蛋白质化学与代谢-酶促反应速度及其影响因素

第三单元蛋白质化学与代谢

——酶促反应速度及其影响因素新疆农业职业技术学院主讲：刘利群生物化学一、影响酶促反应的因素二

、酶的分类和命名教学目标一、影响酶促反应的因素1、酶浓度对酶促反应速度的影响在酶作用的最适条件下，如果底物浓度足够大，足以使酶饱和，则：

V＝K[E]2、底物浓度对酶促反应速度的影响V与[S]呈双曲线关系

[S]很低时，V与[S]成正比关系，为一级反应。随着[S]增大，V与[S]不成正比关系，V增加变慢，为混级反应。

[S]足够大时，V到达最大值Vmax，不再增加。有饱和现象，为零级反应。根据中间产物学说：E+SE-SP+E1913年，Michaelis和Menten建立米氏方程。Km即为米氏常数Vmax为最大反应速度前提：1.在初速度范围内，产物极少。

2.[S]>>[E]，ES形成不会明显降低底物的量。

3.ES保持动态平衡，即E+SE-S当[S]<<Km,V=Vmax[S]/Km;一级反应。

[S]>>Km,V=Vmax;零级反应。

[S]＝Km,V=Vmax/2Km（米氏常数）定义：酶促反应速度达到最大反应速度一半时的底物浓度。因此，米氏常数的单位为mol/L或mmol/L。练习：米氏动力学的酶促反应中，当底物浓度[S]等于3倍Km（即[S]＝3Km）时，反应速度等于最大反应速度的百分数（%）为

_____。米氏常数的意义不同的酶具有不同Km值，它是酶的一个重要的特征物理常数。一个酶对不同的底物有不同的Km值。Km值最小的为最适底物。

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。米氏常数的求法:双倒数作图法令Y＝1/V，X＝1/[S]；则

Y=aX+bY=Km/VmaxX+1/VmaxY=Km/VmaxX+1/Vmax3、pH对酶促反应速度的影响在一定的pH下,酶具有最大的催化活性,通常称此pH为最适pH。4、温度对酶促反应速度的影响温度升高,一方面是酶促反应速度加快；另一方面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。在最适温度条件下,反应速度最大。5、激活剂对酶促反应速度的影响激活剂（activator）：凡是能提高酶活性、加速酶促反应进行的物质。（1）无机离子的激活作用包括金属离子：K+、Na+、Mg2+、Zn2+、Ca2+；阴离子：Cl-、Br-、CN-；氢离子

不同的离子激活不同的酶。激活剂的浓度要适中，过高往往有抑制作用，1~50mM（2）

小分子有机物的激活作用还原剂（如Cys、还原型谷胱甘肽）能激活某些活性中心含有-SH的酶。金属螯合剂（EDTA）能去除酶中重金属离子，解除抑制作用。（3）生物大分子的激活作用

蛋白激酶5、抑制剂对酶促反应速度的影响失活作用（inactivation）：使酶蛋白变性而引起酶活性丧失的作用。抑制作用（inhibition）：酶活性中心的结构和性质发生变化，引起酶活力下降或丧失，但并不使酶蛋白变性的作用。抑制剂（inhibitor）：能引起酶抑制作用的物质。不可逆抑制：抑制剂与酶分子共价键结合，不能用透析或超滤的方法除去抑制剂而恢复酶活。抑制剂的作用类型：可逆抑制：抑制剂以非共价键与酶分子结合，一般用透析或超滤的方法可除去而恢复酶活。可分为：竞争性抑制作用

非竞争性抑制作用抑制剂与酶反应中心的活性基团以共价形式结合，引起酶的永久性失活。如有机磷毒剂二异丙基氟磷酸酯。（1）

不可逆抑制-Ser-OH-Ser-OPO-RO-ROPO-RO-ROX专一性不可逆抑制（二异丙基氟磷酸）非专一性不可逆抑制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。类型：2.竞争性抑制某些抑制剂的化学结构与底物相似，因而能与底物竞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。竞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。蝶呤对氨基苯甲酸Glu二氢叶酸合成酶二氢叶酸四氢叶酸嘌呤核苷酸二氢叶酸还原酶一碳单位磺胺类药物磺胺类药物的抗菌机理TMP竞争性抑制动力学特点Vmax不变，Km变大Vmax不变，Km变大3.非竞争性抑制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。非竞争性抑制动力学特点Km不变，Vmax减小Km不变，Vmax减小1、酶的分类（1）

氧化还原酶Oxido-reductase二、酶的分类和命名catalyzeoxidation-reductionreactions

AH2+BA+BH2如:乳酸脱氢酶催化乳酸的脱氢反应。

（2）

转移酶类TransferaseA-R＋CA＋C-R如：谷丙转氨酶催化的氨基转移反应。

（3）水解酶类Hydrolase

AB＋H2OA-H＋B-OH如：脂肪酶(Lipase)催化的脂的水解反应：

（4）

裂合酶类LyaseA-BA+B如：延胡索酸水合酶催化的反应。

（5）异构酶类IsomeraseAB如：6-磷酸葡萄糖异构酶催化的反应。6－磷酸葡萄糖6－磷酸果糖

（6）

合成酶类Synthetase

A+B+ATPA-B+ADP+Pi如:丙酮酸羧化酶催化的反应。丙酮酸+CO2+ATP草酰乙酸碳酸酐酶催化H2CO3CO2+H2O反应，它属于（

）

A.水解酶类

B.裂合酶类C.异构酶类

D.合成酶类2、酶的命名(1)国际系统命名法（systematicname）是以酶所催化的整体反应为基础，规定每一种酶的名称应当明确标明酶的底物及催化反应的性质。如：谷氨酸+丙酮酸-酮戊二酸+丙氨酸丙氨酸:-酮戊二酸氨基转移酶谷丙转氨酶(2)习惯命名法（recommendedname）根据酶的作用底物及其所催化的反应类型来命名。2.请以曲线简图表示并简要说明符合米氏动力学酶促反应中：酶浓度、底物浓度、pH、温度、竞争和非竞争性抑制剂对酶反应速度的影响。1.使用下表数据，作图判断抑制剂类型（竞争性还是非竞争性可逆抑制剂）？[S]mmol/L2.03.04.010.015.0