【文章內容簡介】 值， 此時，酶活性部位全部被底物占據，反應速度 v與底物濃度 [S]無關，表現為零級反應。 Vmax[S] Km + [S] V＝ ──── ][][m a x SkK Svvm??m axvv ?當反應速度為最大反應速度一半時 ? Km值的推導 Km＝ [S] ∴ Km值等于 酶促反應速度為最大反應速度一半時的 底物濃度，單位是 mol/L。 2 ＝ Km + [S] Vmax Vmax[S] Vmax V [S] Km Vmax/2 (1) 當 ν=Vmax/2時， Km=[S]。因此， Km等于酶促反應速度達最大值一半時的底物濃度。 Vmax的意義 (2)Km是酶的特征性常數 ： 只與酶的性質有關 ， 與酶的濃度無關 。 在一定條件下 ， 某種酶的 Km值是恒定的 ， 但是當pH、 溫度 、 離子強度等條件改變時 ， Km也會改變 。 (3) Km可用來判斷酶的最適底物： 當酶有幾種不同的底物存在時 ， 通過測定酶在不同底物存在時的 Km值 ， Km值最小者 ， 即為該酶的最適底物 。 (5) 可根據 Km計算某一底物濃度下反應速度相當于 Vmax的百分率 。 如當 [S]=3Km時代入米氏方程 ][][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的方向和途徑 。 ? 生物體的代謝作用往往是在多酶體系下進行的 ， 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 當丙酮酸濃度較低時 ， 不能同時被幾種酶作用 ， Km較小的酶促反應占優(yōu)勢 ， 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的反應速度，與酶濃度成正比。 Vmax也是一個常數，與 Km相似， 同一種酶對不同底物的Vmax也不同， pH、溫度和離子強度等因素也影響其大小。 意義： 當 [S]很大時， Vmax= k3 [E] k3為一個一級反應速率常數，表示當酶被底物飽和時每秒鐘每分子酶轉換的底物分子數，即 轉換數 。 k3越大，表示酶的催化效率越高。 m值與Ｖ max值的測定 1. 雙倒數作圖法 (double reciprocal plot) Vmax[S] Km+[S] V = 兩邊同取倒數 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雙倒數作圖法 斜率 =Km/Vmax 1/Km 1/Vmax 例題： 1/v對 1/[S]的雙倒數作圖得到的直線斜率為 103min， 在 1/v軸上的截距為 ， 計算 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) 反應速度v/[nmol/()] 6 105 14 7 105 58 9 104 62 2 103 71 102 作業(yè)：由過氧化氫酶催化地反應得到如下的數據 （ 1） 計算 vmax和 Km （ 2） 當 [S]= 104nmol/()時 ， 酶促反應的速度是多少 ？ 練習 ，可出現下列哪一種效應 （ ） A．不增加反應速度 B． 1/[S]對 1/V作圖所得直線的斜率減少 C． Vmax保持不變 D． V達到 1/2Vmax時的底物濃度增大 （ ） A．測定速度為反應初速度，即 S消耗 5%時的速度 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說 D．當反應達到恒穩(wěn)狀態(tài)時，中間產物 ES的形成速度不等于其解離速度 3．下列酶促反應的敘述哪些是正確的（ ）不定項選擇 A．底物濃度過量和不受限制時，反應速度與酶濃度成正比 B．底物濃度過量時，反應呈零級反應 C．底物濃度低時，反應速度與底物濃度成正比 D．底物濃度與酶濃度相等時可達最大反應速度 Km值為 ，試問要使此酶所催化的反應速度達最大反應速度的 80%時底物濃度應是多少？（ ） A． ． ． ． Pr的酶活性中心常出現的殘基有 Asp、 Thr、 Ser、 Glu等。（ ） 6. 輔酶與輔基的區(qū)別只在于它們與蛋白質結合牢固程度不同，并無嚴格的界限。（ ） 三、酶濃度對反應速度的影響 ?當 [S]＞＞ [E]， 酶可被底物飽和的情況下 ， 反應速度與酶濃度成正比 。 ?關系式為： V = K3 [E] 0 V [E] 當 [S][E]時， Vmax = k3 [E] 酶濃度對反應速度的影響 1． 最適溫度及影響因素 溫度對酶促反應速度的影響有兩個方面： ① 提高溫度 ， 加快反應速度 。 