文档介绍：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
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”(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。(25C,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。
(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
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。

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(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:
米氏方程
(2)
(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)
令:
Km
所以
(5)
(2)
所以:
(6)
当所有的酶被底物饱和时,[ES]=[E] 则:Vmax=K3[E] (7)
Vmax=K3[E] (7)
(6)
将(7)代入(6)得:
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