酶促反應(yīng)影響因素

1、影響酶促反應(yīng)的因素 酶反應(yīng)速度 酶反應(yīng)速度 一. .底物濃度的影響 (一) 酶反應(yīng)速度與底物濃度的關(guān)系曲線 一. .底物濃度的影響 (一) 酶反應(yīng)速度與底物濃度的關(guān)系曲線 ( (二) ) 米氏方程 v = Vmax S Km + S ( (二) ) 米氏方程 對于單底物、單產(chǎn)物反應(yīng)，其反應(yīng)過程需 經(jīng)過中間復(fù)合物ES，即 1. 米氏方程的推導(dǎo) ES K1 K-1 ES K2 K-2 EP v = Vmax S Km + S ( (二) ) 米氏方程 1. 米氏方程的推導(dǎo) Michaelis-MentenMichaelis-Menten的三個假設(shè)： (2)(2)反應(yīng)體系處于穩(wěn)態(tài) 即 ESES不變

2、ESES的生成量 = ESES的分解量。 S S ES SES S0 0=S+ESSS+ESS (3)(3)SS EE v = Vmax S Km + S (1)(1)推導(dǎo)的v v為反應(yīng)初速度 ES K1 K-1 ES K2 EP EE0 0= = E+ ESE+ ES ES K1 K-1 ES K2 EP k k1 1ES=kES=k-1 -1ES+k ES+k2 2ES=(kES=(k-1 -1+k +k2 2)ES)ES 設(shè) K Km m=(k=(k-1 -1+k +k2 2)/k)/k1 1 ES=K ES=Km mESES ES=KES=Km mESES ES=ES= EE0 SS

3、KmKmSS v = kv = k2 2ES =ES =k k2 2 EE0SS KmKmSS V Vmax max= k = k2 2EE0 0 v = Vmax S Km + S ( (二) ) 米氏方程 2. 米氏方程的討論 (1)(1)當(dāng) SS時， vVvVmax max 為零級反應(yīng) (2)(2)當(dāng) S0S0時， vV vVmax max/K /Km mS S 為一級反應(yīng) (3)(3)米氏方程的曲線 為雙曲線 v = Vmax S Km + S ( (二) ) 米氏方程 2. 米氏方程的討論 有兩條漸近線： 當(dāng) SS時， 逼向漸近線 v=Vv=Vmax max 當(dāng) SS“”-K-Km

4、m時， 逼向漸近線 S=S= - - K Km m v = Vmax S Km + S ( (二) ) 米氏方程 3. 米氏方程中常數(shù)的意義 (1)(1)V Vmax max 最大反應(yīng)速度 由于 V Vmax max= k = k2EE0， V Vmax max與酶濃度成正比， v = Vmax S Km + S ( (二) ) 米氏方程 3. 米氏方程中常數(shù)的意義 (2)Km 米氏常數(shù) 由于 Km= (k-1+k2)/k1 ， 為復(fù)合常數(shù)。 Km的值是當(dāng)酶促反應(yīng)速度為最大反應(yīng)速度的一半 時的底物濃度。 所以Km的單位為濃度單位。 Km是酶的特征常數(shù)，表示酶與底物的親和力。 Km值越大，親和力

5、越小。 v = Vmax S Km + S ( (二) ) 米氏方程 3. 米氏方程中常數(shù)的意義 (2)Km 米氏常數(shù) v = Vmax S Km + S ( (二) ) 米氏方程 3. 米氏方程中常數(shù)的意義 由于Vmax=k2E0，k2=Vmax/E0 酶的轉(zhuǎn)換數(shù)是指酶充分被底物飽和時，每個酶分子 在單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)化底物的分子數(shù)。用K Kcat cat表示。 Kcat的單位是s s-1 -1。 K Kcat cat也是酶的特征常數(shù)，反映酶的催化效率。 由于酶的高催化效率，這個值常常很高。 (3) k2 酶的轉(zhuǎn)換數(shù) v = Vmax S Km + S ( (二) ) 米氏方程 3. 米氏方程中常

6、數(shù)的意義 一些酶的轉(zhuǎn)換數(shù) 酶底物Kcat (s-1) 過氧化氫酶 乙酰膽堿酯酶 b-內(nèi)酰胺酶 延胡索酸酶 RecA蛋白酶 H2O2 乙酰膽堿 青霉素C 延胡索酸 ATP 40 000 000 140 000 2 000 800 0.4 (3) k2 酶的轉(zhuǎn)換數(shù) v = Vmax S Km + S ( (二) ) 米氏方程 4. 米氏方程中常數(shù)的測定 (1) (1) 解方程組： 只要知道兩組v,Sv,S (2) (2) 作圖法： 比解方程組法更具統(tǒng)計意義，所以要準(zhǔn)確。 雙倒數(shù)作圖法：即 1/ 1/v - 1/S v - 1/S 作圖 v-Sv-S作圖法： V Vmax max難確定，從而導(dǎo)致K

7、Km m也難確定。 此法較前一種作圖法準(zhǔn)確。 . 1 v Vmax Km Vmax = s 1 1 v = Vmax S Km + S 酶濃度曲線 二. . 酶濃度對酶反應(yīng)速度的影響 三. pH對酶反應(yīng)速度的影響 三. pH對酶反應(yīng)速度的影響 三. pH對酶反應(yīng)速度的影響 四. 溫度對酶反應(yīng)速度的影響 四. 溫度對酶反應(yīng)速度的影響 四. 溫度對酶反應(yīng)速度的影響 五. . 激活劑對酶反應(yīng)速度的影響 激活劑：能提高酶活性的物質(zhì)。 無機(jī)離子 主要是金屬離子，它們有的本身就是酶的輔助 因子，有的是酶的輔助因子的必要成分。 如 激酶需要Mg2+激活 唾液淀粉酶需要Cl-激活 五. . 激活劑對酶反應(yīng)速度

