第3章 第3节酶促反应动力学
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嗜热蛋白与常温菌蛋白大小，亚基结构，活性中 心等都极为相似，但是维持空间构象的力不相同 例如比嗜常温蛋白约多14个盐桥即可获得热稳定 性
李新梅 湖南大学生物学院
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V-T曲线为钟形曲线
在达到最适温度之前，温度 升高，活化分子数增加，反 应速度加快 – 温度系数（Q10） • 温度每提高10℃其反应 速度与原来的反应速度 之比 • 对于许多酶来说，Q10 多为1-2之间。 超过最适温度时, 温度升高， 酶的最适温度不是一 酶逐步变性，V降低 最适温度还与反应时间有关， 个固定不变的常数。 反应时间短，最适温度高， 李新梅 反应时间长，最适温度低湖南大学生物学院
A、随酶浓度的增加而增加 B、随酶浓度的增加而减小 C、随底物浓度的增加而增大 D、是酶的特征常数 A、饱和底物浓度时的速度 B、在一定酶浓度下，最大速度的一半 C、饱和底物浓度的一半 D、速度达最大速度一半时的底物浓度
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斜率=Km/Vmax
lineweaker-Burk方程
k2
发生在 很短的 时间内
S: substance P: product E: enzyme
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由米氏方程可以看出： （1）[S]很小时，[S]《Km，则V=（Vmax/Km）[S] 一级反应； （2）[S]很大时，[S] 》Km，则V=Vmax，零级反应； （3）[S]处于Km附近时，混和级反应。
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猎豹最多只能跑3分钟
肌糖原分解产生乳酸除了生成ATP，还有大量热 量阐述，时间太长会因身体过热而死
奔跑后的猎豹体能状况孱弱，需要数十分钟 复原
乳酸经肝脏重新生成糖原
所谓动力强劲，是指猎豹比其他猫科 动物有更强有力心脏，超大的肝和提供 更多丰富肌糖原的肌肉。
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Km＝[S]
∴Km值等于酶促反应速度为最大反应速度一半 时的底物浓度，单位是mol/L。
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Km的定义：酶的一个特征性常数，
4、Km值的意义
（1）作为酶的特征性物理常数
可以用酶反应速度达到最大反应速 度的一半时的底物浓度表示。
v
Vmax , K m S 2
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7
2014-4-30
嗜热古菌
只在55℃以上的环境中生长 包括嗜热菌和极端嗜热菌,极端嗜热菌是泛指 最适生长温度在80℃以上的嗜热菌 美国的巴罗斯 (Ｊ.Baross)发现的一些从火山 喷口中分离出的细菌可以生活在250℃的环境来自为什么嗜热菌可以耐热？
嗜热菌耐热性的主要机制是蛋白质的热稳定性 在80℃以上环境中能发挥功能的酶称为嗜热酶， 在高温下(60℃～120℃)具有最佳活性
本节学习小结
1、画出V-[S], V-[E] ，V-[pH], V-[T] 关系曲线和激活剂，抑制剂对酶促反应 速度影响曲线？ 2、什么是米氏方程？ 3、什么是米氏常数？有什么意义？ 4、双倒数曲线中纵截距 ，横截距和斜 率各是什么？
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5
凡是V-[S]曲线符合米氏方程的 酶都是米氏酶，曲线为矩形。
v
Vmax S K m S
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3
2014-4-30
3、什么是米氏常数Km
当反应速度为最大反应速度一半时 V Vmax Vmax/2 Km [S]
Vmax 2
＝
Vmax[S] Km + [S]
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影响酶促反应速度的因素是讨论V 和其他因素关系
底物浓度 ( V-S之间关系）在酶量 固定时 酶浓度( V-E 之间关系) 激活剂和抑制剂( V-E 之间关系基 础上讨论） pH和温度
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横轴可以是[S],[E],pH,T
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• 只与酶的性质有关,而与酶浓度无关 • 受到底物浓度，离子强度，pH，温 度影响 • 因此Km值作为常数是在一定条件下 而言的
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（2）1/Km表示酶与底物的亲和力 如果一种酶有几种底物,确定选择哪 种底物优先反应 Km值最小的底物称该酶的最适底物 1/Km愈大，表明亲和力越大
