【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 值， 此時(shí)，酶活性部位全部被底物占據(jù)，反應(yīng)速度 v與底物濃度 [S]無(wú)關(guān)，表現(xiàn)為零級(jí)反應(yīng)。 Vmax[S] Km + [S] V＝ ──── ][][m a x SkK Svvm??m axvv ?當(dāng)反應(yīng)速度為最大反應(yīng)速度一半時(shí) ? Km值的推導(dǎo) Km＝ [S] ∴ Km值等于 酶促反應(yīng)速度為最大反應(yīng)速度一半時(shí)的 底物濃度，單位是 mol/L。 2 ＝ Km + [S] Vmax Vmax[S] Vmax V [S] Km Vmax/2 (1) 當(dāng) ν=Vmax/2時(shí)， Km=[S]。因此， Km等于酶促反應(yīng)速度達(dá)最大值一半時(shí)的底物濃度。 Vmax的意義 (2)Km是酶的特征性常數(shù) ： 只與酶的性質(zhì)有關(guān) ， 與酶的濃度無(wú)關(guān) 。 在一定條件下 ， 某種酶的 Km值是恒定的 ， 但是當(dāng)pH、 溫度 、 離子強(qiáng)度等條件改變時(shí) ， Km也會(huì)改變 。 (3) Km可用來(lái)判斷酶的最適底物： 當(dāng)酶有幾種不同的底物存在時(shí) ， 通過(guò)測(cè)定酶在不同底物存在時(shí)的 Km值 ， Km值最小者 ， 即為該酶的最適底物 。 (5) 可根據(jù) Km計(jì)算某一底物濃度下反應(yīng)速度相當(dāng)于 Vmax的百分率 。 如當(dāng) [S]=3Km時(shí)代入米氏方程 ][][m a xSKSvvm ??m a xm a x 33 vKKKvvmmm ????(4) Km可以反映酶與底物親和力的大小。 Km越小，酶與底物的親和力越大。 (6) Km可幫助推斷某一代謝反應(yīng)的方向和途徑 。 ? 生物體的代謝作用往往是在多酶體系下進(jìn)行的 ， 同一種底物可以被幾種不同的酶催化 如丙酮酸 →乳酸脫氫酶 →乳酸 Km= 105 丙酮酸脫氫酶 →乙酰 CoA Km= 103 丙酮酸脫羧酶 →乙醛 Km= 103 當(dāng)丙酮酸濃度較低時(shí) ， 不能同時(shí)被幾種酶作用 ， Km較小的酶促反應(yīng)占優(yōu)勢(shì) ， 所以可以推斷容易走乳酸脫氫酶催化丙酮酸形成乳酸的途徑 。 Vmax 定義： Vm是酶完全被底物飽和時(shí)的反應(yīng)速度，與酶濃度成正比。 Vmax也是一個(gè)常數(shù)，與 Km相似， 同一種酶對(duì)不同底物的Vmax也不同， pH、溫度和離子強(qiáng)度等因素也影響其大小。 意義： 當(dāng) [S]很大時(shí)， Vmax= k3 [E] k3為一個(gè)一級(jí)反應(yīng)速率常數(shù)，表示當(dāng)酶被底物飽和時(shí)每秒鐘每分子酶轉(zhuǎn)換的底物分子數(shù)，即 轉(zhuǎn)換數(shù) 。 k3越大，表示酶的催化效率越高。 m值與Ｖ max值的測(cè)定 1. 雙倒數(shù)作圖法 (double reciprocal plot) Vmax[S] Km+[S] V = 兩邊同取倒數(shù) 1/Km 1/Vmax 1/[S] 1/V m a xm a x1][11vSvKvm ???4 2 0 2 4 6 8 101/[S ](1/m m ol .L1)1/v雙倒數(shù)作圖法 斜率 =Km/Vmax 1/Km 1/Vmax 例題： 1/v對(duì) 1/[S]的雙倒數(shù)作圖得到的直線斜率為 103min， 在 1/v軸上的截距為 ， 計(jì)算 vmax和 Km Lnm olkvKvKk mm / 23m a xm a x?? ???????斜率m i n )./(m a x2m a xmln m o lvvv ????? ?縱截距?底物濃度[S]/(mol/L) 反應(yīng)速度v/[nmol/()] 6 105 14 7 105 58 9 104 62 2 103 71 102 作業(yè)：由過(guò)氧化氫酶催化地反應(yīng)得到如下的數(shù)據(jù) （ 1） 計(jì)算 vmax和 Km （ 2） 當(dāng) [S]= 104nmol/()時(shí) ， 酶促反應(yīng)的速度是多少 ？ 