酶促反应动力学-(4)说课讲解.ppt

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1、酶促反应动力学-(4)9.1.1反应速率及其测定反应速率是以单位时间内反应物或生成物浓度的改变来表示。用瞬时速率表示反应速率：dcv=-——（反应物浓度的减小）dtdcorv=+——（生成物浓度的增加）dt9.1.2反应分子数和反应级数9.1.2.1反应分子数反应分子数是在反应中真正相互作用的分子数目。仅有一个反应的分子参加的反应称为单分子反应。单分子反应的速率方程式：dcv=-——=kcdt双分子反应的速率方程式：dcv=-——=kc′c″dt9.1.2.2反应级数根据实验结果，整个化学反应的速率服从哪种分子反

2、应的速率方程式，则这个反应即为几级反应。反应分子数和反应级数这两种分类方法对很简单的反应来说是一致的。9.1.2.3各级反应的特征1.一级反应凡是反应速率只与反应物的浓度的一次方呈正比的，为一级反应。2.二级反应凡是反应速率与反应物的浓度的二次方（或两种物质浓度的乘积）呈正比的，为二级反应。3.零级反应凡是反应速率与反应物的浓度无关而受其它因素影响而改变的反应，为零级反应。9.2底物浓度对酶反应速率的影响9.2.1中间络合物学说底物浓度与反应速度的关系图图（9-6）中间络合物学说的反应表达式：S+E←→ES←→P

3、+E中间络合物学说的实验证明：1）ES复合物已被电子显微镜和X射线晶体结构分析直接观察到。如DNA聚合酶Ⅰ可结合到它合成的DNA模板上。2）许多酶和底物的光谱特性在形成ES复合物后发生变化。3）酶的物理性质，如溶解度和热稳定性，在形成ES复合物后发生变化。4）已分离得到的酶与底物相互作用生成的ES复合物。5）超离心沉降过程中，可观察到酶与底物共沉降现象。9.2.2酶促反应的动力学方程式9.2.2.1米氏方程的推导1913年Michaelis和Menten在中间络合物学说的基础上KskE+S←→ES→E+P推导出米

4、氏方程：Vmax·[S]V=------------------Km+[S]稳态是指反应进行一段时间后，系统的复合物ES浓度，保持不变的反应状态，即：d[ES]————=0dt在稳态下，ES的生成速率和ES的分解速率相等，即[ES]保持动态平衡。k1E+SESk2k3ESP+Ek4k2+k3Km=k1Vmax·[S]V=------------------Km+[S]根据米氏方程可以说明以下关系：1）当[S]＜＜Km时,Vmax[S]Vmaxv=────=───[S]=K[S]KmKm这时底物浓度低,酶没有全部被

5、底物所饱和。2）当[S]＞＞Km时，Vmax[S]v=——————=Vmax[S]这时酶全部被底物所饱和，在此条件下才能正确测得酶活力。3）当[S]=Km时，Vmax[S]Vmaxv=——————=———[S]+[S]2Km就代表反应速度达到最大反应速度一半时的底物浓度米氏方程曲线图（9-9）9.2.2.2动力学参数的意义1）米氏常数的意义①Km是酶的一个特性常数：Km的大小只与酶的性质有关，而与酶浓度无关。Km随底物、反应的温度、pH及离子强度而改变。②Km值可以判断酶的专一性和天然底物。Km值最小的底物成为该

6、酶的最适底物也就是天然底物。1/Km可近似的表示酶对底物亲和力的大小。③Km值可以帮助推断某一代谢反应的方向和途径。限速步骤2）Vmax和k3(kcat)的意义在一定酶浓度下，酶对特定底物的Vmax是一个常数。当[S]很大时，Vmax=k3[E]，k3为一级反应速率常数，它的次因为s-1。k3表示当酶被底物饱和时每秒钟每个酶分子转换底物的分子数。这常数又叫做转换数（简称TN）。9.2.2.3利用作图法测定Km和Vmax值双倒数作图法1Km11——=——●—+—vVmax[S]VmaxEisenthal和Corni

7、sh-Bowden直线作图法Vmax=v+v/[S]●Km9.2.3多底物的酶促反应动力学在酶促反应中更常见的是两个和两个以上底物参加的反应，其中双底物反应最为重要，即底物A和B经酶催化生成产物P和Q的反应。9.2.3.1酶促反应按底物分子数的分类9.2.3.2多底物反应按动力学机制分类A.序列反应(sequentialreactions)，底物的结合和产物的释放有一定顺序。E+A+BAEBPEQE+P+Q1）有序反应(orderedreactions)2）随机反应(randomreactions)B.乒乓

8、反应(PingPongreactions)，酶E转换为一种修饰酶E’。天冬氨酸氨基转移酶(glutamate:aspartateaminotransferase)9.3酶的抑制作用凡可使酶蛋白变形而引起酶活性丧失的作用称为失活作用(inactivation)。由于酶的必需基团化学性质的改变，但酶未变性，而引起酶活力的降低或丧失而称为抑制作用(inhibition)。变性剂