酶促反应动力学有方程推导过程课件

格式：ppt
大小：5.95 MB
文档页数：83

下载文档原格式

酶动力学课件

①．动力学参数的意义
Km 酶促反应速度为最大反应速度最大反应速度（酶促反应速度为最大反应速度（Vmax)的一半时的一底物浓度。的底物浓度。单位是mol/l。单位是。 A. Km值是酶的特值是酶的特征性常数。征性常数。与酶的浓度无关，的浓度无关，不同的酶，同的酶，其Km 值不同
Lineweaver-Burk 双倒数作图法
实例
Neurospora crassa 的D-丝氨酸脱水酶催化反应：丝氨酸脱水酶催化反应：丝氨酸脱水酶催化反应 CH2OH · CHNH2 · COOH → CH3CO · COOH+NH3 在实验中测定酶的饱和曲线得到下列数据：在实验中测定酶的饱和曲线得到下列数据： [s] ×10 -5（M） 0.20 0.40 0.85 1.25 1.70 2.00 8.00 v 20分钟生成丙酮酸（µM）分钟生成丙酮酸（）分钟生成丙酮酸 0.150 0.200 0.275 0.315 0.340 0.350 0.360
（二）底物浓度对酶反应速度的影响
1 中间络合物学说
Henri和Wurtz提出和提出
中间产物的证据
中间复合物的直接观察光谱改变酶的物理性质改变分离结晶酶和底物的共沉降
V Vmax
[S] 当底物浓度较低时反应速度与底物浓度成正比；反应速度与底物浓度成正比；反应为一级反应。应为一级反应。
快速平衡假说与稳态平衡假说的实质区别
项目
快速平衡学说
稳态学说
酶和底物生成不稳定复合物[ES]，酶催化反应是经该中间复合物完成的，即： k+1 k+2 E+S [ES] E+P
k-1
假设 [ES]在反应开始后与 E 及 S 迅速达到动态平衡 [ES]的生成速率与其解离速率相等，其浓度不随时间而变化

酶促反应动力学ppt课件.ppt

五、Km和Vmax值的测定
(2) 双倒数作图法
将米氏方程式两侧取双倒数，以1/v1/[s]作图，得出一直线.
认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“ 精准扶贫”项目
五、Km和Vmax值的测定
(3) Hanes— Woolf作图法
- d[ES] / dt = k2[ES] + k3[ES]
认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“ 精准扶贫”项目
二、酶促反应的动力学方程式
当酶体系处于动态平衡时，ES的形成速度和分解速度相等
k1([E] — [ES]) * [S] = k2[ES] + k3[ES]
因为当底物浓度很高时，酶反应速率（v）与 [ES]成正比，即
v = k3[ES] ,代入（1）式得：
V = k3[E][S] / (Km+[S])
（2）
当底物浓度很高时所有的酶都被底物饱和而转变为ES复合物，即[E]=[ES]，酶促反应达到最大速度Vmax，所以
Vmax = k3[ES] = k3[E]
i =1-a (4) 抑制百分数; i %=(1-a) x 100% 通常所谓抑制率是指抑制分数或抑制百分数。
认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“ 精准扶贫”项目
二、抑制作用的类型
v 根据抑制作用是否可逆:
认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“ 精准扶贫”项目

