您所在位置： &
&nbsp&&nbsp&nbsp&&nbsp
酶催化反应动力学资料.ppt 108页
本文档一共被下载：
次 ,您可全文免费在线阅读后下载本文档。
需要金币：350 &&
你可能关注的文档：
··········
··········
第一章酶催化反应动力学第一节酶催化反应原理酶和一般催化剂的共性能够改变化学反应的速度，但是不改变化学反应平衡。酶本身在反应前后不发生变化。降低反应的活化能，加速反应的进行。酶作为生物催化剂的特性高效性高度专一性：反应专一性，底物专一性酶的催化活性可被调控易变性和失活：强酸、强碱、高温等，故反应条件温和：一般在pH5～8水溶液中进行，反应温度范围为20～40?C。酶的活性中心非必需基团必需基团活性部位（活性中心）接触基团结合基团（结合中心）催化基团（催化中心）辅助基团酶的专一性机制锁钥学说诱导契合学说酶的高效性机制广义的酸碱催化共价催化邻近效应和定向效应扭曲变形和构象变化多元催化和协同效应第二节单底物酶催化反应动力学一、米氏方程的建立速率控制步骤1、快速平衡假设限速步骤快速平衡酶的总量保持不变动力学方程2、“拟稳态”假设活性中间复合物浓度的时间变化曲线活性中间复合物的浓度不随时间变化酶的总量保持不变二、米氏方程的特征---动力学特征米氏常数最大反应速率一级反应零级反应（1）、活性中心被底物占据一半时的底物浓度。当V=1/2Vmax时，Km=[S]。（2）、Km是特征常数，一般只与酶的性质、底物种类及反应条件有关，与酶的浓度无关。（3）、Km可近似表示表示酶与底物的亲和力Km=(K2+K3)/K1=Ks+K3/K1当K1、K2&&K3时，Km近似等于Ks，因此，1/Km可近似表示酶与底物的亲和力大小（4）、Km与天然底物Km最小或最高Vm/Km比值的底物称之为该酶的最适底物或天然底物。（5）、已知Km，可根据[S]推算V，或由V推算[S]（6）、了解酶的Km及[S]推知是否受[S]调节（7）、用于鉴别原级同工酶、次级同工酶。（8）、测定不同抑制剂对某个酶的Km值的影响判断抑制类型（非竞争性抑制剂米氏常数不变，最大反应速度减小；竞争性抑制剂米氏常数增大，最大反应速度不变。）（9）、催化可逆反应的酶：测定Km和[S]推测催化反应的方向及程度。化学动力学：研究反应速率和反应进程间的关系。一级反应:反应速率只与反应物的浓度的一次方成正比。二级反应:反应速率与反应物浓度的二次方(或两种物质浓度的乘积)成正比。零级反应:反应速率与反应物浓度无关。酶促反应动力学1913年Michaelis和Menten推导了米氏方程Michaelis-Menten方程(1913年)米氏方程的特征酶和底物的重要性A反应速率和酶浓度的关系反应物足够多的时候,反应速率和酶的浓度成正比因为酶的催化机理是和底物结合,反应物足够多的时候,酶越多反应越快,而且这个规律接近正比的规律B反应速率和底物浓度的关系在底物浓度很低时，反应速度随底物浓度的增加而急骤加快，两者呈正比关系，表现为一级反应。随着底物浓度的升高，反应速度不再呈正比例加快，反应速度增加的幅度不断下降。如果继续加大底物浓度，反应速度不再增加，表现为0级反应。此时，无论底物浓度增加多大，反应速度也不再增加，说明酶已被底物所饱和。所有的酶都有饱和现象，只是达到饱和时所需底物浓度各不相同而已。cs&&Km，酶大部分游离态；直线，正比例，一级反应cs&&Km，酶大部分复合态；水平线，零级反应介于两者之间时，双曲线，混合级米氏常数（Km）的意义Km：反应速度为最大速度一半时的底物浓度。Km是酶的一个的特征常数。(底物、温度，pH、离子强度)Km可判断酶的专一性和天然底物。Km可表示酶与底物的亲和力。从Km的大小，可以知道正确测定酶活力时所需的底物浓度。Km值可以帮助推断某一代谢反应的方向和途径及代谢反应链的限速步骤。1.Km是酶的一个特征性常数，只与酶的性质有关，与酶的浓度无关。