【文章內(nèi)容簡介】 Kiics of EnzymeCatalyzed Reaction 酶反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 主要研究酶催化的反應(yīng)速度以及影響反應(yīng)速度的各種因素。 在探討各種因素對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響時(shí)，通常測定其 初始速度 來代表酶促反應(yīng)速度，即底物轉(zhuǎn)化量 5%時(shí)的反應(yīng)速度。 一、底物濃度對(duì)反應(yīng)速度的影響 （ 一 ） 底物對(duì)酶促反應(yīng)的飽和現(xiàn)象： 反應(yīng)級(jí)數(shù) （二）米氏方程式的推導(dǎo)： Michaelis amp。 Menten 于 1913年推導(dǎo)出了上述矩形雙曲線的數(shù)學(xué)表達(dá)式，即著名的 米氏方程 。 Vmax ? [S] υ＝ Km ＋ [S] 設(shè)： ① 反應(yīng)速度為初始速度，故略去第二步中的逆過程： ② E與 S迅速生成 ES復(fù)合物，并達(dá)到平衡（穩(wěn)態(tài)）； ③ Km是所有速度常數(shù)的復(fù)合函數(shù)： E + S k+1 k1 k+2 ES E + P k1 + k+2 k+1 Km = （三） Km和 Vmax的意義： 1. 當(dāng) ?= 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 2 Vmax[S] Km + [S] = 2. 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。 E + S k+1 k1 k+2 ES E + P k1 + k+2 k+1 Km = =Ks 3. 可用于判斷反應(yīng)級(jí)數(shù) ： 當(dāng) [S]，反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)； 當(dāng) [S]100Km時(shí)， ν=Vmax，反應(yīng)為零級(jí)反應(yīng)； 當(dāng) [S]100Km時(shí)，為混合級(jí)反應(yīng)。 4. Km是酶的特征性常數(shù) ：在一定條件下 ， 某種酶的 Km值是恒定的 ， 因而可以通過測定不同酶 （ 特別是一組同工酶 ） 的 Km值 ， 來判斷是否為不同的酶 。 5. Km可用來判斷酶的最適底物 ：當(dāng)酶有幾種不同的底物存在時(shí) ， 通過測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 。 6. 可用來確定酶活性測定時(shí)所需的底物濃度 ：當(dāng) [S]=10Km時(shí) ， ν= 91%Vmax， 此時(shí)即為最合適的測定酶活性所需的底物濃度 。 7. Vmax可用于計(jì)算酶的轉(zhuǎn)換數(shù) ：當(dāng)酶的總濃度和最大速度已知時(shí) ， 可計(jì)算出酶的轉(zhuǎn)換數(shù) ，即單位時(shí)間內(nèi)每個(gè)酶分子催化底物轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)物的分子數(shù) 。 （四） Km和 Vmax的測定： 1. LineweaverBurk雙倒數(shù)作圖法： 2. Hanes作圖法： 二、酶濃度對(duì)反應(yīng)速度的影響 當(dāng)反應(yīng)系統(tǒng)中底物的濃度足夠大時(shí)，酶促反應(yīng)速度與酶濃度成 正比 ，即 ν=k[E]。 ? 0 [E] 三、溫度對(duì)反應(yīng)速度的影響 一般來說，酶促反應(yīng)速度隨溫度的增高而加快。但當(dāng)溫度增加達(dá)到某一點(diǎn)后，由于酶蛋白的熱變性作用，反應(yīng)速度迅速下降，直到完全失活。 酶促反應(yīng)速度隨溫度升高而達(dá)到一最大值時(shí)的溫度就稱為 酶的最適溫度 (optimum temperature)。 溫度對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響 酶的最適溫度與實(shí)驗(yàn)條件有關(guān)，因而它 不是酶的特征性常數(shù) 。 低溫時(shí)由于活化分子數(shù)目減少，反應(yīng)速度降低，但溫度升高后， 酶活性又可恢復(fù) 。 四、 pH對(duì)反應(yīng)速度的影響 觀察 pH對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響，通常為一“ 鐘形 ”曲線，即 pH過高或過低均可導(dǎo)致酶催化活性的下降。 酶催化活性最高時(shí)溶液的 pH值就稱為酶的 最適 pH(optimum pH)。 pH對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響 人體內(nèi)大多數(shù)酶的最適 pH在 ～ 。 酶的最適 pH不是酶的特征性常數(shù) 。 pH對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響，其原因主要是由于 pH的改變導(dǎo)致了酶的催化基團(tuán)以及底物分子的解離狀態(tài)改變或者導(dǎo)致了酶蛋白的變性。 五、抑制劑對(duì)反應(yīng)速度的影響 凡是能降低酶促反應(yīng)速度，但不引起酶分子變性失活的物質(zhì)統(tǒng)稱為 酶的抑制劑 (inhibitor)。 按照抑制劑的抑制作用 ， 可將其分為 不可逆抑制作用 (irreversible inhibition) 和 可逆抑制作用(reversible inhibition)兩大類 。 抑制劑與酶分子的必需基團(tuán) 共價(jià)結(jié)合 引起酶活性的抑制 ， 且不能采用透析等簡單方法使酶活性恢復(fù)的抑制作用就是 不可逆抑制作用 。 [E] ? [I] （一）不可逆抑制作用： 酶的不可逆抑制作用分為： ?專一性抑制 (如 有機(jī)磷農(nóng)藥 對(duì)膽堿酯酶的抑制 )； ?非專一性抑制 (如 路易士氣 對(duì)巰基酶的抑制 )。 酶的不可逆抑制作用 有機(jī)磷化合物 膽堿酯酶 失活的酶 酸 路易士氣 巰基酶 失活的酶 酸 （二）可逆抑制作用： 抑制劑以 非共價(jià)鍵 與酶分子可逆性結(jié)合造成酶活性的抑制，且可采用透析等簡單方法去除抑制劑而使酶活性完全恢復(fù)的抑制作用就是 可逆抑制作用 。 [E] ? [I] 可逆抑制作用包括 競爭性 、 反競爭性 、 和 非競爭性抑制 幾種類型 。 1. 競爭性抑制（ petitive inhibition)： 抑制劑與底物競爭與酶的同一活性中心結(jié)合，從而干擾了酶與底物的結(jié)合，使酶的催化活性降低，稱為 競爭性抑制作用 。 競爭性抑制的作用模式圖 E E S I ES EI E P + + + + I EI k+3 酶的競爭性抑制反應(yīng)模式 k3 k+2 E + S E + P ES k+1 k1 競爭性抑制的速度方程與圖形特征 Vmax ? Km Km39。 [S] Vmax/2 Km Vm [S] ? = ( 1 + [ I ] Ki ） + [S] 競爭性抑制的雙倒數(shù)圖形特征 ⑴ 競爭性抑制劑往往是酶的 底物類似物 或