第9章酶促反应动力学-PPT文档资料48页

1.4 米氏常数的求法
双倒数作图法（Lineweaver-Burk作图法）
以1／[S]为横坐标，以1／v为纵坐标作图缺点：实验点过于集中于直线的左端，作图不易十分准确。
2 酶的抑制作用
2.1 抑制作用
失活作用（inactivation）：酶蛋白变性而引起
活力丧失。变性剂对酶无选择性。
抑制作用（inhibition）：酶的必须基团化学性
③ 快速平衡学说 1913年Michaelis和Menten
提出米氏方程
Leonor Michaelis 1875-1949
Ks为ES的解离常数
Maud Menten 1879-1960
④ 稳态理论（Steady State ）
Briggs and Haldane in 1925
修正
Km=（k2+k3）/k1
酶促反应分两步进行：
第一步：酶与底物作用，形成酶-底物复合物。
第二步：ES复合物分解形成产物，释放出游离酶。
酶与底物生成ES的速度为： ES分解的速度为：
注：
当整个反应体系处于稳态时，[ES]生成速度（V1）等于ES分解速度（V2）：
令:
用[Et]代表酶的总浓度，则
将（2）代入（1）
得：
∵酶促反应速度v取决于ES转换为E+P的速度
可逆的抑制作用（reversible inhibition）：抑制剂与酶的必须基团以非共价键结合而引起酶活
力丧失，能用透析、超滤等物理方法除去抑制剂而使酶复活。
可逆的抑制作用：竞争性抑制、非竞争性抑制、反竞争性抑制。
2.3 竞争性抑制作用（competitive inhibition)
① 概念：抑制剂与底物竞争酶的结合部位，从而影响

酶促反应动力学(有方程推导过程)0608

27
1.非一性不可逆抑制
抑制与分子中一或几基作用，不是
必需基与否，皆可共价合，由于其中必需基
也被抑制合，从而致的抑制失活。某些重
金
属(Pb++、Cu++、Hg++)及汞苯甲酸等，能与分子
的基行不可逆适合，多以基作必需基的酶(通称基 )，会因此而遭受抑制，属于此种
用1/V0 1/[S] 的作得一直，其斜率是 Km/Vmax,，在上的截距 1/Vmax ,横上
的截距 -1/Km。此作除用来求 Km 和 Vmax 外，在研究酶的抑制作用方面有重要价。

完整ppt
20
双倒数作法
完整ppt
21
五. 激活反速度的影响
能使酶活性提高的物，都称激活 (activator)，其中大部分是离子或的有机化合物。如Mg++是多种激酶和合成
3.4酶酶促反促反力学力学
酶促反力学 (kinetics of enzymecatalyzed reactions)是研究酶促反速度及其影响因素的科学。酶促反的影响因素主要包括酶的度、底物的度、 pH、温度、抑制和激活等。
完整ppt
1
一. 酶度的影响
在一定温度和pH下，酶促反在底物度大于 100 Km ，速度与酶的度呈正比。
3
Ø 温度促反速度的影响机理：
1. 温度影响反体系中的活化分子数：温度增加，活化分子数增加，反速度增加。
2. 温度影响酶的活性：高的温度使性失活，反速度下降。
最适温度不是酶的特征常数，因一种的最适温
度不是一成不的，它要受到酶的度、底物、激活、
抑制、反等因素的影响。因此，酶的最适

酶催化反应动力学(共49张PPT)

❖ 中间络合物学说最早是由 Henri和Wurtz两位科学家提出的。
❖ 在1903年，Henri在用蔗糖酶水解蔗糖实验研究化学反响中底物浓度与反响速度的关系时发现，当酶浓度不变时，可以测出一系列不同底物浓度下的化学反响速度，以该反响速度对底物浓度作图，可得到如图3-2所示的曲线。
酶底物中间络合物学说
本质上来说就是酶的修饰抑制
竞争性抑制剂。 ⑴ Vm值降低，Km值不变；
3酶活力测定时需注意：
测定酶活力常用的方法：
❖ 有某些重金属离子如Ag 、Cu 、Hg 、Pb 等 K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Zn2+及Fe2+
图3-1 酶促反响的速度曲线测定酶活力常用的方法：
+
2+
2+
2+
对酶的抑制作用也属于这一类。 3激活剂对酶促反响速度的影响
1 竞争性抑制 2 非竞争性抑制 3 反竞争性抑制
①竞争性抑制(competitive inhibition) ：
❖ 是最常见的一种可逆抑制作用。
❖ 大多数竞争性抑制剂与底物的结构相似，能与底
物竞争酶的活性中心，从而阻碍酶底物复合物的形成，使酶的活性降低。这种抑制作用称为竞争性抑制作用。 ❖ 其抑制程度取决于底物和抑制剂的相对浓度，可以通过增加底物浓度的方法来解除这种抑制作用。
竞争性抑制反响模式
❖ 在竞争性抑制中，底物(S)或抑制剂(I)与酶(E)的结合
都是可逆的，因此存在着如下的化学平衡式：
[S]>>[I]：高浓度的底物可解除抑制
图3-5 竞争性抑制曲线
特点：
⑴ Vm值不变，(表观）Km值增大； ⑵ Km随抑制剂浓度[I]的增加而增加； ⑶双倒数作图所得直线相交于纵轴； ⑷抑制作用可以被高浓度的底物减低以致消除。