2.Km除了与底物类别有关，还与pH、温度有关，所以Km是一个物理常数，是对一定的底物、一定的pH、一定的温度而言的。3.如酶能催化几种不同的底物，对每种底物都有一个特定的Km值，其中Km值最小的称该酶的最适底物。∵Km=（k2+k3)/k1Km≈k2/k1∴Km可以看作ES的解离常数ks：k1k2k3当k2＞＞k3时4.Km与Ks：Km不等于Ks，只有在特殊情况下，Km才可表示酶和底物的亲和力。5.当反应速度达到最大反应速度的90%，则90%Vmax=100%Vmax[S]/(Km+[S])即[S]=9Km在进行酶活力测定时，通常用4Km的底物浓度即可。6.Km可以推断某一代谢物在体内可能的代谢途径:丙酮酸乳酸乙酰CoA乙醛乳酸脱氢酶（1.7×10-5）丙酮酸脱氢酶（1.3×10-3）丙酮酸脱羧酶（1.0×10-3）当丙酮酸浓度较低时，代谢走哪条途径决定于Km最小的酶。Km值越小,底物与酶的亲和力越强,反应越迅速三、动力学参数的求解（rmax、Km）双倒数法(LinewearBurk):对米氏方程两侧取
正在加载中，请稍后...2013公卫助理医师考试基础辅导：酶促反应的动力学-公共卫生助理执业医师考试-青年人网
青年人品牌推荐:
您现在的位置：&&>>&&>>&&>>&&>>&&>>&正文
2013公卫助理医师考试基础辅导：酶促反应的动力学
来源：青年人()& & 【公共卫生助理执业医师考试】
　　酶促反应动力学(kineticsof enzyme-catalyzed reactions)是研究酶促反应速度及其影响因素的科学。这些因素主要包括酶的浓度、底物的浓度、pH、温度、抑制剂和激活剂等。在研究某一因素对酶促反应速度的影响时，应该维持反应中其它因素不变，而只改变要研究的因素。但必须注意，酶促反应动力学中所指明的速度是反应的初速度，因为此时反应速度与酶的浓度呈正比关系，这样避免了反应产物以及其他因素的影响。
　　酶促反应动力学的研究有助于阐明酶的结构与功能的关系，也可为酶作用机理的研究提供数据；有助于寻找最有利的反应条件，以最大限度地发挥酶催化反应的高效率；有助于了解酶在代谢中的作用或某些药物作用的机理等，因此对它的研究具有重要的理论意义和实践意义。
　　一、酶浓度对反应速度的影响
　　在一定的温度和pH条件下，当底物浓度大大超过酶的浓度时，酶的浓度与反应速度呈正比关系(图2-7) 　　二、底物浓度对反应速度的影响
　　在酶的浓度不变的情况下，底物浓度对反应速度影响的作用呈现矩形双曲线(rectangular hyperbola)(图2-8)。
图2-7 酶浓度对反应初速度的影响
图2-8 底物浓度对反应初速度的影响
　　在底物浓度很低时，反应速度随底物浓度的增加而急骤加快，两者呈正比关系，表现为一级反应。随着底物浓度的升高，反应速度不再呈正比例加快，反应速度增加的幅度不断下降。如果继续加大底物浓度，反应速度不再增加，表现为0级反应。此时，无论底物浓度增加多大，反应速度也不再增加，说明酶已被底物所饱和。所有的酶都有饱和现象，只是达到饱和时所需底物浓度各不相同而已。
　　(一)米曼氏方程式
　　解释酶促反应中底物浓度和反应速度关系的最合理学说是中间产物学说。酶首先与底物结合生成酶椀孜锔春衔?中间产物)，此复合物再分解为产物和游离的酶。
　　Michaelis和Menten在前人工作的基础上，经过大量的实验，1913年前后提出了反应速度和底物浓度关系的数学方程式，即著名的米椔?戏匠淌?michaelismenten equation)．
　　V=Vmax[S]/Km+[S]
　　Vmax指该酶促反应的最大速度，[S]为底物浓度，Km是米氏常数，V是在某一底物浓度时相应的反应速度。当底物浓度很低时，[S]《Km,则V≌Vmax/Km[S]，反应速度与底物浓度呈正比。当底物浓度很高时，[S]》Km，此时V≌Vmax，反应速度达最大速度，底物浓度再增高也不影响反应速度(图2-9)。