練習(xí) ，可出現(xiàn)下列哪一種效應(yīng) （ ） A．不增加反應(yīng)速度 B． 1/[S]對(duì) 1/V作圖所得直線的斜率減少 C． Vmax保持不變 D． V達(dá)到 1/2Vmax時(shí)的底物濃度增大 （ ） A．測(cè)定速度為反應(yīng)初速度，即 S消耗 5%時(shí)的速度 B． [So][E] C． ES解離生成 E+S的速度顯著快于 ES形成 P+E的速度，或稱之為快速平衡學(xué)說(shuō) D．當(dāng)反應(yīng)達(dá)到恒穩(wěn)狀態(tài)時(shí)，中間產(chǎn)物 ES的形成速度不等于其解離速度 3．下列酶促反應(yīng)的敘述哪些是正確的（ ）不定項(xiàng)選擇 A．底物濃度過(guò)量和不受限制時(shí)，反應(yīng)速度與酶濃度成正比 B．底物濃度過(guò)量時(shí)，反應(yīng)呈零級(jí)反應(yīng) C．底物濃度低時(shí)，反應(yīng)速度與底物濃度成正比 D．底物濃度與酶濃度相等時(shí)可達(dá)最大反應(yīng)速度 Km值為 ，試問(wèn)要使此酶所催化的反應(yīng)速度達(dá)最大反應(yīng)速度的 80%時(shí)底物濃度應(yīng)是多少？（ ） A． ． ． ． Pr的酶活性中心常出現(xiàn)的殘基有 Asp、 Thr、 Ser、 Glu等。（ ） 6. 輔酶與輔基的區(qū)別只在于它們與蛋白質(zhì)結(jié)合牢固程度不同，并無(wú)嚴(yán)格的界限。（ ） 三、酶濃度對(duì)反應(yīng)速度的影響 ?當(dāng) [S]＞＞ [E]， 酶可被底物飽和的情況下 ， 反應(yīng)速度與酶濃度成正比 。 ?關(guān)系式為： V = K3 [E] 0 V [E] 當(dāng) [S][E]時(shí)， Vmax = k3 [E] 酶濃度對(duì)反應(yīng)速度的影響 1． 最適溫度及影響因素 溫度對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響有兩個(gè)方面： ① 提高溫度 ， 加快反應(yīng)速度 。 ② 提高溫度 ， 酶變性失活 。 顯示最大酶活力的溫度 ， 叫作 最適溫度 。 大多數(shù)酶都有一個(gè)最適溫度 。 溫度系數(shù) Q10：溫度升高 10℃ ， 反應(yīng)速度與原來(lái)的反應(yīng)速度之比 ， 大多數(shù)酶的 Q10一般為 12。 溫血?jiǎng)游锏拿?， 最適溫度 35℃ — 40℃ ， 植物酶最適溫度40℃ — 50℃ ， 細(xì)菌 Taq DNA聚合酶 70℃ 。 最適溫度不是酶的特征常數(shù) ， 它與底物種類 、 作用時(shí)間 、pH、 離子強(qiáng)度 等因素有關(guān) 。 10 20 30 40 50 60 70 80 90020406080100T e mp e r a t u r e OCRelative Activity (%)四、溫度對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響 五、 pH對(duì)反應(yīng)速度的影響 ? 最適 pH (optimum pH)： 使酶促反應(yīng)速度達(dá)到最大時(shí)的介質(zhì) pH。 0 酶 活 性 pH pH對(duì)某些酶活性的影響 胃蛋白酶 淀粉酶 膽堿酯酶 2 4 6 8 10 pH影響酶活力的因素 ① 影響酶蛋白構(gòu)象 ， 過(guò)酸或過(guò)堿會(huì)使酶變性 。 ② 影響酶和底物分子解離狀態(tài) ， 尤其是酶活性中心的解離狀態(tài) ， 最終影響 ES形成 。 ③影響酶和底物分子中另外一些基團(tuán)解離，這些基團(tuán)的離子化狀態(tài)影響酶的專一性及活性中心構(gòu)象。 六、 激活劑對(duì)反應(yīng)速度的影響 ? 能夠促使酶促反應(yīng)速度加快的物質(zhì)稱為酶的激活劑 。 ? 