酶促反应动力学(有方程推导过程)ppt课件

当酶反应体系处于恒态时： v1 v2
即： k 1 E t E S S k 1 E k 2 S E S EtSE E SSSk1k 1k2
令： k1 k2 Km k1
则： K m E S E S S E tS
经整理得： ES
Et S Km S
(1)
由于酶促反应速度由[ES]决定，即 vk2ES
2、pH影响酶分子的构象：过高或过低pH都会影响酶分子活性中心的构象，或引起酶的变性失活。
整理版课件
9
动物体内多数酶的最适pH值接近中性，但也有例外，如胃蛋白酶的最适pH约1.8，肝精氨酸酶最适pH约为9.8(见下表)。
一些酶的最适pH
整理版课件
10
四、底物浓度对反应速度的影响
1、酶反应与底物浓度的关系
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 10-1～10-6 M 之间。
整理版课件
17
3. Km在实际应用中的重要意义
（1）鉴定酶：通过测定可以鉴别不同来源或相同来源但在不同发育阶段、不同生理状态下催化相同反应的酶是否属于同一种酶。
（2）判断酶的最佳底物：如果一种酶可作用于多个底物,就有几个Km值，其中Km最小对应的底物就是酶的天然底物。如蔗糖酶既可催化蔗糖水解 (Km=28mmol/L),也可催化棉子糖水解 (Km=350mmol/L),两者相比，蔗糖为该酶的天然底物。
➢ 在一定范围内，反应速度达到最大时对应的温度称为该酶促反应的最适温度（optimum temperature Tm）.一般动物组织中的酶其最适温度为35～40℃，植物与微生物中的酶其最适温度为30～60℃，少数酶可达60℃以上，如细菌淀粉水解酶的最适温度90℃以上。

《酶促反应动力学》课件

底物浓度对反应速率的影响
总结词
随着底物浓度的增加，反应速率通常会加快，但当底物浓度达到一定值后，反应速率将不再增加。
详细描述
底物是酶催化反应的对象，底物的浓度也会影响反应速率。通常情况下，随着底物浓度的增加，反应速率会加快。然而，当底物浓度达到一定值后，反应速率将趋于稳定，不再增加。这是因为酶的活性位点有限，只能与一定量的底物结合。
详细描述
酶促反应的活化能是酶促反应所需的最小能量，只有当底物获得足够的能量时，才能够被酶催化发生反应。活化能的大小反映了酶促反应发生的难易程度，活化能越高，反应越难以进行。通过实验测定活化能的大小，可以帮助我们了解酶促反应的动力学特征和
机制。
03
米氏方程与双倒数图
米氏方程的推导
总结词
米氏方程是描述酶促反应速度与底物浓度关系的数学模型，通过实验数据和推导，可以得出该方程的具体形式。
酶促反应动力学在药物代谢领域的应用，如研究药物在体内的代谢过程和代谢产物的生成，有助于了解药物的作用机制和药效。
药物合成
在药物合成过程中，酶促反应动力学可用于优化药物合成的反应条件和提高产物的纯度，降低副反应和废物产生。
在Hale Waihona Puke 境科学中的应用污染物降解酶促反应动力学可用于污染物降解领域，如有机污染物的生物降解和重金属离子的转化，通过研究酶促反应动力学参数，实现污染物的有效降解和转化。
温度对反应速率的影响
总结词
温度的升高通常会加快反应速率，但过高的温度可能导致酶失活。
详细描述
温度可以影响酶促反应的速率。一般来说，温度越高，分子间的运动越快，从而促进酶与底物的结合和反应的进行。然而，过高的温度可能导致酶失活，从而降低反应速率。因此，选择合适的温度对于维持酶的活性和促进反应的进行非常重要。

