第四节酶促反应的动力学 酶活力与酶反应速度 1.酶活力( enzyme actiⅳi):也称酶活性,指酶 催化一定化学反应的能力。其大小可用在一定条 件下,它所催化的某一化学反应的反应速度 ( reaction rate)来表示。 2.酶反应速度:用单位时间内、单位体积中底物 的减少量或增加量来表示。单位:浓度/单位时 间
第四节 酶促反应的动力学 一、酶活力与酶反应速度 1. 酶活力（enzyme activity）：也称酶活性，指酶 催化一定化学反应的能力。其大小可用在一定条 件下，它所催化的某一化学反应的反应速度 （reaction rate）来表示。 2. 酶反应速度：用单位时间内、单位体积中底物 的减少量或增加量来表示。单位：浓度/单位时 间
斜率=浓度/时间=v 度物 引起酶反应速度降低的原因: 底物浓度的降低; 酶的部分失活;产物对酶的抑制; 产物增加引起的逆反应速度的增加等 时间 研究酶反应速度以 酶反应速度曲线 酶促反应的初速度 initial speed 为准
产 物 浓 度 酶反应速度曲线 时间 斜率=浓度/时间= 引起酶反应速度降低的原因： 底物浓度的降低； 酶的部分失活；产物对酶的抑制； 产物增加引起的逆反应速度的增加等 研究酶反应速度以 酶促反应的初速度 （initial speed） 为准
3、酶的活力单位 (1)酶的活力单位(U- activity unit):1961年, 提出用“国际单位”(U)表示酶活力,即:1个酶 活力单位,是指在特定条件下,1分钟内能转化1微摩尔 底物的酶量,或转化底物中1微摩尔有关基团的酶量。 (25°C最适底物浓度和最适pH)1U= umol/min 1972年,提出新的酶活力国际单位:最适条件下,每秒 钟能催化1mo底物转化为产物所需的酶量,定为 1Kat=1mo/s所以:1Kat=60X106IU 习惯用法:每小时催化1克底物所需的酶量。 (2)酶的比活力:每亳克酶蛋白所具有的酶活力单位数 用U/mg蛋白、山/mg蛋白、Kat/mg蛋白表示。实 质表示单位蛋白质的催化能力
3、 酶的活力单位 (1).酶的活力单位（U-activity unit）：1961年， 提出用“国际单位”（IU）表示酶活力， 即：1个酶 活力单位，是指在特定条件下，1分钟内能转化1微摩尔 底物的酶量，或转化底物中1微摩尔有关基团的酶量。 (25C,最适底物浓度和最适pH） 1IU=mol/min 1972年，提出新的酶活力国际单位：最适条件下，每秒 钟能催化1mol底物转化为产物所需的酶量，定为 1Kat=1mol/s 所以：1Kat=60X106 IU 习惯用法：每小时催化1克底物所需的酶量。 (2).酶的比活力：每毫克酶蛋白所具有的酶活力单位数， 用U/mg蛋白、 IU/mg蛋白、 Kat/mg蛋白 表示。实 质表示单位蛋白质的催化能力
4、酶活力测定方法 (1)分光光度法( spectrophotometry):多 利用产物在紫外或可见光部分的光吸收性质 选择适当浪长,测定反应过程的进行情况。简 便、节约时间和样品,可以检测nmo/L水平的 变化。 (2)荧光法 fluorometry):主要利用底物或产 物的荧光性质。灵敏度高,但易受到干扰。 (3)同位素测定法:同位素标记底物,反应后 经分离,检测产物的脉冲数,即可换算成酶的 活力单位。灵敏度最高。 4)由化注·n计氢由都法
（1）分光光度法（spectrophotometry）：多 利用产物在紫外或可见光部分的光吸收性质， 选择适当波长，测定反应过程的进行情况。简 便、节约时间和样品，可以检测nmol/L水平的 变化。 （2）荧光法(fluorometry)：主要利用底物或产 物的荧光性质。灵敏度高，但易受到干扰。 （3）同位素测定法：同位素标记底物，反应后 经分离，检测产物的脉冲数，即可换算成酶的 活力单位。灵敏度最高。 （4）电化学方法：pH计、 氧电极法 4、 酶活力测定方法
、影响酶促反应速度的因素 1.底物浓度对酶促反应速度的影响 1903年, Henri 在低底物浓度时反应 用蔗糖酶水解蔗 速度与底物浓度成正比, s糖的实验 表现为一级反应特征。 当底物浓度达到一定值, 60 反应速度达到最大值 40 (Mnax),此时再增 加底物浓度,反应速度 20 不再增加,表现为零级 02468101214161820 反应。 Concentration of Substrate(umol/L)
