V= Vmax[S]
Km+[S]
两边同取倒数
Km 1/V= 1/[S] + 1/Vmax 1/V1/V Vmax max 1/[S] （林－贝氏方程）
1 / K
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2. Hanes作图法
在林－贝氏方程基础上，两边同乘[S]
[S]/V
[S]/V=Km/Vmax + [S]/Vmax
Km/Vm
-Km
[S]

1897年，Buchner兄弟用不含细胞的酵母提取液，实现 了发酵。
1926年，Sumner首次从刀豆中提纯出脲酶结晶。

1982年，Cech首次发现RNA也具有酶的催化活性，提 出核酶(ribozyme)的概念。
1995年，Jack W.Szostak研究室首先报道了具有DNA连 接酶活性DNA片段，称为脱氧核酶(deoxyribozyme)。
基侧链的化学基团中，
一些与酶活性密切相关 的化学基团。
目录
酶的活性中心(active center) 或称活性部位(active site)，指必需基团 在空间结构上彼此靠近，组成具有特定空间 结构的区域，能与底物特异结合并将底物转 化为产物。
目录

活性中心内的必需基团
结合基团 (binding group) 与底物相结合
② 意义： a) Km是酶的特征性常数之一； b) Km可近似表示酶对底物的亲和力；
c) 同一酶对于不同底物有不同的Km值。
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Vmax
定义：Vm是酶完全被底物饱和时的反应速度， 与酶浓度成正比。 意义：Vmax=K3 [E] 如果酶的总浓度已知，可从Vmax计算 酶的
转换数(turnover number)，即动力学常数K3。
目录
V
Vmax
[S] 当底物浓度较低时 反应速度与底物浓度成正比；反 应为一级反应。
目录
V
Vmax
[S]
随着底物浓度的增高 反应速度不再成正比例加速；反应 为混合级反应。
目录
V
Vmax
[S]
当底物浓度高达一定程度 反应速度不再增加，达最大速度； 反应为零级反应
目录
（一）米－曼氏方程式
酶促反应模式——中间产物学说
目录
酶的转换数
定义 — 当酶被底物充分饱和时，单位时间内 每个酶分子催化底物转变为产物的分 子数。 意义 — 可用来比较每单位酶的催化能力。
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（三）Ｋm值与Ｖmax值的测定 1. 双倒数作图法(double reciprocal plot)， 又称为 林-贝氏(Lineweaver- Burk)作图法
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二、酶浓度对反应速度的影响
当[S]＞＞[E]，酶可被
V
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 [E]
当[S]>>[E]时，Vmax = k3 [E]
酶浓度对反应速度的影响
目录
三、温度对反应速度的影响
双重影响
温度升高，酶促反应速 度升高；由于酶的本质是蛋 白质，温度升高，可引起酶 的变性，从而反应速度降 低。
k1 k2 k3
E+S
ES
E+P
中间产物
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※1913年Michaelis和Menten提出反应速度与底
物浓度关系的数学方程式，即米－曼氏方程 式，简称米氏方程式(Michaelis equation)。
Ｖ＝ ──[S] K +
m
Vmax[S]
[S]：底物浓度 V：不同[S]时的反应速度
Vmax：最大反应速度(maximum velocity)
第 三 章
酶
Enzyme
目录
酶的概念

目前将生物催化剂分为两类
酶 、 核酶（脱氧核酶）
酶是一类由活细胞产生的，对其特异底物 具有高效催化作用的蛋白质。

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酶学研究简史

公元前两千多年，我国已有酿酒记载。
一百余年前，Pasteur认为发酵是酵母细胞生命活动的 结果。
1877年，Kuhne首次提出Enzyme一词。
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活化能：底物分子从初态转变到活化态所需的能量。
能 量 非催化反应活化能
一般催化剂催 化反应的活化能 酶促反应 活化能
底物 反应总能量改变 产物 反 应 过 程
酶促反应活化能的改变
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根据酶对其底物结构选择的严格程度不同， 酶的特异性可大致分为以下3种类型：