酶促反应动力学(有方程推导过程)

当酶反应体系处于恒态时： v1 v2
即： k1Et ESS k1ES k2ES
Et
S ES ES
S

k1 k1
k2
令： k1 k2 Km k1
则：KmES ESS Et S
经整理得： ES
很多药物都是酶的竞争性抑制剂。例如磺胺药与对氨基苯甲酸具有类似的结构，而对氨基苯甲酸、二氢喋呤及谷氨酸是某些细菌合成二氢叶酸的原料，后者能转变为四氢叶酸，它是细菌合成核酸不可缺少的辅酶。由于磺胺药是二氢叶酸合成酶的竞争性抑制剂，进而减少细菌体内四氢叶酸的合成，使核酸合成障碍，导致细菌死亡。抗菌增效剂-甲氧苄氨嘧啶(TMP)能特异地抑制细菌的二氢叶酸还原为四氢叶酸，故能增强磺胺药的作用。
在一定范围内，反应速度达到最大时对应的温度称为该酶促反应的最适温度（optimum temperature Tm）.一般动物组织中的酶其最适温度为35～40℃，植物与微生物中的酶其最适温度为30～60℃，少数酶可达60℃以上，如细菌淀粉水解酶的最适温度90℃以上。
温度对酶促反应速度的影响机理：
酶的激活剂，动物唾液中的α-淀粉酶则受Cl-的激活。
特点：1、酶对激活剂有一定的选择性，一种酶的激活剂对另一种酶来说可能是抑制剂
2、有一定的浓度要求，当激活剂的浓度超过一定的范围时，它就成为抑制剂。
激活剂
六、抑制剂对反应速度的影响
凡能使酶的活性下降而不引起酶蛋白变性的物质称为酶的抑制剂(inhibitor)。使酶变性失活(称为酶的钝化) 的因素如强酸、强碱等，不属于抑制剂。通常抑制作用分为可逆性抑制和不可逆性抑制两类。
3. Km在实际应用中的重要意义
（1）鉴定酶：通过测定可以鉴别不同来源或相同来源但在不同发育阶段、不同生理状态下催化相同反应的酶是否属于同一种酶。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

