4酶促反應(yīng)影響因素ppt課件

1、影響酶促反應(yīng)的因素影響酶促反應(yīng)的因素酶反應(yīng)速度酶反應(yīng)速度酶反應(yīng)速度酶反應(yīng)速度一一. .底物濃度的影響底物濃度的影響(一) 酶反應(yīng)速度與底物濃度的關(guān)系曲線一一. .底物濃度的影響底物濃度的影響(一) 酶反應(yīng)速度與底物濃度的關(guān)系曲線( (二二) ) 米氏方程米氏方程v =Vmax S Km + S ( (二二) ) 米氏方程米氏方程 對于單底物、單產(chǎn)物反應(yīng)，其反應(yīng)過程需對于單底物、單產(chǎn)物反應(yīng)，其反應(yīng)過程需經(jīng)過中間復(fù)合物經(jīng)過中間復(fù)合物ESES，即，即 1. 米氏方程的推導(dǎo)ESK1K-1ESK2K-2EPv =Vmax S Km + S ( (二二) ) 米氏方程米氏方程 1. 米氏方程的推導(dǎo)Mich

2、aelis-MentenMichaelis-Menten的三個假設(shè)：的三個假設(shè)： (2)(2)反應(yīng)體系處于穩(wěn)態(tài)反應(yīng)體系處于穩(wěn)態(tài) 即即ESES不變不變 ES ES的生成量的生成量 = ES = ES的分解量。的分解量。 S ES S0=S+ESS S ES S0=S+ESS(3)S E(3)S Ev =Vmax S Km + S (1)(1)推導(dǎo)的推導(dǎo)的v v為反應(yīng)初速度為反應(yīng)初速度ESK1K-1ESK2EPE0= E+ ESE0= E+ ESESK1K-1ESK2EPk1ES=k-1ES+k2ES=(k-k1ES=k-1ES+k2ES=(k-1+k2)ES1+k2)ES設(shè)設(shè) Km=(k-1+k

3、2)/k1 Km=(k-1+k2)/k1 ES=KmESES=KmESES=KmESES=KmESES=ES=E0 SE0 SKmKmSSv = k2ES =v = k2ES =k2k2E0SE0SKmKmSSVmax= k2E0Vmax= k2E0v =Vmax S Km + S ( (二二) ) 米氏方程米氏方程 2. 米氏方程的討論(1)(1)當(dāng)當(dāng)SS時，時， vVmax vVmax 為零級反應(yīng)為零級反應(yīng)(2)(2)當(dāng)當(dāng)S0S0時，時， vVmax/KmS vVmax/KmS 為一級反應(yīng)為一級反應(yīng)(3)(3)米氏方程的曲線米氏方程的曲線 為雙曲線為雙曲線v =Vmax S Km + S

4、( (二二) ) 米氏方程米氏方程 2. 米氏方程的討論有兩條漸近線：有兩條漸近線：當(dāng)當(dāng)SS時，時，逼向漸近線逼向漸近線 v=Vmax v=Vmax當(dāng)當(dāng)S“”-KmS“”-Km時，時，逼向漸近線逼向漸近線 S= - Km S= - Kmv =Vmax S Km + S ( (二二) ) 米氏方程米氏方程 3. 米氏方程中常數(shù)的意義(1)Vmax (1)Vmax 最大反應(yīng)速度最大反應(yīng)速度 由于由于 Vmax= k2E0 Vmax= k2E0， Vmax Vmax與酶濃度成正比，與酶濃度成正比， v =Vmax S Km + S ( (二二) ) 米氏方程米氏方程 3. 米氏方程中常數(shù)的意義(2)

5、Km 米氏常數(shù)米氏常數(shù) 由于由于 Km= (k-1+k2)/k1 ， 為復(fù)合常數(shù)。為復(fù)合常數(shù)。Km的值是當(dāng)酶促反應(yīng)速度為最大反應(yīng)速度的一半的值是當(dāng)酶促反應(yīng)速度為最大反應(yīng)速度的一半時的底物濃度。時的底物濃度。 所以所以Km的單位為濃度單位。的單位為濃度單位。Km是酶的特征常數(shù)，表示酶與底物的親和力。是酶的特征常數(shù)，表示酶與底物的親和力。Km值越大，親和力越小。值越大，親和力越小。 v =Vmax S Km + S ( (二二) ) 米氏方程米氏方程 3. 米氏方程中常數(shù)的意義(2)Km 米氏常數(shù)米氏常數(shù) v =Vmax S Km + S ( (二二) ) 米氏方程米氏方程 3. 米氏方程中常數(shù)的