图2-9 酶与不同浓度的底物相互作用模式
　　(二)米－曼氏方程式的推导
　　米－曼氏方程式提出后又经riggs和Haldane的充实和发展，经补充和发展的米－曼氏方程工推导如下：　
　　式中K1、K2、K3、K4分别为各向反应的速度常数。
　　从式(1)中知，ES的生成途径来自E+S和E+P，但其中E+P生成ES的速度极小(尤其在起始阶段，P的生成很少)，可以忽略不计，又因为底物浓度大大超过酶的浓度，[S]》[E]，中间产物ES中的S浓度可以忽略不计，因此，ES的生成速度为：
K1([Et]-[ES])·[S]
　　其中［Et］-［ES］为游离酶的浓度，ES的分解速度为：
K2[ES]+K3[ES]=(K2+K3)[ES]
　　当反应体系处于稳态时，ES生成和分解的速度相等，即
　　K1(［Et］-［ES］)·[S]=(K2+K3)［ES］　
　　令K2+K3／K1=Km　则　Km=［Et］-［ES］／［ES］·[S]
　　［ES］=[Et][S]/Km+[S]　　　 (4)
　　由于反应速度取决于产物P的生成量，故
　　V=K3［ES　　　 (5)
　　在酶促反应达最大速度时，所有的酶分子都已与底物结合形成中间产物，此时
　　［Et］=［ES］　　　 (6)
　　那么　Vmax=K3［Et］　　　 (7)
　　在(4)式两边乘以K3得：
　　K3·［ES］=K3·［Et］[S]／Km+[S]　以(5)和(7)式代入，即：
　　V=Vmax[S]／Km+[S]
　　(三)米氏常数的意义
　　当反应速度为最大速度一半时，米氏方程可以变换如下：
　　½Vmax=Vmax[S]／Km+[S]
　　进一步整理可得到：
　　Km=[S]
　　可知，Km值等于酶反应速度为最大速度一半时的底物浓度。
　　因为Km=K2+K3／K1，当K2》K3，即ES解离成E和S的速度大大超过分离成E和P的速度时，K3可以忽略不计，此时Km值近似于ES解离常数KS，此时Km值可用来表示酶对底物的亲和力。
　　Km=K2/K1=[E][S]/［ES］=KS
　　Km值愈大，酶与底物的亲和力愈小；Km值愈小，酶与底物亲和力愈大。酶与底物亲和力大，表示不需要很高的底物浓度，便可容易地达到最大反应速度。但是KS值并非在所有酶促反应中都远小于K2，所以Ks值(又称酶促反应的底物常数)和Km值的涵义不同，不能互相代替使用。
　　Km值是酶的特征性常数，只与酶的性质，酶所催化的底物和酶促反应条件(如温度、pH、有无抑制剂等)有关，与酶的浓度无关。酶的种类不同，Km值不同，同一种酶与不同底物作用时，Km值也不同。各种酶的Km值范围很广，大致在10-1～10-6M之间。
　　当K3不远远小于K2和K1时，Km表示整个反应的化学平衡的常数。
共3页:[1]&&&
责任编辑：刀刀
上一篇文章： 下一篇文章： 没有了
热门课程培训关注今日：19 | 主题：388885
微信扫一扫
扫一扫，下载丁香园 App
即送15丁当
【求助】关于测酶的动力学参数问题！
页码直达：
这个帖子发布于4年零126天前，其中的信息可能已发生改变或有所发展。
根据米氏方程，求酶的Km和Vmax，我测出的直线区（即时间与反应体系中NADPH的吸光值是条直线的关系，NADPH的消耗与反应底物的消耗是一致的，也即体系中底物浓度的减少随反应时间呈直线关系）的底物与反应速率V竟然是成反比的，，即底物浓度低，反应速率反而更高！不知哪位遇到个这种情况啊？这样的话米氏方程拟合不出来，双倒数得到的参数是负值啊。。不知道是不是我的实验有问题啊。。PS：我的这个酶是经过突变了的，但是用GS证明有活性，转化率大概在30%，底物是2-苯基环戊酮。
不知道邀请谁？试试他们
微信扫一扫
广告宣传推广
政治敏感、违法虚假信息