➢ 在一定范围内，反应速度达到最大时对应的温度称为该酶促反应的最适温度（optimum temperature Tm）.一般动物组织中的酶其最适温度为35～40℃，植物与微生物中的酶其最适温度为30～60℃，少数酶可达60℃以上，如细菌淀粉水解酶的最适温度90℃以上。
酶促反应动力学有方程推导过程
当酶反应体系处于恒态时： v1 v2
即： k 1 E t E S S k 1 E k 2 S E S EtSE E SSSk1k 1k2
令： k1 k2 Km k1
则： K m E S E S S E tS
经整理得： ES
Et S Km S
(1)
由于酶促反应速度由[ES]决定，即 vk2 ES
1902年，Henri用蔗糖酶水解蔗糖的实验中观察到：在蔗糖酶酶的浓度一定的条件下测定底物（蔗糖）浓度对酶反应速度的影响, 它们之间的关系呈现矩形双曲线(rectangular hyperbola)。如下图所示：
酶促反应动力学有方程推导过程
11
酶促反应动力学有方程推导过程
12
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，表现为零级反应。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。
3.4 酶促反应动力学
酶促反应动力学
酶促反应动力学(kinetics of enzymecatalyzed reactions)是研究酶促反应速度及其影响因素的科学。酶促反应的影响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。
酶促反应动力学有方程推导过程
1
一. 酶浓度的影响
2、pH影响酶分子的构象：过高或过低pH都会影响酶分子活性中心的构象，或引起酶的变性失活。
酶促反应动力学有方程推导过程
9
动物体内多数酶的最适pH值接近中性，但也有例外，如胃蛋白酶的最适pH约1.8，肝精氨酸酶最适pH约为9.8(见下表)。
一些酶的最适pH
酶促反应动力学有方程推导过程
10
四、底物浓度对反应速度的影响 1、酶反应与底物浓度的关系
（2）. 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。
（3）. 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
酶促反应动力学有方程推导过程
4
酶促反应动力学有方程推导过程
5
三. pH对酶促反应速度的影响
大多数酶的活性受 pH 影响显著，在某一 pH 下
表现最大活力，高于或低于此pH，酶活力显著下降。
酶表现最大活力的pH称为酶的最适
pH(optimumpH pHm)。典型的酶速度-pH曲线
是较窄的钟罩型曲线，但有的酶的速度-pH曲线并
在一定温度和pH下，酶促反应在底物浓度大于 100 Km时，速度与酶的浓度呈正比。
酶浓度对速度的影响机理：酶浓度增加，[ES]也增加，而 V=k3[ES] ，故反应速度增加。
酶促反应动力学有方程推导过程
2
二. 温度对酶促反应速度的影响
➢ 酶促反应与其它化学反应一样，随温度的增加，反应速度加快。化学反应中温度每增加10℃反应速度增加的倍数称为温度系数Q10。一般的化学反应的Q10为2～3，而酶促反应的Q10为1～2。
非一定呈钟罩型。如胃蛋白酶和木瓜蛋白酶的速度-
pH曲线。
胃蛋白酶的速度-温度曲线如下图：
酶促反应动力学有方程推导过程
6
胃蛋白酶和葡萄糖-6-磷酸酶的pH活性曲线：
酶促反应动力学有方程推导过程
7
酶促反应动力学有方程推导过程
8
➢ pH对酶促反应速度的影响机理：
1、pH影响酶和底物的解离: 酶的活性基团的解离受pH影响，底物有的也能解离，其解离状态也受pH的影响，在某一反应pH下，二者的解离状态最有利于它们的结合，酶促反应表现出最大活力，此pH称为酶的最适pH；当反应pH偏离最适pH时，酶促反应速度显著下降。
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 10-1～10-6 M 之间。
，所以 ES v
k2
(2)
将（2）代入（1）得：
v k2
EtS Km S
v
k2Et S Km S
(3)
当[Et]=[ES]时， v Vm
所以 Vmk2Et (4)
将（4）代入（3），则：酶促v反应动KV力mm学a有x方S程S推导过程
15
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。从米氏方程可知：
酶促反应动力学有方程推导过程
13
为解释酶被底物饱和现象，Michaelis和Menten 做了大量的定量研究，积累了足够的实验数据，提出了酶促反应的动力学方程：
酶促反应动力学有方程推导过程
14
SE k1 ES k2 PE
S EtES
k1
ES
[ES]生成速度：v 1 k 1 E t ES S ，[ES]分解速度：v 2 k 1 E S k 2 ES
3
➢ 温度对酶促反应速度的影响机理：
1. 温度影响反应体系中的活化分子数：温度增加，活化分子数增加，反应速度增加。
2. 温度影响酶的活性：过高的温度使酶变性失活，反应速度下降。
最适温度不是酶的特征常数，因为一种酶的最适温度不是一成不变的，它要受到酶的纯度、底物、激活剂、抑制剂、酶反应时间等因素的影响。因此，酶的最适温度与其它反应条件有关。
当底物浓度很低时 [S] << Km,则 V≌Vmax[S]/Km ，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。Βιβλιοθήκη 酶促反应动力学有方程推导过程
16
2.米氏常数的意义
（1）. 物理意义： Km值等于酶反应速度为最大速度一半时的底物浓度。