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 。 大多數酶都有一個最適溫度 。 溫度系數 Q10：溫度升高 10℃ ， 反應速度與原來的反應速度之比 ， 大多數酶的 Q10一般為 12。 溫血動物的酶 ， 最適溫度 35℃ — 40℃ ， 植物酶最適溫度40℃ — 50℃ ， 細菌 Taq DNA聚合酶 70℃ 。 最適溫度不是酶的特征常數 ， 它與底物種類 、 作用時間 、pH、 離子強度 等因素有關 。 10 20 30 40 50 60 70 80 90020406080100T e mp e r a t u r e OCRelative Activity (%)四、溫度對酶促反應速度的影響 五、 pH對反應速度的影響 ? 最適 pH (optimum pH)： 使酶促反應速度達到最大時的介質 pH。 0 酶 活 性 pH pH對某些酶活性的影響 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 影響酶蛋白構象 ， 過酸或過堿會使酶變性 。 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解離，這些基團的離子化狀態(tài)影響酶的專一性及活性中心構象。 六、 激活劑對反應速度的影響 ? 能夠促使酶促反應速度加快的物質稱為酶的激活劑 。 ? 酶的激活劑大多數是無機離子 ， 如 K+、Mg2+、 Mn2+、 Cl等 。 無機離子的激活作用 （ 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+常可替代 。 ★ 激活劑的濃度不同 ， 作用不同 對于 NADP+合成酶 ， Mg2+ (5~10) 103mol/L 激活作用 Mg2+ 30 103mol/L 酶活性下降 簡單有機分子的激活作用 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 。 蛋白酶對酶原的激活 ?酶原 (zymogen) 有些酶在細胞內合成或初分泌時只是酶的無活性前體，此前體物質稱為酶原。 ?酶原的激活 在一定條件下，酶原向有活性酶轉化的過程。 ? 酶原激活的機理 酶 原 分子構象發(fā)生改變 形成或 暴露出酶的活性中心 一個或幾個特定的 肽鍵斷裂 ，水解掉一個或幾個短肽 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程 胰蛋白酶對胰臟蛋白酶原的激活 ? 酶原激活的生理意義 避免細胞產生的酶對細胞進行自身消化 ，并使酶在特定的部位和環(huán)境中發(fā)揮作用，保證體內代謝正常進行。 如出血性胰腺炎是由于蛋白酶在未進入小腸時就被激活，造成蛋白酶水解自身胰腺細胞。 有的酶原可以視為 酶的儲存形式 。在需要時，酶原適時地轉變成有活性的酶，發(fā)揮其催化作用。 七、抑制劑對反應速度的影響： 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。 抑制劑多與活性中心內、外必需基團相結合，從 而抑制酶的活性。 根據抑制劑與酶結合的緊密程度不同，酶的抑制 作用可分為： 不可逆性抑制 可逆性抑制：競爭性抑制、非競爭性抑制、 反競爭性抑制。 （一）不可逆性抑制作用 定義：抑制劑與酶的必需基團以 共價鍵 相結合 而引起酶失活，不能用透析、超濾等方 法予以去除。 二者結合，可以是局限于活性中心上的必需基 團－ 專一性抑制劑 也可以不局限于活性中心上的必需基團－ 非專 一性抑制劑 舉例： ⑴ 有機磷中毒： 作用于羥基酶，專一性抑制劑 有機磷化合物 （農藥敵百蟲、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 合，使酶失活。 解磷定 (PAM) 可解除有機磷化合物對羥基酶的 抑制作用。 ? 有機磷 ＋ 膽堿酯酶 →磷?；? →乙酰膽堿 ↑↑ （活性 ） （失活） ↓ 磷酰化解磷定 ← 解磷定 ↓ 神經興奮 膽堿酯酶 中毒癥狀 （活性） 有機磷化合物 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 有機砷、有機汞化合物： 作用于 巰基酶 , 非專一性抑制劑 化學毒氣 路易士氣（芥子氣） 是砷化物，可與酶 分子的巰基結合，抑制巰基酶的活性。 二巰基丙醇 (BAL) 又稱 抗路易士氣 ，含有兩個巰 基，可與毒劑結合，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與砷劑結合物 ←