6、意義 由于由于Vmax=k2E0Vmax=k2E0，k2=Vmax/E0k2=Vmax/E0 酶的轉(zhuǎn)換數(shù)是指酶充分被底物飽和時，每個酶分子酶的轉(zhuǎn)換數(shù)是指酶充分被底物飽和時，每個酶分子在單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)化底物的分子數(shù)。用在單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)化底物的分子數(shù)。用KcatKcat表示。表示。 Kcat Kcat的單位是的單位是s-1s-1。 Kcat Kcat也是酶的特征常數(shù)，反映酶的催化效率。也是酶的特征常數(shù)，反映酶的催化效率。 由于酶的高催化效率，這個值常常很高。由于酶的高催化效率，這個值常常很高。(3) k2 酶的轉(zhuǎn)換酶的轉(zhuǎn)換數(shù)數(shù)v =Vmax S Km + S ( (二二) ) 米氏方程米氏方程 3.

7、米氏方程中常數(shù)的意義一些酶的轉(zhuǎn)換數(shù)一些酶的轉(zhuǎn)換數(shù)(3) k2 酶的轉(zhuǎn)換酶的轉(zhuǎn)換數(shù)數(shù)v =Vmax S Km + S ( (二二) ) 米氏方程米氏方程 4. 米氏方程中常數(shù)的測定(1) (1) 解方程組：解方程組： 只要知道兩組只要知道兩組v,Sv,S(2) (2) 作圖法：作圖法： 比解方程組法更具統(tǒng)計意義，所以要準確。比解方程組法更具統(tǒng)計意義，所以要準確。雙倒數(shù)作圖法：即雙倒數(shù)作圖法：即 1/v - 1/S 1/v - 1/S 作圖作圖 v-Sv-S作圖法：作圖法： Vmax Vmax難確定，從而導(dǎo)致難確定，從而導(dǎo)致KmKm也難確定。也難確定。此法較前一種作圖法準確。此法較前一種作圖法準確

8、。.1vVmaxKmVmax= s 11v =Vmax S Km + S 酶濃度曲線酶濃度曲線 二二. . 酶濃度對酶反應(yīng)速度的影響酶濃度對酶反應(yīng)速度的影響 三三. pH對酶反應(yīng)速度的影響對酶反應(yīng)速度的影響 三三. pH對酶反應(yīng)速度的影響對酶反應(yīng)速度的影響 三三. pH對酶反應(yīng)速度的影響對酶反應(yīng)速度的影響 四四. 溫度對酶反應(yīng)速度的影響溫度對酶反應(yīng)速度的影響 四四. 溫度對酶反應(yīng)速度的影響溫度對酶反應(yīng)速度的影響 四四. 溫度對酶反應(yīng)速度的影響溫度對酶反應(yīng)速度的影響五五. . 激活劑對酶反應(yīng)速度的影響激活劑對酶反應(yīng)速度的影響激活劑：能提高酶活性的物質(zhì)。激活劑：能提高酶活性的物質(zhì)。 無機離子無機離

9、子 主要是金屬離子，它們有的本身就是酶的主要是金屬離子，它們有的本身就是酶的輔助因子，有的是酶的輔助因子的必要成分。輔助因子，有的是酶的輔助因子的必要成分。 如如激酶需要激酶需要Mg2+激活激活 唾液淀粉酶需要唾液淀粉酶需要Cl-激活激活五五. . 激活劑對酶反應(yīng)速度的影響激活劑對酶反應(yīng)速度的影響激活劑：能提高酶活性的物質(zhì)。激活劑：能提高酶活性的物質(zhì)。 有機小分子有機小分子 一些還原劑，如抗壞血酸、半胱氨酸，使一些還原劑，如抗壞血酸、半胱氨酸，使含含-SH的酶處于還原態(tài)。的酶處于還原態(tài)。 金屬螯合劑，如金屬螯合劑，如EDTA(乙二胺四乙酸乙二胺四乙酸)，可絡(luò)合一些重金屬雜質(zhì)，解除它們對酶的抑制

