酶功能以及作用

1、關(guān)于酶的功能及作用第一張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 主要內(nèi)容第一節(jié) 酶的概況第二節(jié) 酶促反應(yīng)機(jī)制第三節(jié) 酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)第四節(jié) 酶活性的調(diào)節(jié)控制第五節(jié) 酶活力測定、酶的制備第二張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月第一節(jié) 酶的概況一、酶的概念酶是一類由活細(xì)胞產(chǎn)生的，對其特異底物具有高效催化作用的蛋白質(zhì)或核酸分子。第三張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月二、酶學(xué)研究簡史公元前兩千多年，我國已有釀酒記載。 一百余年前，Pasteur認(rèn)為發(fā)酵是酵母細(xì)胞生命活動(dòng)的結(jié)果。 1878年，Kuhne首次提出 Enzyme 一詞。 1897年，Buchner兄弟用不含細(xì)胞的酵

2、母提取液，實(shí)現(xiàn)了發(fā)酵。 1926年，Sumner首次從刀豆中提純出脲酶結(jié)晶。 1982年，Cech首次發(fā)現(xiàn)RNA也具有酶的催化活性，提出核酶（ribozyme）的概念。1995年，發(fā)現(xiàn)脫氧核酶。第四張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月三、酶的化學(xué)本質(zhì) 1大多數(shù)酶是蛋白質(zhì) 1926年美國Sumner得到脲酶的結(jié)晶，并指出酶是蛋白質(zhì). 1930年Northrop等得到了胃蛋白酶、胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶的結(jié)晶，并進(jìn)一步證明了酶是蛋白質(zhì)。J.B.SumnerJ.H.Northrop第五張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月證據(jù)：引起蛋白質(zhì)變性的理化因素，可引起酶失活兩性電解質(zhì)水解產(chǎn)生

3、氨基酸受蛋白水解酶作用失活具有膠體的性質(zhì)化學(xué)反應(yīng)第六張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月2核酶 1982年美國T. Cech（切克）等人發(fā)現(xiàn)四膜蟲的rRNA前體能在完全沒有蛋白質(zhì)的情況下進(jìn)行自我加工，發(fā)現(xiàn)RNA有催化活性。 Thomas Cech University of Colorado at Boulder, USA Sidney Altman Yale University New Haven, CT, USA Cech和Altman（阿爾特曼）各自獨(dú)立地發(fā)現(xiàn)了RNA的催化活性，并命名這一類酶為ribozyme（核酶）第七張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月第八張，

4、PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月第九張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月3有些DNA也有催化活性 1995年Cuenoud等發(fā)現(xiàn)有些DNA分子亦具有催化活性。4抗體酶（abzyme)抗體酶：指具有催化功能的抗體分子，在抗體分子的可變區(qū)（即肽鏈的N端）是識別抗原的活性區(qū)域，這部分區(qū)域被賦予了酶的屬性。 1986年美國Schultz和Lerner兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室同時(shí)在Science上發(fā)表論文，報(bào)道他們成功地得到了具有催化活性的抗體。第十張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月四、酶促反應(yīng)的特點(diǎn)1.酶與一般催化劑的共同點(diǎn)在反應(yīng)前后沒有質(zhì)和量的變化； 只能催化熱力學(xué)允許的化學(xué)反應(yīng)；

5、 只能加速可逆反應(yīng)的進(jìn)程，而不改變反應(yīng)的平衡點(diǎn)。第十一張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月酶促反應(yīng)具有極高的效率酶促反應(yīng)具有高度的特異性酶促反應(yīng)的可調(diào)節(jié)性酶促反應(yīng)要求嚴(yán)格的環(huán)境條件酶易失活2.酶促反應(yīng)的特點(diǎn) 第十二張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 五、酶的專一性（特異性）酶的專一性是指酶對它所催化的反應(yīng)及其底物具有的嚴(yán)格的選擇性，通常一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。 第十三張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月類型第十四張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月酶的專一性（特異性，specificity） 1、絕對專一性（absolute specific

6、ity） 例: 第十五張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月（1）族專一性（基團(tuán)專一性，group specificity） 相對專一性（relative specificity） A B 或 A B如-D-葡萄糖苷酶 第十六張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）鍵專一性 A B第十七張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月3、立體專一性（stereospecificity） （1）D-，L-立體異構(gòu)專一性 （2）幾何異構(gòu)專一性 第十八張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月（3）酶能區(qū)分從有機(jī)化學(xué)觀點(diǎn)來看是屬于對稱分子中兩個(gè)等 同的基團(tuán)，只催化其中的一個(gè)基團(tuán)

