《生物化学》课程PPT教学课件：第九章 酶促反应动力学

第九章酶促反应动力学

第九章 酶促反应动力学

化学动力学基础 1、化学动力学基础:了解反应速率及其测定、反应分子数 和反应级数、各级反应的特征(351页)。 2、什么叫酶促反应动力学?( Kinetics of enzyme- catalyzed reaction 酶促反应动力学是研究酶促反应的速度以及影响 此速度的各种因素的科学,是酶工程研究中的一个 重要内容

1、化学动力学基础：了解反应速率及其测定、反应分子数 和反应级数、各级反应的特征（351页）。 2、什么叫酶促反应动力学？(Kinetics of enzyme-catalyzed reaction ) 酶促反应动力学是研究酶促反应的速度以及影响 此速度的各种因素的科学，是酶工程研究中的一个 重要内容。 一、化学动力学基础

二、底物浓度对酶反应速度的影响 1、底物浓度对酶促反应速度的影响01 在低底物浓度时,反应速度与 底物浓度成正比,表现为一级 反应特征。 360 当底物浓度达到一定值,几 乎所有的酶都与底物结合后, 40 反应速度达到最大值 20 Mmax),此时再增加底物 浓度,反应速度不再增加,表 现为零级反应 02468101214161820 酶被底物饱和现象和“中间 Concentration of Substrate(umol/L) 络合物”假说 k1 k2 E+S分ES→E+P

二、底物浓度对酶反应速度的影响 1、底物浓度对酶促反应速度的影响 ◼在低底物浓度时, 反应速度与 底物浓度成正比，表现为一级 反应特征。 ◼当底物浓度达到一定值，几 乎所有的酶都与底物结合后， 反应速度达到最大值 （Vmax），此时再增加底物 浓度，反应速度不再增加，表 现为零级反应。 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0 20 40 60 80 100 Concentration of Substrate(umol/L) Rate of Reaction(v) 酶被底物饱和现象和“中间 络合物”假说 k1 k2 E + S  ES → E + P k-1

二、底物浓度对酶反应速度的影响 2、酶促反应的动力学方程式—米氏学说的提出 (1)1913年 Michaelis和 Menten提出酶促动力学的基本原理—米氏方 程 Vmax s 当反应速度等于最大速度一半 Km s 时即V=1/2max,Km=[S] 上式表示米氏常数是反应速度 nKm即为米氏常数, 为最大值的一半时的底物浓度 ax为最大反应速度 因此米氏常数的单位为mo/L When s is very low(>Km), Vo=Vmax

2、酶促反应的动力学方程式——米氏学说的提出 （1）1913年Michaelis 和 Menten提出酶促动力学的基本原理——米氏方 程 V= Vmax [S] Km + [S] ◼Km 即为米氏常数， ◼Vmax为最大反应速度 ◼当反应速度等于最大速度一半 时,即V = 1/2 Vmax, Km = [S] ◼上式表示,米氏常数是反应速度 为最大值的一半时的底物浓度。 ◼因此,米氏常数的单位为mol/L。 二、底物浓度对酶反应速度的影响 When [S] is very low (>Km), Vo=Vmax

二、底物浓度对酶反应速度的影响 2、酶促反应的动力学方程式一米氏学说的提出 (2)米氏常数(Km)的意义 1、Km值是酶的特征常数之一,跟只跟酶的性质有关,而与酶的浓度 无关(359页)。 2、Km值作为常数只是对一定的底物、一定的pH、一定的温度条件 而言,测定酶的Km值可以作为鉴别酶的一种手段。 3、1/Km可以表示酶对底物亲和力的大小,1/Km越大,表明亲和力 越大,多底物酶有不同的Km值,最适底物的Km值最小。 4、Km值与米氏方程的应用

（2）米氏常数（Km）的意义 1、Km值是酶的特征常数之一，跟只跟酶的性质有关，而与酶的浓度 无关（359页）。 2、 Km值作为常数只是对一定的底物、一定的pH、一定的温度条件 而言，测定酶的Km值可以作为鉴别酶的一种手段。 3、1/ Km可以表示酶对底物亲和力的大小，1/ Km越大，表明亲和力 越大，多底物酶有不同的Km值， 最适底物的Km值最小。 4、 Km值与米氏方程的应用 二、底物浓度对酶反应速度的影响 2、酶促反应的动力学方程式——米氏学说的提出

二、底物浓度对酶反应速度的影响 2、酶促反应的动力学方程式—米氏学说的提出 (3)米氏常数的求法一双倒数作图法(362页) 1 Km V Vmax [s] Vmax Vmax s Km s

（3） 米氏常数的求法——双倒数作图法（362页） 1 Km 1 1 ⎯⎯⎯ = ⎯⎯  ⎯⎯⎯ + ⎯⎯ V Vmax [S] Vmax V= Vmax [S] Km + [S] 二、底物浓度对酶反应速度的影响 2、酶促反应的动力学方程式——米氏学说的提出

双倒数作图法 斜率=Km/Vmax 1.0 08 1/K 04 12 1/Vmax 1/[S (1/mmoLL

-4 -2 0 2 4 6 8 10 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1/[S](1/mmol.L-1) 1/v 双倒数作图法 斜率=Km/Vmax -1/Km 1/Vmax

二、底物浓度对酶反应速度的影响 3、多底物的酶促反应动力学 E+A+B===eaB==E+p+Q 1、依次反应机理 丿 rare 2 E+S1、ES1、ESS2→E+P1+P2 2、随 B+S1、1EP1E、S2)E+P2 3、乒乓反应机理 ES

二、底物浓度对酶反应速度的影响 3、多底物的酶促反应动力学 E + A + B === EAB===E + P + Q 1、依次反应机理 2、随机机理 3、乒乓反应机理

pH对酶反应速度的影响 100 在一定的pH下, 80 酶具有最大的催量叫 化活性,通常称此夏 p为最适pH 20 pH

三、 pH对酶反应速度的影响 ◼ 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。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 20 40 60 80 100 pH Relative Activity (%)

四、温度对酶反应速度的影响 100 方面是温度升高酶促 反应速度加快。 80 另一方面温度升高酶的 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 20 适温度。在最适温度条 件下反应速度最大 102030405060708090 Temperature

四、 温度对酶反应速度的影响 ◼ 一方面是温度升高,酶促 反应速度加快。 ◼ 另一方面,温度升高,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。 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 20 40 60 80 100 Temperature OC Relative Activity (%)