酶的激活劑大多數(shù)是無(wú)機(jī)離子 ， 如 K+、Mg2+、 Mn2+、 Cl等 。 無(wú)機(jī)離子的激活作用 （ 1） 金屬離子： K+ 、 Na+、 Mg2+ 、 Zn2+、 Fe 2+ 、 Ca2+ （ 2） 陰離子： Cl、 Br 、 PO43 （ 3） 氫離子 ★ 不同的離子激活不同的酶 。 ★ 不同離子之間有拮抗作用和可替代作用 ， 如 Na+與 K+、 Mg2+與 Ca2+之間常常拮抗 ， 但 Mg2+與 Zn2+?？商娲?。 ★ 激活劑的濃度不同 ， 作用不同 對(duì)于 NADP+合成酶 ， Mg2+ (5~10) 103mol/L 激活作用 Mg2+ 30 103mol/L 酶活性下降 簡(jiǎn)單有機(jī)分子的激活作用 ① 還原劑 （ 如 Cys、 還原型谷胱甘肽 ） 能激活某些活性中心含有 — SH的酶 。 ② 金屬螯合劑 （ EDTA） 能去除酶中重金屬離子 ，解除抑制作用 。 蛋白酶對(duì)酶原的激活 ?酶原 (zymogen) 有些酶在細(xì)胞內(nèi)合成或初分泌時(shí)只是酶的無(wú)活性前體，此前體物質(zhì)稱為酶原。 ?酶原的激活 在一定條件下，酶原向有活性酶轉(zhuǎn)化的過(guò)程。 ? 酶原激活的機(jī)理 酶 原 分子構(gòu)象發(fā)生改變 形成或 暴露出酶的活性中心 一個(gè)或幾個(gè)特定的 肽鍵斷裂 ，水解掉一個(gè)或幾個(gè)短肽 在特定條件下 賴 纈 天 天 天 天 甘 異 賴 纈 天 天 天 天 纈 組 絲 S S S S 46 183 甘 異 纈 組 絲 S S S S 腸激酶 胰蛋白酶 活性中心 胰蛋白酶原的激活過(guò)程 胰蛋白酶對(duì)胰臟蛋白酶原的激活 ? 酶原激活的生理意義 避免細(xì)胞產(chǎn)生的酶對(duì)細(xì)胞進(jìn)行自身消化 ，并使酶在特定的部位和環(huán)境中發(fā)揮作用，保證體內(nèi)代謝正常進(jìn)行。 如出血性胰腺炎是由于蛋白酶在未進(jìn)入小腸時(shí)就被激活，造成蛋白酶水解自身胰腺細(xì)胞。 有的酶原可以視為 酶的儲(chǔ)存形式 。在需要時(shí)，酶原適時(shí)地轉(zhuǎn)變成有活性的酶，發(fā)揮其催化作用。 七、抑制劑對(duì)反應(yīng)速度的影響： 抑制劑 （ inhibitor – I ）：凡能使酶的催化活性下 降而不引起酶蛋白變性的物質(zhì)。 抑制劑多與活性中心內(nèi)、外必需基團(tuán)相結(jié)合，從 而抑制酶的活性。 根據(jù)抑制劑與酶結(jié)合的緊密程度不同，酶的抑制 作用可分為： 不可逆性抑制 可逆性抑制：競(jìng)爭(zhēng)性抑制、非競(jìng)爭(zhēng)性抑制、 反競(jìng)爭(zhēng)性抑制。 （一）不可逆性抑制作用 定義：抑制劑與酶的必需基團(tuán)以 共價(jià)鍵 相結(jié)合 而引起酶失活，不能用透析、超濾等方 法予以去除。 二者結(jié)合，可以是局限于活性中心上的必需基 團(tuán)－ 專一性抑制劑 也可以不局限于活性中心上的必需基團(tuán)－ 非專 一性抑制劑 舉例： ⑴ 有機(jī)磷中毒： 作用于羥基酶，專一性抑制劑 有機(jī)磷化合物 （農(nóng)藥敵百蟲(chóng)、敵敵畏、 1059等） 特異地與膽堿酯酶活性中心 絲氨酸殘基的羥基 結(jié) 合，使酶失活。 解磷定 (PAM) 可解除有機(jī)磷化合物對(duì)羥基酶的 抑制作用。 ? 有機(jī)磷 ＋ 膽堿酯酶 →磷?；? →乙酰膽堿 ↑↑ （活性 ） （失活） ↓ 磷?；饬锥? ← 解磷定 ↓ 神經(jīng)興奮 膽堿酯酶 中毒癥狀 （活性） 有機(jī)磷化合物 羥基酶 失活的酶 酸 R O R 39。 O P O X + H O E R O R 39。 O P O O E + H X ⑵ 有機(jī)砷、有機(jī)汞化合物： 作用于 巰基酶 , 非專一性抑制劑 化學(xué)毒氣 路易士氣（芥子氣） 是砷化物，可與酶 分子的巰基結(jié)合，抑制巰基酶的活性。 二巰基丙醇 (BAL) 又稱 抗路易士氣 ，含有兩個(gè)巰 基，可與毒劑結(jié)合，解除重金屬鹽引起的巰基酶 中毒。 ? 路易士氣 ＋ 巰基酶 → 失活的酶 → 人畜中毒 （活性） BAL與砷劑結(jié)合物 ←