4、关于米氏常数Km的说法，哪个是正确的？
1 Km 1 1 v Vmax S Vmax
-1/Km
1/Vmax
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使1/ v 对1/[S]作图，可以获 得一条直线 从直线与x轴的截距可以得到 1/Km的绝对值 1/Vmax是直线与y轴的截距
大稜镜温泉位于美国黄石国家公园
每分钟大约会涌出2000公升，温度为 71°C左右的地下水 湖面的颜色随季节而改变，这是由于富含 矿物质的水体中生活着的藻类和含色素的细菌 等微生物 藻类和细菌产生的叶绿素，类胡萝卜素， 其比例会随季节变换而改变
夏季的大棱镜温泉
冬季的 大棱镜 温泉
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4
2014-4-30
习题
1、米氏方程在推导过程中引入了哪项假设（）
– A. 酶浓度为底物浓度一半 – B. 由于ES的存在使底物初始浓度降低 – C. 由于酶浓度很大，所以[E]基本不变 – D. 忽略反应ES→E+S的存在 – E. 由于P→0，所以不考虑反应E+P→ES的存在
(3)利用Km判断反应的方向和限速反应
底物 酶 产物 Km 丙酮酸 乳酸脱氢酶 乳酸 1.7×105mol/L 丙酮酸 丙酮酸脱氢酶 乙酰辅酶A 1.3×103mol/L 丙酮酸 丙酮酸脱羧酶 乙醛 1.0×103mol/L 在丙酮酸低浓度时，生成最多的是乳酸 一种底物，多种酶的时候如何去判断反应的方向， 李新梅 湖南大学生物学院 其他条件相同，Km值最小的酶反应速度最快
2014-4-30
本章与其他章节的 知识结构联系
生物化学
第三节 酶促反应动力学
生物大分子 的代谢
第一章 蛋白质
生物大分子 的结构和功能
第二章 酶
第三章 核酸
第四章 糖类
第五章 糖类
第一节 酶的概述
第二节 第三节 酶活性 酶促反应 作用原理 动力学
李新梅 湖南大学生物学院
第四节 酶活性 的调节
第三节 酶促反应动力学
五、激活剂对酶反应速度的 影响
案例：缺锌和厌食
锌是人体200多种酶的辅基 – 缺锌时唾液中磷酸酶含量减少，味蕾功能减退 – 维持味蕾细胞的再生和分泌有重要作用 • 缺锌影响味蕾细胞更新，舌黏膜增生，角化不全， 阻塞味蕾小孔，使食物难于接触味蕾 – 还可使羧基肽酶A的活力降低，导致消化功能减低
锌缺乏的最常见症状是味觉减退，厌食、异食癖
3、某一酶 的动力学资料如下图，它的Km 为多少？
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V-[E]曲线为通过原点的直线
V
当[S]＞＞[E]，酶可被
二、酶浓度对反应速度的影响
底物饱和的情况下，反 应速度与酶浓度成正比。
关系式为：V
= K3 [E]
0
当[S]>>[E]时，V = k3 [E]
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最适 pH pH
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2014-4-30
最适pH
唾液淀粉酶的最适pH实验
(optimum
pH)： 酶催化活性最 大时的环境pH。 体内酶的最适 pH多在4～8之间。
胃蛋白酶的最适pH为? 胰蛋白酶的最适pH为？
pH对几种酶活性的影响
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2
2014-4-30
由Henri和Wurtz提出酶底物中间络合物
学说：E＋S＝＝ES → E＋P
非催化反应没有这种双曲线
2、米氏Michaelis-Menten方程
(1)1913年Michaelis和Menten根据酶底 物中间络合物学说推导出一个方程
假设：由于P→0，所以不考虑反应 E+P→ES的存在
1、S对V影响
V
Vmax
V
Vmax
[S]
[S]
当猎豹刚开始奔跑时，肌糖原浓度高，充 分饱和分解肌糖原的酶，形成最大浓度的ES复 合物，反应速度也达到最大，并不因为底物浓 度变化而改变，称为零级反应 李新梅
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随着时间的延长，糖原浓度逐 渐降低，随着ES减少， 反应速 率减少,反应为一级反应。
习题
关于pH对酶活性的影响，以下哪项不对？
– A．影响必需基团解离状态 – B．也能影响底物的解离状态 – C．酶在一定的pH范围内发挥最高活性 – D．破坏酶蛋白的一级结构 – E．pH改变能影响酶的Km值
三、温度对酶促反应的影响
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案例:给你点颜色看看 ——生活在大棱镜温泉的嗜热菌
[E] 酶浓度对反应速度的影响
李新梅
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V-pH曲线为钟形曲线
三、pH对酶促反应速度的影响
酶有最适pH酶
– pH影响酶分子的解离状 态和底物的解离状态
v
最适pH一般4～8
– 动物酶5.5～6.5； – 植物酶6.5～8.0；
不是酶的特征常数