恶意灌水、重复发帖
违规侵权、站友争执
附件异常、链接失效
有些酶底物浓度高了有抑制效果，还有些酶催化过程中会逐渐失活，你的底物浓度选择是否有合适？
微信扫一扫
广告宣传推广
政治敏感、违法虚假信息
恶意灌水、重复发帖
违规侵权、站友争执
附件异常、链接失效
我用了跨越6个数量级的底物浓度试过了，底物浓度在很低的时候（10uM、1uM、0.1uM、0.01uM和0.0001uM），速率变化起起伏伏，但总体改变不大，然后底物浓度到1mM，速率会变小。不明白为什么会这样。我刚才写错了一点点，应该是GC。。。
微信扫一扫
广告宣传推广
政治敏感、违法虚假信息
恶意灌水、重复发帖
违规侵权、站友争执
附件异常、链接失效
jjlql2012 我用了跨越6个数量级的底物浓度试过了，底物浓度在很低的时候（10uM、1uM、0.1uM、0.01uM和0.0001uM），速率变化起起伏伏，但总体改变不大，然后底物浓度到1mM，速率会变小。不明白为什么会这样。我刚才写错了一点点，应该是GC。。。你先做一个Selwyn Test，就是同一个体系里只改变酶的浓度，看看总反应速率和酶浓度是不是线性关系如果不是的话你这个测活方法就有问题，具体原因还要再分析1mM这个浓度很高，出现抑制不少见。还有，肉眼看到的直线区很多时候是得不到Vmax的
微信扫一扫
广告宣传推广
政治敏感、违法虚假信息
恶意灌水、重复发帖
违规侵权、站友争执
附件异常、链接失效
laforet 你先做一个Selwyn Test，就是同一个体系里只改变酶的浓度，看看总反应速率和酶浓度是不是线性关系如果不是的话你这个测活方法就有问题，具体原因还要再分析1mM这个浓度很高，出现抑制不少见。还有，肉眼看到的直线区很多时候是得不到Vmax的我刚做了这个，结果证明是总反应速率随着酶浓度的变化是线性的。然后我试着在其他几个酶浓度里分别再改变底物浓度测，结果还是跟之前一样，就是随着底物浓度变化速率变化不大。mygod，这个酶到底是要怎样啊。。
微信扫一扫
广告宣传推广
政治敏感、违法虚假信息
恶意灌水、重复发帖
违规侵权、站友争执
附件异常、链接失效
这个酶有文献记载吗？如果是还原酶的话是否需要一些特殊的辅基？和某些配基结合不符合米式方程的酶也是有的
微信扫一扫
广告宣传推广
政治敏感、违法虚假信息
恶意灌水、重复发帖
违规侵权、站友争执
附件异常、链接失效
这个酶是一种单加氧酶，这个反应也是经过了前人研究的，我已经测过野生型酶的参数，没什么问题，有问题的是经过点突变的。难道一个点突变会让酶改变这么大。谢谢大师不辞辛劳屡次回复！
微信扫一扫
广告宣传推广
政治敏感、违法虚假信息
恶意灌水、重复发帖
违规侵权、站友争执
附件异常、链接失效
jjlql2012 这个酶是一种单加氧酶，这个反应也是经过了前人研究的，我已经测过野生型酶的参数，没什么问题，有问题的是经过点突变的。难道一个点突变会让酶改变这么大。谢谢大师不辞辛劳屡次回复！不客气，答疑也是再学习的过程。如果这个酶的结构已知的话可以看看突变点在哪里，对底物结合可能有什么影响。也可以用ITC, SPR之类的实验来观测。
微信扫一扫
广告宣传推广
政治敏感、违法虚假信息
恶意灌水、重复发帖
违规侵权、站友争执
附件异常、链接失效
关于丁香园酶促反应动力学
导读： 一、酶促反应1913年，Michaelis和Menten根据Henri等提出的酶-底物复合物学说，用简单的快速平衡或准平衡概念推导了单底物的酶促反应方程，即米-曼氏方程（Michaelis-Menten equation）。酶促反应可表示为： k1 k2 E + S-------------ES-------- E + P k-1 酶
一、酶促反应1913年，Michaelis和Menten根据Henri等提出的酶-底物复合物学说，用简单的快速平衡或准平衡概念推导了单底物的酶促反应方程，即米-曼氏方程（Michaelis-Menten equation）。酶促反应可表示为：