7、，而不催化另一個(gè)。 例1： 若甘油激酶不能區(qū)分兩個(gè)CH2OH基團(tuán)，則會(huì)生成 :和第十九張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月例2： 第二十張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月六、酶的分類1.根據(jù)酶所作用的反應(yīng)性質(zhì)第二十一張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月六大類酶催化反應(yīng)的性質(zhì) 氧化還原酶類（oxido-reductases） 催化氧化還原反應(yīng)的酶，包括氧化酶類、脫氫酶類、過氧化氫酶、過氧化物酶等。 第二十二張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月（1）氧化酶類：催化底物脫氫，并氧化生成H2O或H2O2 。鄰苯二酚氧化酶（EC 1.10.3.1，鄰苯二酚：氧氧

8、化酶） 鄰苯二酚鄰苯醌第二十三張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）脫氫酶類：直接催化底物脫氫 A2H + B A + B2H 例：乳酸脫氫酶（EC 1.1.1.27，L-乳酸：NAD+氧化還原酶） 乳酸丙酮酸第二十四張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月轉(zhuǎn)移酶類（transferases） 催化基團(tuán)的轉(zhuǎn)移 例：谷丙轉(zhuǎn)氨酶（GPT）（EC 2.6.1.2，L-丙氨酸： 酮戊二酸氨基轉(zhuǎn)移酶） 第二十五張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月水解酶類（hydrolases） AB + H2O AOH + BH 第二十六張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月裂合酶

9、類（lyases） 從底物移去一個(gè)基團(tuán)而形成雙鍵或逆反應(yīng) AB A + B 例1：第二十七張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月例2：第二十八張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月異構(gòu)酶類（isomerase） 催化異構(gòu)化反應(yīng) 例：第二十九張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月連接酶類（ligases, 也稱synthetases合成酶類） 將兩個(gè)小分子合成一個(gè)大分子，通常需要ATP供能。 例： 第三十張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月（連接酶）（異構(gòu)）（裂合）（水解）第三十一張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月2.根據(jù)酶的分子組成第三十二張，PP

10、T共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月結(jié)合酶各部分作用： 酶蛋白:決定反應(yīng)特異性 輔助因子：決定反應(yīng)種類和性質(zhì)第三十三張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月輔助因子-金屬離子 A.穩(wěn)定酶蛋白構(gòu)象：穩(wěn)定酶蛋白催化活性所必需的分子構(gòu)象B.構(gòu)成酶的活性中心：作為酶的活性中心的組成成分，參與構(gòu)成酶的活性中心C.連接作用：作為橋梁，將底物分子與酶蛋白螯合起來D.傳遞電子、原子或基團(tuán)E.中和陰離子，降低反應(yīng)中的靜電斥力第三十四張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月第三十五張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月輔助因子-小分子有機(jī)化合物 主要作用是參與酶的催化作用，在催化中起著原子、

11、電子或某些化學(xué)基團(tuán)的傳遞。 種類很多，分子結(jié)構(gòu)中常含有維生素或維生素類物質(zhì)第三十六張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月第三十七張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月（共價(jià)結(jié)合）第三十八張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月3.根據(jù)酶的結(jié)構(gòu)單體酶 通常為一條多肽鏈，但也有由二硫鍵相連的多條多肽鏈的情況。寡聚酶 兩個(gè)或兩個(gè)以上亞基組成的酶多酶復(fù)合體有幾種功能相關(guān)的酶靠非共價(jià)鍵彼此嵌合形成的一個(gè)復(fù)合物稱為多酶復(fù)合體。多酶體系 在完整細(xì)胞內(nèi)的某一代謝過程中，由幾個(gè)酶形成的反應(yīng)體系。多酶體系的存在增加了整個(gè)代謝反應(yīng)的催化效率，同時(shí)便于機(jī)體對酶的調(diào)控。第三十九張，PPT共一百七十

12、三頁，創(chuàng)作于2022年6月七、酶的命名 根據(jù)國際酶學(xué)委員會(huì)的建議，每個(gè)酶允許有兩個(gè)名稱：習(xí)慣名和系統(tǒng)名。1. 習(xí)慣命名法：底物名 + “酶” 如淀粉酶有時(shí)在名字前加上酶的來源。 如胃蛋白酶反應(yīng)性質(zhì)+“酶” 如水解酶 習(xí)慣名一般比較簡短，使用方便；但缺乏系統(tǒng)性，不夠精確，有時(shí)會(huì)一酶數(shù)名或一名數(shù)酶的現(xiàn)象。第四十張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 2. 系統(tǒng)命名法 底物名 + 反應(yīng)類型 + “酶” 若底物二個(gè)或二個(gè)以上，則所有底物都需寫出，各底物間以冒號隔開。若底物中有水，可省略。所有底物的構(gòu)型都應(yīng)標(biāo)明。反應(yīng)類型指酶學(xué)委員會(huì)規(guī)定的六種。 例如 “乳酸脫氫酶”的系統(tǒng)名為“L-乳酸 : NA

