底物濃度對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響課件

生物化學(xué)與分子生物學(xué)王順副教授遼寧醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院生物化學(xué)與分子生物學(xué)教研室生物化學(xué)與分子生物學(xué)王順副教授遼寧醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院概念研究各種因素對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響，并加以定量的闡述。影響因素包括有酶濃度、底物濃度、pH、溫度、抑制劑、激活劑等?！芯恳环N因素的影響時(shí)，其余各因素均恒定。概念※研究一種因素的影響時(shí)，其余各因素均恒定。底物濃度對(duì)反應(yīng)速率影響

的作圖呈矩形雙曲線單底物、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(lái)表示反應(yīng)速度取其初速度，即底物的消耗量很?。ㄒ话阍?﹪以?xún)?nèi)）時(shí)的反應(yīng)速度底物濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于酶濃度研究前提E+S

k1k2k3ESE+P底物濃度對(duì)反應(yīng)速率影響

的作圖呈矩形雙曲線單底物、單產(chǎn)物反應(yīng)在其他因素不變的情況下，底物濃度對(duì)反應(yīng)速度的影響呈矩形雙曲線關(guān)系。在其他因素不變的情況下，底物濃度對(duì)反應(yīng)速度的影響呈矩形當(dāng)?shù)孜餄舛容^低時(shí)反應(yīng)速度與底物濃度成正比；反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)。[S]VVmax當(dāng)?shù)孜餄舛容^低時(shí)反應(yīng)速度與底物濃度成正比；[S]VVmax隨著底物濃度的增高反應(yīng)速度不再成正比例加速；反應(yīng)為混合級(jí)反應(yīng)。[S]VVmax隨著底物濃度的增高反應(yīng)速度不再成正比例加速；[S]VVmax當(dāng)?shù)孜餄舛雀哌_(dá)一定程度反應(yīng)速度不再增加，達(dá)最大速度；反應(yīng)為零級(jí)反應(yīng)[S]VVmax當(dāng)?shù)孜餄舛雀哌_(dá)一定程度反應(yīng)速度不再增加，達(dá)最大速度；[S]V中間產(chǎn)物解釋酶促反應(yīng)中底物濃度和反應(yīng)速率關(guān)系的最合理學(xué)說(shuō)是中間產(chǎn)物學(xué)說(shuō)：（一）米－曼氏方程式揭示單底物反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)特性E+S

k1k2k3ESE+P中間產(chǎn)物解釋酶促反應(yīng)中底物濃度和反應(yīng)速率關(guān)系的最合理學(xué)說(shuō)底物濃度對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響課件※1913年Michaelis和Menten提出反應(yīng)速度與底物濃度關(guān)系的數(shù)學(xué)方程式，即米－曼氏方程式，簡(jiǎn)稱(chēng)米氏方程式(Michaelisequation)。[S]：底物濃度V：不同[S]時(shí)的反應(yīng)速度Vmax：最大反應(yīng)速度(maximumvelocity)

Km：米氏常數(shù)(Michaelisconstant)

ＶVmax[S]

Km+[S]

＝※1913年Michaelis和Menten提出反應(yīng)速度與底米－曼氏方程式推導(dǎo)基于兩個(gè)假設(shè)：1.E與S形成ES復(fù)合物的反應(yīng)是快速平衡反應(yīng)，而ES分解為E及P的反應(yīng)為慢反應(yīng)，反應(yīng)速度取決于慢反應(yīng)即

V＝k3[ES]。(1)2.S的總濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于E的總濃度，因此在反應(yīng)的初始階段，S的濃度可認(rèn)為不變即[S]＝[St]。米－曼氏方程式推導(dǎo)基于兩個(gè)假設(shè)：推導(dǎo)過(guò)程穩(wěn)態(tài)：是指ES的生成速度與分解速度相等，即[ES]恒定。K1([Et]－[ES])[S]＝K2[ES]+K3[ES]K2+K3＝Km

（米氏常數(shù)）

K1令：則(2)變?yōu)?([Et]－[ES])[S]＝Km[ES](2)＝([Et]－[ES])[S]K2+K3[ES]K1整理得：推導(dǎo)過(guò)程穩(wěn)態(tài)：是指ES的生成速度與分解速度相等，即[ES]當(dāng)?shù)孜餄舛群芨?，將酶的活性中心全部飽和時(shí)，即[Et]＝[ES]，反應(yīng)達(dá)最大速度Vmax＝K3[ES]＝K3[Et](5)[ES]＝───[Et][S]Km+[S](3)

整理得:將(5)代入(4)得米氏方程式：Vmax[S]

Km+[S]

V＝────將(3)代入(1)得K3[Et][S]Km+[S](4)

V＝────當(dāng)?shù)孜餄舛群芨撸瑢⒚傅幕钚灾行娜匡柡蜁r(shí)，即[Et]＝[ES（二）Km與Vm是有意義的酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)Km值的推導(dǎo)Km與Vmax的意義（二）Km與Vm是有意義的酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)Km值的推導(dǎo)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]VmaxV[S]KmVmax/2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]∴K

Km與Vmax的意義定義：Km等于酶促反應(yīng)速率為最大反應(yīng)速率一半時(shí)的底物濃度。意義：1.Km是酶的特征性常數(shù)之一，只與酶的結(jié)構(gòu)、底物和反應(yīng)環(huán)境（如，溫度、pH、離子強(qiáng)度）有關(guān)，與酶的濃度無(wú)關(guān)。2.Km可近似表示酶對(duì)底物的親和力；3.同一酶對(duì)于不同底物有不同的Km值。Km值Km與Vmax的意義定義：Km等于酶促反應(yīng)速率為最大反應(yīng)速Km最小的底物大多數(shù)是此酶的天然底物

如：己糖激酶對(duì)葡萄糖的Km1.5mmol/L

對(duì)果糖的Km28mmol/L

所以葡萄糖為最適底物一種酶對(duì)每一種底物都各有一個(gè)特定的KmKm最小的底物大多數(shù)是此酶的天然底物

Vmax定義：Vmax是酶完全被底物飽和時(shí)的反應(yīng)速度，與酶濃度成正比。意義：Vmax=K3[E]如果酶的總濃度已知，可從Vmax計(jì)算酶的轉(zhuǎn)換數(shù)(turnovernumber)，即動(dòng)力學(xué)常數(shù)K3。Vmax意義：Vmax=K3[E]（三）Ｋm值與Ｖmax值可以通過(guò)作圖法求取1.雙倒數(shù)作圖法(doublereciprocalplot)，又稱(chēng)為林-貝氏(Lineweaver-Burk)作圖法

Vmax[S]Km+[S]V=（林－貝氏方程）+1/V=KmVmax1/Vmax1/[S]兩邊同取倒數(shù)1/[S]1/V

-1/Km

1/Vm（三）Ｋm值與Ｖmax值可以通過(guò)作圖法求取1