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V-T曲线为钟形曲线
在达到最适温度之前，温度 升高，活化分子数增加，反 应速度加快 – 温度系数（Q10） • 温度每提高10℃其反应 速度与原来的反应速度 之比 • 对于许多酶来说，Q10 多为1-2之间。 超过最适温度时, 温度升高， 酶的最适温度不是一 酶逐步变性，V降低 最适温度还与反应时间有关， 个固定不变的常数。 反应时间短，最适温度高， 李新梅 反应时间长，最适温度低湖南大学生物学院
A、随酶浓度的增加而增加 B、随酶浓度的增加而减小 C、随底物浓度的增加而增大 D、是酶的特征常数 A、饱和底物浓度时的速度 B、在一定酶浓度下，最大速度的一半 C、饱和底物浓度的一半 D、速度达最大速度一半时的底物浓度
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斜率=Km/Vmax
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发生在 很短的 时间内
S: substance P: product E: enzyme
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由米氏方程可以看出： （1）[S]很小时，[S]《Km，则V=（Vmax/Km）[S] 一级反应； （2）[S]很大时，[S] 》Km，则V=Vmax，零级反应； （3）[S]处于Km附近时，混和级反应。
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肌糖原分解产生乳酸除了生成ATP，还有大量热 量阐述，时间太长会因身体过热而死
奔跑后的猎豹体能状况孱弱，需要数十分钟 复原
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所谓动力强劲，是指猎豹比其他猫科 动物有更强有力心脏，超大的肝和提供 更多丰富肌糖原的肌肉。
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Km＝[S]
∴Km值等于酶促反应速度为最大反应速度一半 时的底物浓度，单位是mol/L。
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4、Km值的意义
（1）作为酶的特征性物理常数
可以用酶反应速度达到最大反应速 度的一半时的底物浓度表示。
v
Vmax , K m S 2
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只在55℃以上的环境中生长 包括嗜热菌和极端嗜热菌,极端嗜热菌是泛指 最适生长温度在80℃以上的嗜热菌 美国的巴罗斯 (Ｊ.Baross)发现的一些从火山 喷口中分离出的细菌可以生活在250℃的环境来自为什么嗜热菌可以耐热？
嗜热菌耐热性的主要机制是蛋白质的热稳定性 在80℃以上环境中能发挥功能的酶称为嗜热酶， 在高温下(60℃～120℃)具有最佳活性
本节学习小结
1、画出V-[S], V-[E] ，V-[pH], V-[T] 关系曲线和激活剂，抑制剂对酶促反应 速度影响曲线？ 2、什么是米氏方程？ 3、什么是米氏常数？有什么意义？ 4、双倒数曲线中纵截距 ，横截距和斜 率各是什么？
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凡是V-[S]曲线符合米氏方程的 酶都是米氏酶，曲线为矩形。
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Vmax S K m S
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3、什么是米氏常数Km
当反应速度为最大反应速度一半时 V Vmax Vmax/2 Km [S]
Vmax 2
＝
Vmax[S] Km + [S]
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影响酶促反应速度的因素是讨论V 和其他因素关系
底物浓度 ( V-S之间关系）在酶量 固定时 酶浓度( V-E 之间关系) 激活剂和抑制剂( V-E 之间关系基 础上讨论） pH和温度
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横轴可以是[S],[E],pH,T
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• 只与酶的性质有关,而与酶浓度无关 • 受到底物浓度，离子强度，pH，温 度影响 • 因此Km值作为常数是在一定条件下 而言的
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（2）1/Km表示酶与底物的亲和力 如果一种酶有几种底物,确定选择哪 种底物优先反应 Km值最小的底物称该酶的最适底物 1/Km愈大，表明亲和力越大
4、关于米氏常数Km的说法，哪个是正确的？
1 Km 1 1 v Vmax S Vmax
-1/Km
1/Vmax