13、D+氧化還原酶”第四十一張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月酶的標(biāo)碼: 國際酶學(xué)委員會(huì)規(guī)定，每個(gè)酶都有唯一的特定標(biāo)碼。如乙醇脫氫酶的編碼是：EC1.1.1.1第一個(gè)“1” 第1大類，即氧化還原酶類；第二個(gè)“1” 第1亞類，供氫體為CHOH；第三個(gè)“1” 第1亞亞類，受氫體為NAD+；第四個(gè)“1” 在亞亞類中的順序號又如乳酸脫氫酶的編碼是：EC1.1.1.27第四十二張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月第四十三張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 第二節(jié) 酶促反應(yīng)機(jī)制第四十四張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月活性中心的基團(tuán)均屬必需基團(tuán)，但必需基團(tuán)還包括活

14、性中心以外的其他一些基團(tuán)，它們在維持酶的空間結(jié)構(gòu)、酶活性的調(diào)節(jié)、免疫等方面起著重要的作用。一、 酶的活性部位1. 酶的活性中心有必需基團(tuán)組成的，具有一定空間結(jié)構(gòu)的，直接與底物結(jié)合，并與酶催化作用直接有關(guān)的結(jié)構(gòu)區(qū)域（微區(qū)）稱為酶的活性中心.第四十五張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月2.必需基團(tuán)與酶活性有關(guān)的基團(tuán)叫必需基團(tuán)（essential group ）酶分子中氨基酸側(cè)鏈的化學(xué)基團(tuán)中，一些與酶活性密切相關(guān)的化學(xué)基團(tuán)第四十六張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 活性中心（active center）外的必需基團(tuán)必需基團(tuán) 結(jié)合基團(tuán)：與底物相結(jié)合 活性中心內(nèi)的必需基團(tuán) 催化基團(tuán)

15、：催化底物轉(zhuǎn)化成產(chǎn)物 活性中心外的必須基團(tuán)維持酶活性中心應(yīng)有的空間構(gòu)象或作為調(diào)節(jié)劑的結(jié)合部位所必需。第四十七張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月第四十八張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月例：胰凝乳蛋白酶的肽鏈折疊（示活性中心） 第四十九張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月第五十張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月結(jié)合部位：底物在此與酶分子結(jié)合。一個(gè)酶的結(jié)合部位又可以分為各種亞位點(diǎn)，分別與底物的不同部位結(jié)合。催化部位：底物的敏感鍵在此被打斷或形成新的鍵，從而發(fā)生一定的化學(xué)反應(yīng)。一個(gè)酶的催化部位可以不止一個(gè)。第五十一張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022

16、年6月3.酶的活性中心的特點(diǎn) 都是酶分子表面的一個(gè)凹穴，有一定的大小和形狀，但它們不是剛性的，在與底物接觸時(shí)表現(xiàn)一定的柔性。 活性部位為非極性的微環(huán)境，這有利于與底物的結(jié)合。在活性中心內(nèi)還含有少數(shù)極性基團(tuán)直接與底物相作用。第五十二張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月溶菌酶活性中心為一裂縫，可以容納肽多糖的六個(gè)單糖基，并與之形成氫鍵和范德華力。結(jié)合基團(tuán)是101位的天冬氨酸和108位的色氨酸催化基團(tuán)是35位的谷氨酸和52位的天冬氨酸。第五十三張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月二、酶促反應(yīng)機(jī)理活化分子：反應(yīng)中能量較高的、能發(fā)生有效碰撞的分子，叫做活化分子活化能：在一定溫度下，1

17、摩爾底物全部進(jìn)入活化態(tài)所需要的自由能。單位kJ/mol 第五十四張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月第五十五張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月酶的催化機(jī)理是降低活化能第五十六張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月例 2H2O22H2O+O2 反 應(yīng)活化能非催化反應(yīng)75.24kJ/mol鈀催化反應(yīng)48.9kJ/molH2O2酶催化8.36kJ/mol第五十七張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月三、中間產(chǎn)物學(xué)說 酶催化時(shí)，酶活性中心首先與底物結(jié)合生成一種酶-底物復(fù)合物（ES），此復(fù)合物再分解釋放出酶，并生成產(chǎn)物。 一般化學(xué)反應(yīng)歷程： S P 酶促反應(yīng)歷程：