绝对特异性(absolute specificity)：只能作用于 特定结构的底物，进行一种专一的反应，生 成一种特定结构的产物 。 相对特异性(relative specificity)：作用于一类 化合物或一种化学键。 立体结构特异性(stereo specificity)：作用于立 体异构体中的一种。
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（三）酶促反应的可调节性
酶促反应受多种因素的调控，以适应机体对 不断变化的内外环境和生命活动的需要。其中包 括三方面的调节。 对酶生成与降解量的调节
酶催化效力的调节
通过改变底物浓度对酶进行调节等
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二、酶促反应的机理
（一）酶-底物复合物的形成与诱导契合假说
酶底物复合物
E+S
ES
目录
推导过程

稳态：是指ES的生成速度与分解速度相等，即 [ES]恒定。
K1 ([Et]－[ES]) [S]＝K2 [ES] + K3 [ES] 整理得： ([Et]－[ES])[S] [ES] K2+K3 K1 ＝ K2+K3 K1
(2)
令：
＝ Km （米氏常数）
则(2)变为: ([Et]－[ES]) [S] ＝Km [ES]
研究前提
I.
II.
III.
IV.
单底物、单产物反应 酶促反应速度一般在规定的反应条件下，用 单位时间内底物的消耗量和产物的生成量来 表示 反应速度取其初速度，即底物的消耗量很小 （一般在5﹪以内）时的反应速度 底物浓度远远大于酶浓度
在其他因素不变的情况下，底物浓度对反应 速度的影响呈矩形双曲线关系。
目录

第一节 酶的分子结构与功能
The Molecular Structure and Function of Enzyme
目录
酶的不同形式

单体酶(monomeric enzyme)：仅具有三级结 构的酶。 寡聚酶(oligomeric enzyme)：由多个相同或 不同亚基以非共价键连接组成的酶。 多酶体系(multienzyme system)：由几种不同 功能的酶彼此聚合形成的多酶复合物。
E+P
*诱导契合假说(induced-fit hypothesis) 酶与底物相互接近时，其结构相互诱导、 相互变形和相互适应，进而相互结合。这一过 程称为酶-底物结合的诱导契合假说 。
目录
目录
酶的诱导契合动画
目录
底物
羧 肽 酶 的 诱 导 契 合 模 式
目录
（二）酶促反应的机理
1. 邻近效应(proximity effect) 与定向排列(orientation arrange ) 2. 多元催化(multielement catalysis) 3. 表面效应(surface effect)
最适温度
酶 活 性
2.0
1.5
1.0
(optimum temperature)：
0.5
酶促反应速度最快时的 环境温度。
* 低温的应用
0
10 20 30 40 50 60
温度 º C
温度对淀粉酶活性的影响
目录
四、 pH对反应速度的影响
酶
活 性
胃蛋白酶
淀粉酶
胆碱酯酶
最适pH
(optimum pH)：
活性中心外的必需基团
催化基团 (catalytic group) 催化底物转变成产物
位于活性中心以外，维持酶活性中心应有 的空间构象所必需。
目录
活性中心以外 的必需基团
底物
催化基团
结合基团
活性中心
目录
溶菌酶的活性 中心
* 谷氨酸35和天 冬氨酸52是催化 基团； * 色氨酸62和63、 天冬氨酸 101 和 色氨酸 108是结 合基团；



多功能酶(multifunctional enzyme)或串联酶 (tandem enzyme)：一些多酶体系在进化过程 中由于基因的融合，多种不同催化功能存在 于一条多肽链中，这类酶称为多功能酶。
目录
一、 酶的分子组成
单纯酶
结合酶
(simple enzyme)
(conjugated enzyme)
氢原子（质子） NAD+（尼克酰胺腺嘌呤二核 苷酸，辅酶I） NADP+（尼克酰胺腺嘌呤二核 苷酸磷酸，辅酶II） FMN （黄素单核苷酸） FAD（黄素腺嘌呤二核苷酸） 醛基 TPP（焦磷酸硫胺素） 酰基 辅酶A（CoA） 硫辛酸 烷基 钴胺素辅酶类 二氧化碳 生物素 氨基 磷酸吡哆醛 甲基、甲烯基、 四氢叶酸 甲炔基、甲酰基 等一碳单位
目录
第三节 酶促反应动力学
Kinetics of Enzyme-Catalyzed Reaction
目录

概念
研究各种因素对酶促反应速度的影响，并 加以定量的阐述。

影响因素包括有 酶浓度、底物浓度、pH、温度、
抑制剂、激活剂等。
※ 研究一种因素的影响时，其余各因素均恒定。
目录
一、底物浓度对反应速度的影响
目录
辅助因子分类