二、影响酶促反应速度的因素 ◼ 在低底物浓度时, 反应 速度与底物浓度成正比， 表现为一级反应特征。 ◼ 当底物浓度达到一定值， 反应速度达到最大值 （Vmax），此时再增 加底物浓度，反应速度 不再增加，表现为零级 反应。 1.底物浓度对酶促反应速度的影响 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0 20 40 60 80 100 Concentration of Substrate(umol/L) Rate of Reaction(v) 1903年，Henri 用蔗糖酶水解蔗 糖的实验
(1)酶与底物的中间络合物学说(Henr和 Wurtz) S+E←ES→P+E 1913年前后, Michaelis和 Menten在前人工作的基础 假定S+E·ES快速建立平衡,底物浓度远远大 于酶浓度,ES分解产物的逆反应忽略不计,推导 出下列方程: (2) Vmax[S]米氏方程 Km+ s
（1）酶与底物的中间络合物学说（Henri和Wurtz） S+E ES P+E 1913年前后，Michaelis和Menten在前人工作的基础 上， 假定 S+E ES 快速建立平衡，底物浓度远远大 于酶浓度， ES分解产物的逆反应忽略不计，推导 出下列方程： V= Vmax [S] Km + [S] （2） 米氏方程
(3)米氏方程的推导 在 Michaelis和 Menten的酶促反应动力学基础上, 1925年, Briggs和 Haldane提出酶反应分两步进行, 即“稳态平衡”理论: 第一步 E+8BEs(1)E的浓度与(1)(2)都有关系 K2 [E]为酶的总浓度 [ES]为中产物浓度 第二步:EsK3:g+p [E]-[ES]为游离酶浓度 K4 (2) [S]为底物浓度 由于[S]>>[E所以 [S]-[ES]≈[S] ES的形成速度为:4mn(6)(3) dt d] ES的分解速度: dt K2 LES]+K3 ESI (4)
（3）米氏方程的推导 ◼ 在Michaelis和Menten的酶促反应动力学基础上， 1925年，Briggs和Haldane提出酶反应分两步进行， 即“稳态平衡”理论： 第一步： 第二步： （1） （2） ES的浓度与（1）（2）都有关系 [E] 为酶的总浓度 [ES] 为中产物浓度 [E]-[ES] 为游离酶浓度 [S] 为底物浓度 由于[S][E]所以 [S]-[ES][S] ES的形成速度为： （3） ES的分解速度： （4）
K1([E]-[ES])XIS]- K2LES]+K3LES] [E]-[ES])X[S] K2+K3 ESI K1 令:2+3 Km KI ([E]-[Es])X[S] [E][S] Km所以[ES] LESI Km s]
令： Km 所以
E][S] IES]= (5) Km s] K3 ES E+P(2) K4 「ETTs y=K3[ES]所以:vK3 (6) Km sl 当所有的酶被底物饱和时,[ES]=[E]则: Vmax=k3IE (7)
（5） （2） 所以： （6） 当所有的酶被底物饱和时，[ES]=[E] 则： Vmax=K3[E] (7)
VmaxEk3[E TEST V=k3 Km ls] 将(7)代入(6)得 100 Vmax S 米氏方程 80 Km + s 60 S]>Km时v=max 20 当[S]=Km时v=Vmax/2 68101214161820 Concentration of Substrate(umo/L)
Vmax=K3[E] (7) （6） 将（7）代入（6）得： V= Vmax [S] Km + [S] 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0 20 40 60 80 100 Concentration of Substrate(umol/L) Rate of Reaction(v) 米氏方程 当[S]Km时，v=Vmax/Km[S] 当[S]Km时,v=Vmax 当[S]=Km时,v=Vmax/2