第9章 酶促反应动力学
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第九章酶促反应动力学提要酶促反应动力学是研究酶促反应的速率以及影响此速率各种因素的科学。
它是以化学动力学为基础讨论底物浓度、抑制剂、pH、温度及激活剂等因素对酶反应速率的影响。
化学动力学中在研究化学反应速率与反应无浓度的关系时,常分为一级反应、二级反应及零级反应。
研究证明,酶催化过正的第一步是生成酶-底物中间产物,Michaelis-Menten该呢举中间产物学说的理论推导出酶反应动力学方程式,即Km、Vmax、kcat、kcat/Km。
Km是酶的一个特征常数,以浓度为单位,Km有多种用途,通过直线作图法可以得到Km及Vmax。
Kcat称为催化常数,又叫做转换数(TN值),它的单位为s-1,kcat值越大,表示酶的催化速率越高。
kcat/Km常用来比较酶催化效率的参数。
酶促反应除了单底物反应外,最常见的为双底物反应,按其动力学机制分为序列反应和乒乓反应,用动力学直线作图法可以区分。
酶促反应速率常受抑制剂影响,根据抑制剂与酶的作用方式及抑制作用是否可逆,将抑制作用分为可逆抑制作用及不可逆抑制作用。
根据可逆抑制剂与底物的关系分为竞争性抑制、非竞争性抑制及反竞争性抑制3类,可以分别推导出抑制作用的动力学方程。
竞争性抑制可以通过增加底物浓度而解除,其动力学常数Kˊm变大,Vmax不变;非竞争性抑制Km不变,Vˊmax变小;反竞争性抑制Kˊm及Vˊmax均变小。
通过动力学作图可以区分这3种类型的可逆抑制作用。
可逆抑制剂中最重要的是竞争性抑制,过度态底物类似物为强有力的竞争性抑制剂。
不可逆抑制剂中,最有意义的为专一性Ks型及kcat型不可逆抑制剂。
研究酶的抑制作用是研究酶的结构与功能、酶的催化机制、阐明代谢途径以及设计新药物的重要手段。
温度、pH及激活剂都会对酶促反应速率产生重要影响,酶反应有最适温度及最适pH,要选择合适的激活剂。
在研究酶促反应速率及测定酶的活力时,都应选择酶的最适反应条件。
习题1.当一酶促反应进行的速率为Vmax的80%时,在Km和[S]之间有何关系?[Km=0.25[S]]解:根据米氏方程:V=Vmax[S]/(Km+[S])得:0.8Vmax=Vmax[S]/(Km+[S])Km=0.25[S]2.过氧化氢酶的Km值为2.5×10-2 mol/L,当底物过氧化氢浓度为100mol/L时,求在此浓度下,过氧化氢酶被底物所饱和的百分数。
第九章酶促反应动力学一、是非判断题1.酶促反应的初速度与底物浓度无关。
()2.当底物处于饱和水平时,酶促反应的速度与酶浓度成正比。
()3.某些酶的Km由于代谢产物存在而发生改变,而这些代谢产物在结构上与底物无关。
()4.在非竞争性抑制剂存在下,加入足量的底物,酶促的反应能够达到正常Vmax。
()5.碘乙酸因可与活性中心-SH以共价键结合而抑制巯基酶,而使糖酵解途径受阻。
()6.从鼠脑分离的己糖激酶可以作用于葡萄糖(K m=6×10-6mol/L)或果糖(K m=2×10-3mol/L),则己糖激酶对果糖的亲和力更高。
()7.K m是酶的特征常数,只与酶的性质有关,与酶浓度无关。
()8.K m是酶的特征常数,在任何条件下,K m是常数。
()9.K m是酶的特征常数,只与酶的性质有关,与酶的底物无关。
()10.一种酶有几种底物就有几种K m值。
()11.当[S]>>K m时,V趋向于V max,此时只有通过增加[E]来增加V。
()12.酶的最适pH值是一个常数,每一种酶只有一个确定的最适pH值。
()13.酶的最适温度与酶的作用时间有关,作用时间长,则最适温度高,作用时间短,则最适温度低。
()14.金属离子作为酶的激活剂,有的可以相互取代,有的可以相互拮抗。
()15.增加不可逆抑制剂的浓度,可以实现酶活性的完全抑制。
()16.竞争性可逆抑制剂一定与酶的底物结合在酶的同一部位。
()答案1.错。
2.对。
3.对。
4.错。
5.对。
6.错。
7.对。
8.错。
9.错。
10.对。
11.对。
12.错。
13.错。
14.对。
15.对。
16.错。
二、填空题1.影响酶促反应速度的因素有、、、、和。
2.丙二酸和戊二酸都是琥珀酸脱氢酶的抑制剂。
3.通常讨论酶促反应的反应速度时,指的是反应的速度,即时测得的反应速度。
4.pH值影响酶活力的原因可能有以下几方面:影响,影响,影响。
5.温度对酶活力影响有以下两方面:一方面,另一方面。