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使1/ v 对1/[S]作图，可以获 得一条直线 从直线与x轴的截距可以得到 1/Km的绝对值 1/Vmax是直线与y轴的截距
大稜镜温泉位于美国黄石国家公园
每分钟大约会涌出2000公升，温度为 71°C左右的地下水 湖面的颜色随季节而改变，这是由于富含 矿物质的水体中生活着的藻类和含色素的细菌 等微生物 藻类和细菌产生的叶绿素，类胡萝卜素， 其比例会随季节变换而改变
夏季的大棱镜温泉
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1、米氏方程在推导过程中引入了哪项假设（）
– A. 酶浓度为底物浓度一半 – B. 由于ES的存在使底物初始浓度降低 – C. 由于酶浓度很大，所以[E]基本不变 – D. 忽略反应ES→E+S的存在 – E. 由于P→0，所以不考虑反应E+P→ES的存在
(3)利用Km判断反应的方向和限速反应
底物 酶 产物 Km 丙酮酸 乳酸脱氢酶 乳酸 1.7×105mol/L 丙酮酸 丙酮酸脱氢酶 乙酰辅酶A 1.3×103mol/L 丙酮酸 丙酮酸脱羧酶 乙醛 1.0×103mol/L 在丙酮酸低浓度时，生成最多的是乳酸 一种底物，多种酶的时候如何去判断反应的方向， 李新梅 湖南大学生物学院 其他条件相同，Km值最小的酶反应速度最快
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本章与其他章节的 知识结构联系
生物化学
第三节 酶促反应动力学
生物大分子 的代谢
第一章 蛋白质
生物大分子 的结构和功能
第二章 酶
第三章 核酸
第四章 糖类
第五章 糖类
第一节 酶的概述
第二节 第三节 酶活性 酶促反应 作用原理 动力学
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第四节 酶活性 的调节
第三节 酶促反应动力学
五、激活剂对酶反应速度的 影响
案例：缺锌和厌食
锌是人体200多种酶的辅基 – 缺锌时唾液中磷酸酶含量减少，味蕾功能减退 – 维持味蕾细胞的再生和分泌有重要作用 • 缺锌影响味蕾细胞更新，舌黏膜增生，角化不全， 阻塞味蕾小孔，使食物难于接触味蕾 – 还可使羧基肽酶A的活力降低，导致消化功能减低
锌缺乏的最常见症状是味觉减退，厌食、异食癖
3、某一酶 的动力学资料如下图，它的Km 为多少？
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V-[E]曲线为通过原点的直线
V
当[S]＞＞[E]，酶可被
二、酶浓度对反应速度的影响
底物饱和的情况下，反 应速度与酶浓度成正比。
关系式为：V
= K3 [E]
0
当[S]>>[E]时，V = k3 [E]
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最适 pH pH
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最适pH
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(optimum
pH)： 酶催化活性最 大时的环境pH。 体内酶的最适 pH多在4～8之间。
胃蛋白酶的最适pH为? 胰蛋白酶的最适pH为？
pH对几种酶活性的影响
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学说：E＋S＝＝ES → E＋P
非催化反应没有这种双曲线
2、米氏Michaelis-Menten方程
(1)1913年Michaelis和Menten根据酶底 物中间络合物学说推导出一个方程
假设：由于P→0，所以不考虑反应 E+P→ES的存在
1、S对V影响
V
Vmax
V
Vmax
[S]
[S]
当猎豹刚开始奔跑时，肌糖原浓度高，充 分饱和分解肌糖原的酶，形成最大浓度的ES复 合物，反应速度也达到最大，并不因为底物浓 度变化而改变，称为零级反应 李新梅
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随着时间的延长，糖原浓度逐 渐降低，随着ES减少， 反应速 率减少,反应为一级反应。
习题
关于pH对酶活性的影响，以下哪项不对？
– A．影响必需基团解离状态 – B．也能影响底物的解离状态 – C．酶在一定的pH范围内发挥最高活性 – D．破坏酶蛋白的一级结构 – E．pH改变能影响酶的Km值
三、温度对酶促反应的影响
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案例:给你点颜色看看 ——生活在大棱镜温泉的嗜热菌
[E] 酶浓度对反应速度的影响
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V-pH曲线为钟形曲线
三、pH对酶促反应速度的影响
酶有最适pH酶
– pH影响酶分子的解离状 态和底物的解离状态
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最适pH一般4～8
– 动物酶5.5～6.5； – 植物酶6.5～8.0；
不是酶的特征常数
