酶促反应动力学(1)

酶促反应动力学实验报告酶促反应动力学实验报告摘要：本实验旨在研究酶促反应的动力学过程。

通过测量不同底物浓度下酶催化反应速率的变化，分析酶的催化特性和底物浓度对反应速率的影响。

实验结果表明，酶促反应速率与底物浓度呈正相关关系，但随着底物浓度增加，反应速率逐渐趋于饱和。

1. 引言1.1 酶的作用1.2 酶促反应动力学2. 实验方法2.1 材料准备2.2 实验步骤3. 实验结果与分析3.1 反应速率与底物浓度关系曲线3.2 酶活性计算公式及计算结果4. 讨论与结论4.1 反应速率与底物浓度关系解释4.2 实验误差及改进方案1 引言1.1 酶的作用酶是一类生物催化剂，能够加速生物体内化学反应的进行。

它们通常是蛋白质或核酸分子，并具有高度特异性。

在细胞内，酶参与调节代谢途径、合成新物质以及降解废物等重要生物过程。

1.2 酶促反应动力学酶促反应动力学研究酶催化反应速率与底物浓度、温度和pH等因素之间的关系。

其中，底物浓度是影响酶催化速率的重要因素之一。

当底物浓度较低时，反应速率随着底物浓度的增加而迅速增加；当底物浓度较高时，反应速率逐渐趋于饱和。

2 实验方法2.1 材料准备- 酶溶液：根据实验要求选择合适的酶溶液。

- 底物溶液：根据实验要求配置不同浓度的底物溶液。

- 缓冲液：用于维持实验环境中恒定的pH值。

- 试管或微孔板：用于进行反应混合和观察。

- 分光光度计：用于测量反应混合液的吸光度变化。

2.2 实验步骤1. 准备一系列不同浓度的底物溶液，并标明其浓度。

2. 在试管或微孔板中分别加入相同体积的酶溶液和不同浓度的底物溶液，混合均匀。

3. 将反应混合物放入分光光度计中，设置适当的波长并记录吸光度值。

4. 在一定时间间隔内，测量吸光度值的变化，并记录下来。

5. 根据实验数据计算反应速率。

3 实验结果与分析3.1 反应速率与底物浓度关系曲线根据实验数据绘制反应速率与底物浓度关系曲线。

实验结果显示，随着底物浓度的增加，反应速率也增加。

第一节化学动力学基础一、反应速率及其测定二、反应分子数和反应级数反应分子数反应级数三、各级反应的特征（一）一级反应其速率与反应物浓度的一次方成正比。

-dc/dt=kclnc=-kt+lnc0lnc=-kt+B（直线）K=(1/t)ln(c0/c)c=(1/2)c0时k=(ln2)/t1/2t1/2=(ln2)/k半衰期与反应物的初始浓度无关。

（二）二级反应反应的速率与反应物浓度的二次方成正比。

1．若A和B为同一物质-dc/dt=kc2，dc/c2=-kdt；c/c0=1/(1+kc0t)；c/c0=1/2时，k=1/c0t1/2。

2．A和B的初始浓度相同k=(1/t){x/[a(a−x)] }3．A和B的初始浓度不同k=[1/t(a−b)]/ln{[b(a−x)]/[a(b−x)]}a：反应物A的初始浓度。

b：反应物B的初始浓度。

(a-x)：反应时间为t时A的浓度。

(b-x)：反应时间为t时B的浓度。

（三）零级反应反应速率与反应物的浓度无关。

-dc/dt=k，或dx/dt=k。

X=kt，或k=x/t。

第二节底物浓度对酶反应速率的影响一、中间产物学说中间产物学说的实验依据：（1）核酸和酶的复合物可直接用电镜观察；（2）下图；（3）复合物的溶解度和稳定性有所变化；（4）有些复合物可直接分离得到。

酶催化的反应中各成份的变化：酶反应的速度在不停地变，实验上只有初速度的测定才有意义。

酶反应的初速度与底物浓度之间的关系：二、酶促反应的动力学方程式（一）米氏方程的推导Briggs & Haldane 推导k1([Eo]-[ES])[S]=k2[ES]+k3[ES]Km=(k2+k3)/k1，[ES]=[Eo][S]/(Km+[S]) 因为v=k3[ES]，而Vmax=k3[Eo] 因此v=Vmax[S]/(Km+[S])米氏方程v=Vmax[S]/(Km+[S])符合v-[S]曲线。

