第九章酶促反应动力学

研究酶结构和功能的关系以及酶的作用机需要动力学提供试验数酶在代谢中的作用和某些药物的作用机 食品科学 一、酶 测㈠酶(enzymeactivity)测定1、酶与酶反应速度酶指酶催化一定化学反即测定单位时间、单位体

反应底物减少量或产物增初速

产物浓度变 食品科学 ㈠ （enzymeactivity)测2、酶 单位（Uactivity 食品科学 用粘度法测活性：30℃，1分钟，使底物溶液转化率法：5分钟使供体残留 食品科学 淀粉酶两种A：1可溶性starch，在内液化所需的量。B：l ml可溶性starch ，在1h内液化所需的1g酶制剂溶于1000mlH2O，取0.5ml与2%的starch20ml反 B：20/0.5×1000×60/10=240000u/克enzyme制剂 食品科学 ㈠ （enzymeactivity)测3、酶的 （specific每毫克蛋白质或每毫升蛋白质所含酶示，nU/mg或nU/ml代表酶的纯度， 越大纯度越 食品科学㈠酶（enzymeactivity4、酶测定酶就是测定产物的增⑴分光光度法：利用底物和产物酶测定中最重要的方法， 食品科学 ㈠ （enzymeactivity)测 的测定方⑵荧光法：根据底物或产物的荧光性质的差别来 优点是灵敏度高，缺点是易受其它物质的⑶同位素测定方法：单⑷电化学方 食品科学 测定实脂 脂肪酶甘油+脂肪定反应条件20℃、pH=7，底物浓6g/l（过第二确 单位如每小时催化1克底物1u=第三测算反应初速度作产物甘油随时间增加的曲线，量出反应初速度值，换算为脂肪的消耗速度 如8g/h

8g/h/8u/2mg酶蛋白=4u/mg酶蛋 食品科学 ㈠反应速v 食品科学 ㈡反应分子数和反应级数 食品科学 ㈡反应分子数和反应级数的 食品科学 ⒉反 食品科学 ⑶零级 食品科学 ㈠中间络合物学说ES 食品科学 ㈠中间络合物学说当底物浓度较低时，v与[S随底物浓度增加，v不按正比升高混合级反再加大底物浓度，零级反应，酶已被饱 食品科学 ㈡酶促反应的动力学方程式(单底物1 公式的推式，表示了底物浓度与酶反应速度的定量关系通常称为方

最大反应反应速

底物浓底物合常食品科学 ㈡酶促反应的动力学方程式(单底物1 公式的推

ES

中间复合物形 产物形 食品科学 ㈡酶促反应的动力学方程式(单底物1 公式的推k k2

ES

方程 常 食品科学 ㈡酶促反应的动力学方程式(单底物1 公式的推⑴当[S]＜＜Km时 公式属一级反应动力学，酶未能被底物完全饱和，不适于测定⑵当[S]＞＞Km时 公式⑶当[S]=Km时 公式

零级反应，适于测定Km为最大反应速度一时的底物浓度，单位 食品科学 ㈡酶促反应的动力学方程式(单底物2、动力学参数的 常数的意①Km值是酶的特征常数，只与酶本身性质有关，而与酶浓度关，每种底物有一个特征的Km值，且对一定pH、温度和离强度而言

②Km=/k3/当k＜＜时Kk2k，1/Km值可③Km值实际用途：若已知某个酶的Km，就可以算出在某一底物 食品科学 ㈡酶促反应的动力学方程式(单底物2、动力学参数的 ④Km值可以帮助确定某一代谢反应的方 A

D

酸脱氢当A、B、C浓度接近10-4时，限速步骤酶工程与代谢工程中改造酶的

乳 乙酰辅酶 乙弱化则提升Km）

1.7×10- 1.3×10- 1.0×10-酸浓度低时，反应方向 食品科学 ㈡酶促反应的动力学方程式(单底物2、动力学参数的或⑵Vax和3(kcatv=k[ESS]很大时，酶完全饱和，Vmax=3E0]k3表示当酶①当[S]＞＞Km，酶被完全饱和]②当SK]③当[S]＜＜Km，酶被部分饱和， 食品科学 食品科学 ㈡酶促反应的动力学方程式(单底物用一定量的酶S(x轴 →vo(y轴(xy根据曲线来估计最大反应速度当y=1/2Vmax计算x →1- 1