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& k1& &&&&&&&&&&&&&&&&&k2&&&&&&&&&& E&&& +&&& S&&&&-------------&&&&&ES&&--------& E& &&&+ &&&&P&&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&k-1&&&&&&&&& 酶&&&&&& 底物&&&&&&&&&&&& 酶-底物复合物&&&&&&&&& &&酶&&&&&&& &产物&
根据公式进行推导，反应速率（V0或v）与底物浓度[S]、酶浓度[E]和产物浓度[P]的关系如下：
式中Vmax为最大反应速率。这一公式与根据快速平衡学说推导的米-曼氏原始方程形式相同，区别在于用米氏常数Km取代了复合物ES的解离常数Ks，因此仍称为米-曼氏方程。二、Km与Vmax（一）Km&若v=0.5Vmax，则Km=[S]，可见Km值等于酶促反应的初速率为最大速率Vmax一半时的底物浓度。Km值一般在10-6～10-2mol/L之间。Km只与酶的性质有关，而与酶的浓度无关。Km是酶的特征性常数之一，在临床酶学分析中有重要意义。1. 1/Km可近似地表示酶对底物的亲和力的大小，Km值越小，表示酶与底物的亲和力越大，反之亦然。2. 如果一个酶有几种底物，则对每一种底物各有一个特定的 Km值，其中Km值最小的底物大都是该酶的最适底物或天然底物。&&& 3.如已知酶的Km，可计算某一底物浓度时反应速率v和最大速率Vmax的比值，并可推知酶的活性中心被底物饱和的分数。同样，如要求v和Vmax有一定的百分比，也可算出所需底物浓度为其Km的多少倍。&&& 4.利用工具酶来测定体液中某一成分的浓度或某一酶的催化活性浓度时，可根据米-曼氏方程或其衍变方程式来计算工具酶的用量。5.测定Km值可鉴别不同来源但催化相同反应的酶是同一种酶或是同工酶。6.如一个酶催化正逆两个方向，测定正逆两个方向底物的Km及底物浓度，可大体推测该酶在体内催化反应的方向及其催化效率。7.在代谢酶系中，当一组酶催化连续的代谢反应时，如已知各酶的Km及其相应底物的浓度，有助于寻找代谢的限速步骤。一般Km值最大的酶所催化的反应为该酶系的限速步骤。（二）VmaxVmax表示在一定酶量下的最大反应速率，即酶完全被底物饱和时的反应速度，与酶浓度呈正比。在酶的浓度不变时，对于特定底物而言，Vmax也是一个常数。如果酶的总浓度已知，可从Vmax计算酶的催化常数，即转换数Kcat。计算公式为Vmax=Kcat[E0]。Kcat表示单位时间内每个酶分子将底物分子转换成产物的最大值。Kcat越大，表示酶的催化效率越高。对于多数酶而言，Kcat在每1 s-1～104 s-1范围内。Kcat/Km比值不仅可用来衡量酶对底物的专一性，还可用于检验酶催化反应是否达到恒态或平衡态。（三）Km和Vmax的测定将米-曼氏方程经过演变而转换成直线方程，然后根据直线的斜率及用外推法或用计算机以最小二乘法处理实验数据即可得到Km和Vmax。其中以Lineweaver-Burk双倒数作图最常用。将米-曼氏方程进行倒数处理，得下列方程：
以1/V0为纵坐标，1/[S]为横坐标作图可得一直线。纵轴截距为1/Vmax，斜率为Km/Vmax，横轴截距为-1/Km。Lineweaver-Burk双倒数作图除用于求取Km和Vmax外，还可用于判断可逆性抑制反应的性质。此外还有Woolf作图、Eadie-Hofstee作图和Hanes作图等，实际应用较少。
(责任编辑：admin)
------分隔线----------------------------}