10、，可絡(luò)合一些重金屬雜質(zhì)，解除它們對酶的抑制，從而使酶活升高。從而使酶活升高。六六. . 抑制劑對酶反應(yīng)速度的影響抑制劑對酶反應(yīng)速度的影響 抑制作用：有些物質(zhì)與酶結(jié)合后，引起酶的活性中抑制作用：有些物質(zhì)與酶結(jié)合后，引起酶的活性中心或必需基團的化學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變，從心或必需基團的化學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變，從而使酶活力降低或喪失。而使酶活力降低或喪失。六六. . 抑制劑對酶反應(yīng)速度的影響抑制劑對酶反應(yīng)速度的影響 引起抑制作用的物引起抑制作用的物質(zhì)質(zhì)稱稱為為抑制抑制劑劑。抑制作用可分抑制作用可分為為兩大兩大類類：可逆抑制作用：可逆抑制作用 不可逆抑制作用不可逆抑制作用 ( (一可逆抑制作用一可逆抑制作用 可逆抑

11、制作用可分為三種類型：可逆抑制作用可分為三種類型：競爭性抑制作用競爭性抑制作用非競爭性抑制作用非競爭性抑制作用反競爭性抑制作用反競爭性抑制作用 酶與抑制劑非共價地可逆結(jié)合，當(dāng)用透析或超酶與抑制劑非共價地可逆結(jié)合，當(dāng)用透析或超濾等方法除去抑制劑后酶的活性可以恢復(fù)，這種抑濾等方法除去抑制劑后酶的活性可以恢復(fù)，這種抑制作用叫可逆抑制作用。制作用叫可逆抑制作用。( (一可逆抑制作用一可逆抑制作用 某些抑制劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)與底物相似，與底物競爭某些抑制劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)與底物相似，與底物競爭酶的活性中心并與之結(jié)合，從而減少了酶與底物的酶的活性中心并與之結(jié)合，從而減少了酶與底物的結(jié)合，因而降低酶反應(yīng)速度。這種作用稱

12、為競爭性結(jié)合，因而降低酶反應(yīng)速度。這種作用稱為競爭性抑制作用。抑制作用。1. 競爭性抑制作用ESESEPEIEI( (一可逆抑制作用一可逆抑制作用1. 競爭性抑制作用ESESEPEIEIKiV =Vmax S Km ( 1+I/ Ki ) + S Km= Km ( 1+I/ Ki ).1vVmaxKmVmax= s 11( (一可逆抑制作用一可逆抑制作用1. 競爭性抑制作用( (一可逆抑制作用一可逆抑制作用1. 競爭性抑制作用競爭性抑制中，競爭性抑制中，Vmax不變，不變，Km增大增大可通過增加底物濃度可通過增加底物濃度而使整個反應(yīng)平衡向而使整個反應(yīng)平衡向生成產(chǎn)物的方向移動，生成產(chǎn)物的方向移動

13、，因而能削弱或解除這因而能削弱或解除這種抑制作用。種抑制作用。( (一可逆抑制作用一可逆抑制作用1. 競爭性抑制作用v丙二酸與琥珀酸結(jié)構(gòu)類似，是琥珀酸脫氫酶的競爭丙二酸與琥珀酸結(jié)構(gòu)類似，是琥珀酸脫氫酶的競爭性抑制劑。性抑制劑。v 對對- -氨基苯磺酰胺氨基苯磺酰胺( (磺胺類抗生素磺胺類抗生素) )與對與對- -氨基苯甲氨基苯甲酸的結(jié)構(gòu)相似，后者是細菌合成維生素酸的結(jié)構(gòu)相似，后者是細菌合成維生素B11B11葉葉酸的原料，是二氫葉酸合成酶的底物，因此前者是酸的原料，是二氫葉酸合成酶的底物，因此前者是二氫葉酸合成酶的競爭性抑制劑，抑制了葉酸的生二氫葉酸合成酶的競爭性抑制劑，抑制了葉酸的生物合成。由