18、S + E ES E + P第五十八張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月四、 誘導(dǎo)契合學(xué)說（INDUCED-FIT HYPOTHESIS） 1958年Koshland提出“誘導(dǎo)契合學(xué)說”： 酶分子活性中心的結(jié)構(gòu)原來并非和底物的結(jié)構(gòu)互相吻合，但酶的活性中心是柔性的而非剛性的。當(dāng)?shù)孜锱c酶相遇時(shí)，可誘導(dǎo)酶活性中心的構(gòu)象發(fā)生相應(yīng)的變化，其上有關(guān)的各個(gè)基團(tuán)達(dá)到正確的排列和定向，因而使底物和酶能完全契合，結(jié)合成中間絡(luò)合物，并有利于催化反應(yīng)的進(jìn)行。當(dāng)反應(yīng)結(jié)束后產(chǎn)物從酶上脫落下來后，酶的活性中心又恢復(fù)了原來的構(gòu)象。第五十九張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月第六十張，PPT共一百七十三頁，

19、創(chuàng)作于2022年6月第六十一張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月第六十二張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月五、與酶的高效率催化有關(guān)的因素 1鄰近效應(yīng)與定向效應(yīng)鄰近效應(yīng)：指酶和底物結(jié)合形成中間復(fù)合物時(shí)，底物分子之間，酶的催化基團(tuán)與底物之間結(jié)合與同一分子，使有效濃度增加，從而使反應(yīng)速率增加的效應(yīng)（兩個(gè)反應(yīng)的分子，它們反應(yīng)的基團(tuán)需要互相靠近，才能反應(yīng)）。 定向效應(yīng): 指酶的催化基團(tuán)與底物的反應(yīng)基團(tuán)之間的正確定向。 第六十三張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月第六十四張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月2張力效應(yīng)和底物的形變第六十五張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)

20、作于2022年6月 3廣義的酸堿催化酸堿催化：瞬時(shí)向反應(yīng)物中提供質(zhì)子或從反應(yīng)物中提供質(zhì)子以穩(wěn)定過渡態(tài)，加速反應(yīng)。狹義的酸堿催化：在水溶液中通過高反應(yīng)性的H+離子或OH -離子對化學(xué)反應(yīng)速度表現(xiàn)出的催化作用。廣義的酸堿催化：通過H+離子或OH -離子及能提供H+離子或OH -離子的供體進(jìn)行的催化 組成酶活性中心的極性基團(tuán)，在底物的變化中起質(zhì)子的供體或受體的作用。第六十六張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月酶活性中心處可以提供質(zhì)子或接受質(zhì)子而起廣義酸堿催化作用的功能基團(tuán)有： 谷氨酸、天冬氨酸側(cè)鏈上的羧基 絲氨酸、酪氨酸中的羥基 半胱氨酸中的巰基 賴氨酸側(cè)鏈上的氨基 精氨酸中的胍基 組氨酸

21、中的咪唑基第六十七張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月第六十八張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月第六十九張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 4共價(jià)催化它是指酶活性中心處的極性基團(tuán)，在催化時(shí)，能分別放出電子或汲取電子并作用于底物的缺電子中心或負(fù)電中心，迅速形成不穩(wěn)定的共價(jià)中間復(fù)合物，降低反應(yīng)活化能，使反應(yīng)加劇。根據(jù)活性中心處極性基團(tuán)對底物進(jìn)攻的方式不同，共價(jià)催化可分為親電催化與親核催化兩種。 第七十張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月活性中心處的親核基團(tuán)有： 絲氨酸的羥基 半胱氨酸的巰基 組氨酸的咪唑基底物上典型的親電中心：磷酰基、?；?、糖基第七十一張

22、，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月特別注意：組氨酸的咪唑基既是很強(qiáng)的親核基團(tuán)，又是有效的廣義酸堿功能基團(tuán)。影響酸堿催化反應(yīng)速度的因素有兩個(gè)第一個(gè)是酸堿的強(qiáng)度：在這些功能基團(tuán)中，組氨酸的咪唑基的解離情況pK值為6.0，在生理pH條件下，既可以作質(zhì)子的供體又可作質(zhì)子的受體。因此，咪唑基是催化中最有效最活潑的一個(gè)催化功能基團(tuán)；第二個(gè)是這些功能基團(tuán)供出質(zhì)子或接受質(zhì)子的速度，其中的咪唑基的情況特別突出，它供出或接受質(zhì)子的速度十分迅速，其半衰期小于10-10秒。而且，供出或接受質(zhì)子的速度幾乎相等。由于咪唑基有如此的優(yōu)點(diǎn)，所以雖然組氨酸在大多數(shù)蛋白質(zhì)中含量很少，卻很重要，在許多酶的活性中心處都含有

