Sv-S作图法： V Vmax max难确定，从而导致K

7、Km m也难确定。 此法较前一种作图法准确。 . 1 v Vmax Km Vmax = s 1 1 v = Vmax S Km + S 酶浓度曲线 二. . 酶浓度对酶反应速度的影响 三. pH对酶反应速度的影响 三. pH对酶反应速度的影响 三. pH对酶反应速度的影响 四. 温度对酶反应速度的影响 四. 温度对酶反应速度的影响 四. 温度对酶反应速度的影响 五. . 激活剂对酶反应速度的影响 激活剂：能提高酶活性的物质。 无机离子 主要是金属离子，它们有的本身就是酶的辅助 因子，有的是酶的辅助因子的必要成分。 如 激酶需要Mg2+激活 唾液淀粉酶需要Cl-激活 五. . 激活剂对酶反应速度

8、的影响 激活剂：能提高酶活性的物质。 有机小分子 一些还原剂，如抗坏血酸、半胱氨酸，使含- SH的酶处于还原态。 金属螯合剂，如EDTA(乙二胺四乙酸)，可络 合一些重金属杂质，解除它们对酶的抑制，从而 使酶活升高。 六. . 抑制剂对酶反应速度的影响 抑制作用：有些物质与酶结合后，引起酶的活性中心 或必需基团的化学性质发生改变，从而 使酶活力降低或丧失。 六. . 抑制剂对酶反应速度的影响 引起抑制作用的物质称为抑制剂。 抑制作用可分为两大类：可逆抑制作用 不可逆抑制作用 ( (一）可逆抑制作用 可逆抑制作用可分为三种类型： 竞争性抑制作用 非竞争性抑制作用 反竞争性抑制作用 酶与抑制剂非共

9、价地可逆结合，当用透析或超 滤等方法除去抑制剂后酶的活性可以恢复，这种抑 制作用叫可逆抑制作用。 ( (一）可逆抑制作用 某些抑制剂的化学结构与底物相似，与底物竞争 酶的活性中心并与之结合，从而减少了酶与底物的 结合，因而降低酶反应速度。这种作用称为竞争性 抑制作用。 1. 竞争性抑制作用 ESES EP E EI ( (一）可逆抑制作用 1. 竞争性抑制作用 ESES EP E EI Ki V = Vmax S Km ( 1+I/ Ki ) + S Km = Km ( 1+I/ Ki ) . 1 v Vmax Km Vmax = s 1 1 ( (一）可逆抑制作用 1. 竞争性抑制作用 (

10、(一）可逆抑制作用 1. 竞争性抑制作用 竞争性抑制中， Vmax不变， Km增大 可通过增加底物浓度 而使整个反应平衡向 生成产物的方向移动， 因而能削弱或解除这 种抑制作用。 ( (一）可逆抑制作用 1. 竞争性抑制作用 v丙二酸与琥珀酸结构类似，是琥珀酸脱氢酶的竞争 性抑制剂。 v 对- -氨基苯磺酰胺( (磺胺类抗生素) )与对- -氨基苯甲 酸的结构相似，后者是细菌合成维生素B B11 11叶酸 的原料，是二氢叶酸合成酶的底物，因此前者是二 氢叶酸合成酶的竞争性抑制剂，抑制了叶酸的生物 合成。由于人体能直接利用食物中的叶酸，而细菌 不能，只能自已合成，所以磺胺药能抑制细菌的生 长，从

11、而达到治病的效果。 ( (一）可逆抑制作用 某些抑制剂结合在酶活性中心以外的部位，酶与底 物结合后还能与抑制剂结合，同样酶与抑制剂结合后还 能与底物结合。但酶分子上有了抑制剂后其催化功能基 团的性质发生改变，从而降低了酶活性。这种作用称为 非竞争性抑制作用。 2. 非竞争性抑制作用 ESES EP E EI ESESI S ( (一）可逆抑制作用 2. 非竞争性抑制作用 ESESEP E EI ESESI S V = Vm S ( 1+I/ Ki ) (Km + S ) Vm = Vm / ( 1+I/ Ki ) . 1 v Vm Km Vm = s 1 1 Ki Ki ( (一）可逆抑制作用

12、 2. 非竞争性抑制作用 非竞争性抑制中， Vmax变小， Km不变 这种抑制作用不 能用增加底物浓 度的方法来消除。 ( (一）可逆抑制作用 2. 非竞争性抑制作用 ( (一）可逆抑制作用 2. 非竞争性抑制作用 例如： 金属络合剂如EDTA、F -、CN -、N3- 等可 以与络合金属酶中的金属离子，从而抑制 酶的活性。 ( (一）可逆抑制作用 3. 反竞争性抑制作用 某些抑制剂不能与游离的酶结合，而只能 在酶与底物结合成复合物后再与酶结合。 当酶分子上有了抑制剂后其催化功能被削 弱。这种作用称为反竞争性抑制作用。 ( (一）可逆抑制作用 3. 反竞争性抑制作用 Vm = Vm / ( 1+I/ Ki ) ESESEP ESESI Ki Km = Km / ( 1+I/ Ki ) V = Vm S Km + S ( 1+I/ Ki ) . 1 v Vm Km Vm = s 1 1 ( (一）可逆抑制作用 3. 反竞争性抑制作用 ( (一）可逆抑制作用 ( (一）可逆抑制作用 1(无抑制剂) 1/S 1/v 2 3 4 -1/Km 1/Vm 斜率: Km / Vm 2. 竞争性 3. 非竞争性 4. 反竞争性 ( (二）不可逆抑制作用 抑制剂以共价键不可逆地与酶相结合而抑制酶 的活性。这种抑制作用叫不可逆抑制作用。 不可逆抑制剂不