14、于人體能直接利用食物中的葉酸，而細物合成。由于人體能直接利用食物中的葉酸，而細菌不能，只能自已合成，所以磺胺藥能抑制細菌的菌不能，只能自已合成，所以磺胺藥能抑制細菌的生長，從而達到治病的效果。生長，從而達到治病的效果。( (一可逆抑制作用一可逆抑制作用 某些抑制劑結(jié)合在酶活性中心以外的部位，酶與底某些抑制劑結(jié)合在酶活性中心以外的部位，酶與底物結(jié)合后還能與抑制劑結(jié)合，同樣酶與抑制劑結(jié)合后還物結(jié)合后還能與抑制劑結(jié)合，同樣酶與抑制劑結(jié)合后還能與底物結(jié)合。但酶分子上有了抑制劑后其催化功能基能與底物結(jié)合。但酶分子上有了抑制劑后其催化功能基團的性質(zhì)發(fā)生改變，從而降低了酶活性。這種作用稱為團的性質(zhì)發(fā)生改變，

15、從而降低了酶活性。這種作用稱為非競爭性抑制作用。非競爭性抑制作用。 2. 非競爭性抑制作用ESESEPEIEIESIESIS( (一可逆抑制作用一可逆抑制作用2. 非競爭性抑制作用ESESEPEIEIESIESISV =Vm S ( 1+I/ Ki ) (Km + S )Vm= Vm / ( 1+I/ Ki ).1vVmKmVm= s 11KiKi( (一可逆抑制作用一可逆抑制作用2. 非競爭性抑制作用非競爭性抑制中，非競爭性抑制中，Vmax變小，變小，Km不變不變這種抑制作用不這種抑制作用不能用增加底物濃能用增加底物濃度的方法來消除。度的方法來消除。( (一可逆抑制作用一可逆抑制作用2. 非

16、競爭性抑制作用( (一可逆抑制作用一可逆抑制作用2. 非競爭性抑制作用例如：例如：金屬絡(luò)合劑如金屬絡(luò)合劑如EDTA、F-、CN-、N3-等等可以與絡(luò)合金屬酶中的金屬離子，從而抑可以與絡(luò)合金屬酶中的金屬離子，從而抑制酶的活性。制酶的活性。( (一可逆抑制作用一可逆抑制作用3. 反競爭性抑制作用某些抑制劑不能與游離的酶結(jié)合，而只能某些抑制劑不能與游離的酶結(jié)合，而只能在酶與底物結(jié)合成復(fù)合物后再與酶結(jié)合。在酶與底物結(jié)合成復(fù)合物后再與酶結(jié)合。當(dāng)酶分子上有了抑制劑后其催化功能被削當(dāng)酶分子上有了抑制劑后其催化功能被削弱。這種作用稱為反競爭性抑制作用。弱。這種作用稱為反競爭性抑制作用。( (一可逆抑制作用一可

17、逆抑制作用3. 反競爭性抑制作用Vm= Vm / ( 1+I/ Ki )ESESEPESIESIKiKm= Km / ( 1+I/ Ki )V =Vm S Km + S ( 1+I/ Ki ) .1vVmKm Vm= s 1 1 ( (一可逆抑制作用一可逆抑制作用3. 反競爭性抑制作用( (一可逆抑制作用一可逆抑制作用( (一可逆抑制作用一可逆抑制作用1(無抑制劑)1/S1/v234-1/Km1/Vm斜率斜率: Km / Vm2. 競爭性競爭性3. 非競爭性非競爭性4. 反競爭性反競爭性( (二不可逆抑制作用二不可逆抑制作用 抑制劑以共價鍵不可逆地與酶相結(jié)合而抑制酶抑制劑以共價鍵不可逆地與酶相

18、結(jié)合而抑制酶的活性。這種抑制作用叫不可逆抑制作用。的活性。這種抑制作用叫不可逆抑制作用。不可逆抑制劑不不可逆抑制劑不能用透析或超濾能用透析或超濾等方法去除。等方法去除。( (二不可逆抑制作用二不可逆抑制作用常見的不可逆抑制劑：常見的不可逆抑制劑： 碘乙酸碘乙酸ICH2COOHICH2COOH） 是一種烷化劑，可使巰基烷化：是一種烷化劑，可使巰基烷化： E-SH + I-CH2COOH E-S-CH2COOH + HI E-SH + I-CH2COOH E-S-CH2COOH + HI 所以它是巰基酶的抑制劑。所以它是巰基酶的抑制劑。 如抑制如抑制3-3-磷酸甘油醛脫氫酶、脲酶、磷酸甘油醛脫氫酶、脲酶、a-a-淀粉酶等淀粉酶等( (二不可逆抑制作用二不可逆抑制作用有機磷化合物有機磷化合物可使可使-OH磷酯化，所以它是活性中心有磷