23、組氨酸。推測很可能在生物進(jìn)化過程中，它不是作為一般的結(jié)構(gòu)蛋白成分，而是被選擇作為酶分子中的催化結(jié)構(gòu)而存在下來的。具有酸堿催化特征的酶促反應(yīng)，酶與底物結(jié)合成的中間產(chǎn)物是離子型絡(luò)合物。第七十二張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月使底物靠攏使底物分子產(chǎn)生應(yīng)力使底物分子電荷變化第七十三張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 5. 金屬離子催化 6. 多元催化和協(xié)同效應(yīng) 7. 活性部位微環(huán)境的影響第七十四張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月注意：一種酶的催化反應(yīng)常常是多種催化機(jī)制的綜合作用，這是酶促反應(yīng)高效率的重要原因 第七十五張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月第

24、三節(jié) 酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)KINETICS OF ENZYME-CATALYZED REACTION 酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué):研究各種因素對酶促反應(yīng)速率的影響，并加以定量的闡述。第七十六張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月酶促反應(yīng)速度的測定第七十七張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月影響因素包括有： 酶濃度、底物濃度、pH、溫度、抑制劑、激活劑等。 研究一種因素的影響時(shí)，其余各因素均恒定。第七十八張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月一、酶濃度對反應(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=kE。 第七十九張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022

25、年6月二、溫度對反應(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。 第八十張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月第八十一張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月三、PH對反應(yīng)速度的影響 觀察pH對酶促反應(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。第八十二張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月第八十三張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于202

26、2年6月最適pH (optimum pH)：酶催化活性最大時(shí)的環(huán)境pH。0酶活性 pH胃蛋白酶 淀粉酶 膽堿酯酶 246810第八十四張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月（一）底物對酶促反應(yīng)的飽和現(xiàn)象：研究前提：單底物、單產(chǎn)物反應(yīng) 酶促反應(yīng)速度一般在規(guī)定的反應(yīng)條件下，用單位時(shí)間內(nèi)底物的消耗量和產(chǎn)物的生成量來表示 反應(yīng)速度取其初速度，即底物的消耗量在5以內(nèi)的反應(yīng)速度 底物濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于酶濃度四、底物濃度對反應(yīng)速度的影響 第八十五張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月當(dāng)?shù)孜餄舛容^低時(shí)：反應(yīng)速率與底物濃度呈正比；反應(yīng)為一級反應(yīng)隨底物濃度增加：反應(yīng)速率不再呈正比例增加反應(yīng)為混合級反應(yīng)當(dāng)

27、底物濃度高達(dá)一定程度：反應(yīng)速率不再增加；反應(yīng)為零級反應(yīng)在其他因素不變的條件下，底物濃度對反應(yīng)速率的影響呈矩形雙曲線型第八十六張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 第八十七張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月（二）米氏方程式的推導(dǎo) Michaelis & 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(Michaelis equation) 。 V 不同的底物濃度時(shí)的反應(yīng)速率；S 底物濃度；Vmax 最大反應(yīng)速率；Km 米氏常數(shù) 第八十八張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月Michaelis-Menten的三個(gè)假設(shè)： (1)推導(dǎo)的v為

28、反應(yīng)初速度 產(chǎn)物的生成量很少 k2的反應(yīng)忽略不計(jì)。 (2)反應(yīng)體系處于穩(wěn)態(tài) 即ES不變 ES的生成量 = ES的分解量(3)S E S ES 第八十九張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月ES生成速度：，ES分解速度：當(dāng)酶反應(yīng)體系處于恒態(tài)時(shí)：即：令：則：(1)經(jīng)整理得：由于酶促反應(yīng)速度由ES決定，即，所以(2)將（2）代入（1）得：(3)當(dāng)Et=ES時(shí)，(4)所以 將（4）代入（3），則：米氏方程的推導(dǎo)恒態(tài)法第九十張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月（三）KM的意義：1. 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。即當(dāng)=Vmax/2時(shí)，Km=S。第九十一張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年6月2. Km值的大小可以近似反應(yīng)酶與底物親和力的大小。Km越小，酶與底物的親和力越大。 3.可用于判斷反應(yīng)級數(shù)：當(dāng)S100Km時(shí)，=Vmax，反應(yīng)為零級反應(yīng)；當(dāng)0.01KmSE。 第一百六十四張，PPT共一百七十三頁，創(chuàng)作于2022年