若Km>>[S]，v=(Vmax/Km)[S]； 若[S]>>Km ，v=Vmax ；由v=Vmax[S]/(Km+[S])，得Km=[S][(Vmax/v)-1]，为典型的双曲线方程。

第九章酶促反应动力学（一）底物浓度对酶反应速率的影响用反应初速度v对底物浓度[S]作图得P355 图9-6。

曲线分以下几段：（1）OA段：反应底物浓度较低时v与[S]成正比，表现为一级反应， v = k[S]。

根据酶底物中间络合物学说，酶催化反应时，首先和底物结合生成中间复合物ES，然后再生成产物P，并释放出E。

E + S = ES →P + EOA段上，底物浓度小，酶未被底物饱和，有剩余酶，反应速率取决于ES浓度，与[S]呈线性关系，v正比于[S]。

（2）AB段：反应速度不再按正比升高，表现为混合级反应。

此时酶渐渐为底物饱和，[E S]慢慢增加，v也慢慢增加，为分数级反应。

（3）BC段：反应速度趋于V max，为零级反应，酶促反应表现出饱和现象。

此时底物过量[S]>[E],[E]已全部转为[E S]而恒定，因此反应速率也恒定，为最大反应速率，V max为[E]所决定。

非催化反应无此饱和现象。

酶与底物形成中间复合物已得到实验证实。

（二）酶促反应力学方程式（1）米氏方程推导1913年Michaelis和Menten提出并推导出表示[S]与v之间定量关系的米氏方程V max[S]V =K m + [S]Km：米氏常数，物理意义为反应速率为最大速率V max一半时底物的浓度，单位与底物浓度同。

推导：酶促反应分两步进行。

k1k3E + S ES →P + Ek2v = k3 [ES]一般k3为限速步骤v = k3 [ES] …①1.[ES] 生成速率：d[ES]/dt = k1([E] - [ES]) [S]2.[E S]分解速率：-d[ES] / dt = k2 [ES] + k3 [ES] = (k2 + k3) [ES]3.稳态下[ES]不变，ES生成速率和分解速率相等：k1 ([E]- [ES]) [S] = (k2+k3) [ES]4.引入K m：令K m = k2+k3 / k1代入K m = ([E]- [ES]) [S] / [ES] ,K m [ES] = [E] [S]- [S] [ES], [ES] (K m + S) = [E] [S],[ES] = [E] [S] / K m+[S],5.代入①式：v = k3 [ES] = k3 [E] [S] / K m + [S] …②6.引入V max：为所有酶都被底物饱和时的反应速率，即此时[E]= [ES]V max = k3 [ES] = k3 [E]代入②式：v = V max [S] / K m + [S]米氏方程表示K m及V max已知时，v~[S]的定量关系。

反应速率的测定：反应速率与时间的关系反应级数：一级反应一级反应的反应物消耗和产物形成与时间的关系曲线C [P]ln ———(a-x)(b-x)——a-x x 二级反应或与时间的关系二级反应(b-x)a-x k零级反应k零级反应x 与时间关系E + SE -S E -SE -P E -P E + P一级反应零级反应混合级反应底物浓度对酶催化反应初速率的影响VVmax[S]当底物浓度较低时反应速度与底物浓度成正比；反VVmax[S]随着底物浓度的增高反应速度不再成正比例加速；反当底物浓度高达一定程度[S]V Vmaxk1中间产物v[s]米氏方程曲线K m 值的推导K m 值mol/L V max V[S]K m V max /2k1K m的意义（1）（2）K m的意义（3）（4）（5）Vm 的意义-1/Km1/VmaxV maxK m [S]1[S]V mVK mV max1底物数酶分类催化反应酶种类占总酶百分率E + S1+ S2→ ES1S2→ EP1P2→ E + P1 + P2氨基酸的氨基转移反应当[S]>>[E]时，V max = k3[E]酶浓度对反应速度的影响在最适温度下，温度升高，活化分子增多，酶活性提高。

在最适温度上，温度升高，酶活性降低。

Vt/℃最适温度激活剂激活剂小结。