食品科学

Km反应速度曲线一个酶动力学参数测定实底 产 速 双倒v1*42*23*14*直直接

00

2食品科

- - ㈡酶促反应的动力学方程式(单底物3、利用作图法测定Km、 Lineweaver-Burk双倒数作图 食品科学 ㈢酶促反应的动力学方程式(多底物1、酶促反应按底物分子数的分三底2、多底物反应按动力学机制有序反序列反

随机乒乓反 食品科学 ㈢酶促反应的动力学方程式(多底物2、多底物反应按动力学机制分序反应（OrderedreactionOrderedBiBi，酶与底物有序BAEQP脱氢酶属于

乙醇氢

NADH 食品科学 ㈢酶促反应的动力学方程式(多底物2、多底物反应按动力学机制分⑴序列反应②随BPBP A A

限速步

Q激肌酸 Q激

ADP+磷酸肌 食品科学 ㈢酶促反应的动力学方程式(多底物 酶E’，E’再与底物B结合生成产物Q和酶E。 E 转氨酶为典型 食品科学 食品科学 ㈠抑制程度的表示相 相 抑制百分数：i%=(1-㈡抑制作用类1、不可分为专一性不可逆抑制作用，非专一性不可逆抑制 食品科学 ㈡抑制作用类2可逆抑争性抑制作用：抑制剂与 食品科学 ㈡抑制作用类2可逆⑵非竞争性抑重金属离子对酶抑制属该种类 食品科学 ㈡抑制作用类2可逆⑶反竞争性抑 食品科学 ㈡抑制作用类3可逆抑制作用和不可逆抑制作用的鉴⑴透析、超滤、凝胶过 食品科学 EnzymeInhibition CartoonCartoon

ESI

Competeforactivesite

DifferentEquationandE+S→ES→EEquationand

E+S→ES→E+

E+S→ES→E+ ↓ [I]bindstofree[E]only,andcompeteswith[S];increasing[S] Inhibitionby[I].

EI+S[I]bindstofree[E]or[ES]complex;Increasing[S]can e[I]inhibition.

[I]bindsto[ES]complextheinhibitionby[I].

食品科学

JuangRH(2004)BCbai2sEnzymeInhibition Direct Direct

Km [S],Vmax

Km= [S],Vmax

Km’Both

[S],& DoubleKmDouble

Km

atY

atX

食品科学

JuangRH(2004)BCbai3s㈣一些重要的抑制剂1、不可逆抑制⑴非专一性不可逆抑制①有机磷化合物：与酶分子活性部位的丝氨酸羟基共价结②有 、砷化合物：与酶分子活性部位的巯基共价结 ④重金属：巯基、羧基有关，高浓度引起蛋白质变⑤烷 食品科学 ㈣一些重要的抑制1不可逆抑制⑵专一性不①由于其与酶的结合程度取决于Ks，因此称Ks型不可逆抑制胰蛋 食品科学 ㈣一些重要的抑制1不可逆抑制⑵专一性不②Kcat型不可逆抑制剂（性底物以发生变化，变化使潜在活性基团，作用于活性基团或辅丙氨酸消旋酶β-内酰胺抗青霉 食品科学 ㈣一些重要的抑制剂2、可逆抑制竞争性抑制剂为最⑴磺胺药—对氨基苯磺酰 食品科学

食品科学 ㈣一些重要的抑制剂2、可逆抑制竞争性抑制剂为 竞争性抑制核⑶乙竞争性抑制剂的设计---药物 食品科学 凡是能提高酶活性的物质称为激活剂，包括金属离子、无机离1、无机离子2、小分子有机化合 特点⑴激活剂