8、的影響 激活劑：能提高酶活性的物質(zhì)。 有機(jī)小分子 一些還原劑，如抗壞血酸、半胱氨酸，使含- SH的酶處于還原態(tài)。 金屬螯合劑，如EDTA(乙二胺四乙酸)，可絡(luò) 合一些重金屬雜質(zhì)，解除它們對酶的抑制，從而 使酶活升高。 六. . 抑制劑對酶反應(yīng)速度的影響 抑制作用：有些物質(zhì)與酶結(jié)合后，引起酶的活性中心 或必需基團(tuán)的化學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變，從而 使酶活力降低或喪失。 六. . 抑制劑對酶反應(yīng)速度的影響 引起抑制作用的物質(zhì)稱為抑制劑。 抑制作用可分為兩大類：可逆抑制作用 不可逆抑制作用 ( (一）可逆抑制作用 可逆抑制作用可分為三種類型： 競爭性抑制作用 非競爭性抑制作用 反競爭性抑制作用 酶與抑制劑非共

9、價地可逆結(jié)合，當(dāng)用透析或超 濾等方法除去抑制劑后酶的活性可以恢復(fù)，這種抑 制作用叫可逆抑制作用。 ( (一）可逆抑制作用 某些抑制劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)與底物相似，與底物競爭 酶的活性中心并與之結(jié)合，從而減少了酶與底物的 結(jié)合，因而降低酶反應(yīng)速度。這種作用稱為競爭性 抑制作用。 1. 競爭性抑制作用 ESES EP E EI ( (一）可逆抑制作用 1. 競爭性抑制作用 ESES EP E EI Ki V = Vmax S Km ( 1+I/ Ki ) + S Km = Km ( 1+I/ Ki ) . 1 v Vmax Km Vmax = s 1 1 ( (一）可逆抑制作用 1. 競爭性抑制作用 (

10、(一）可逆抑制作用 1. 競爭性抑制作用 競爭性抑制中， Vmax不變， Km增大 可通過增加底物濃度 而使整個反應(yīng)平衡向 生成產(chǎn)物的方向移動， 因而能削弱或解除這 種抑制作用。 ( (一）可逆抑制作用 1. 競爭性抑制作用 v丙二酸與琥珀酸結(jié)構(gòu)類似，是琥珀酸脫氫酶的競爭 性抑制劑。 v 對- -氨基苯磺酰胺( (磺胺類抗生素) )與對- -氨基苯甲 酸的結(jié)構(gòu)相似，后者是細(xì)菌合成維生素B B11 11葉酸 的原料，是二氫葉酸合成酶的底物，因此前者是二 氫葉酸合成酶的競爭性抑制劑，抑制了葉酸的生物 合成。由于人體能直接利用食物中的葉酸，而細(xì)菌 不能，只能自已合成，所以磺胺藥能抑制細(xì)菌的生 長，從

11、而達(dá)到治病的效果。 ( (一）可逆抑制作用 某些抑制劑結(jié)合在酶活性中心以外的部位，酶與底 物結(jié)合后還能與抑制劑結(jié)合，同樣酶與抑制劑結(jié)合后還 能與底物結(jié)合。但酶分子上有了抑制劑后其催化功能基 團(tuán)的性質(zhì)發(fā)生改變，從而降低了酶活性。這種作用稱為 非競爭性抑制作用。 2. 非競爭性抑制作用 ESES EP E EI ESESI S ( (一）可逆抑制作用 2. 非競爭性抑制作用 ESESEP E EI ESESI S V = Vm S ( 1+I/ Ki ) (Km + S ) Vm = Vm / ( 1+I/ Ki ) . 1 v Vm Km Vm = s 1 1 Ki Ki ( (一）可逆抑制作用

12、 2. 非競爭性抑制作用 非競爭性抑制中， Vmax變小， Km不變 這種抑制作用不 能用增加底物濃 度的方法來消除。 ( (一）可逆抑制作用 2. 非競爭性抑制作用 ( (一）可逆抑制作用 2. 非競爭性抑制作用 例如： 金屬絡(luò)合劑如EDTA、F -、CN -、N3- 等可 以與絡(luò)合金屬酶中的金屬離子，從而抑制 酶的活性。 ( (一）可逆抑制作用 3. 反競爭性抑制作用 某些抑制劑不能與游離的酶結(jié)合，而只能 在酶與底物結(jié)合成復(fù)合物后再與酶結(jié)合。 當(dāng)酶分子上有了抑制劑后其催化功能被削 弱。這種作用稱為反競爭性抑制作用。 ( (一）可逆抑制作用 3. 反競爭性抑制作用 Vm = Vm / ( 1+I/ Ki ) ESESEP ESESI Ki Km = Km / ( 1+I/ Ki ) V = Vm S Km + S ( 1+I/ Ki ) . 1 v Vm Km Vm = s 1 1 ( (一）可逆抑制作用 3. 反競爭性抑制作用 ( (一）可逆抑制作用 ( (一）可逆抑制作用 1(無抑制劑) 1/S 1/v 2 3 4 -1/Km 1/Vm 斜率: Km / Vm 2. 競爭性 3. 非競爭性 4. 反競爭性 ( (二）不可逆抑制作用 抑制劑以共價鍵不可逆地與酶相結(jié)合而抑制酶 的活性。這種抑制作用叫不可逆抑制作用。 不可逆抑制劑不