k1([E] — [ES]) * [S] = k2[ES] + k3[ES]
移项 ([E] — [ES]) * [S] / [ES] =(k2+k3) / k1
令：Km = (k2+k3) / k1
[ES]= [E]*[S]
Km+[S]
（1）
酶促反应动力学
7
• 因为当底物浓度很高时，酶反应速率（v）与 [ES]成正比，即
第10章 酶促反应动力学
kinetics of enzyme—catalyzed reactions
酶促反应动力学
1
• 酶促反应动力学:是研究酶促反应的速率以及 影响此速率的各种因素的科学。
• 影响酶速率的各种因素 • 1. 底物浓度 • 2. 酶的抑制剂 • 3. 温度 • 4. pH • 5. 酶的激活剂
• Km值的物理意义，即Km值是当酶反应速率达 到最大反应速率一半时的底物浓度，单位是 mol／l。
酶促反应动力学
10
三、Km值的意义
Km = (k2+k3) / k1
• 2. Km值酶是酶的一个特征常底数物：Km值的大Km小(m只mo与l/酶L) 的性质脲有酶关，而与酶的浓度尿无素关。因此，在一25定条 件下溶，菌可酶以通过Km值6-N来-乙区酰别不葡同萄的糖酶胺。 0.006
酶促反应动力学
8
• 该方程式表明：当已知Km及Vmax时，酶反应 速率与底物浓度之间的定量关系。若以[S]作横 坐标，v作纵坐标作图，可得到一条双曲线
v
Vmax
½ Vmax
Km 酶促反应动力学
[S]
9
三、Km值的意义
υ = Vmax *[s]
Km +[S]
• 1. Km值的物理意义
• 当反应速率达到最大速率一半时，即υ= 1/2Vmax,可以得到 [S] = Km
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]
（3）
V = Vmax *[s]
Km +[S] 米氏方程，Km米氏常数
酶促反应动力学
19
第二节 酶的抑制作用
酶促反应动力学
20
抑制与失活之间的关系
• 失活作用(inactivation) :使酶蛋白变性而引起 酶活力丧失的作用 ,变性剂对酶的变性作用无 选择性.
酶促反应动力学
2
第一节
底物浓度对酶反应 速率的影响
酶促反应动力学
3
底
物
浓
度
对
速
率
影 响 的 曲 线
• 当底物浓度较低时，表现为一级反应（其反应速 率与浓度的关系能以单分子反应的动力学方程式 表示：v=dc/dt=kc （线性关系）
• 随着底物浓度的增加，反应表现为混合级反应。
图
• 当底物浓度达到相当高时，表现为零级反应（与 底物浓度无关）。
• kcat值越大，表示酶的催化效率越高。
酶促反应动力学
16
五、Km和Vmax值的测定
• 主要利用作图法测定 • (1) 测定不同底物浓度的反应初速率，以v-[S]作图，
可以得到Vmax，再从1/2 Vmax，可求得相应的[S]，即 Km值。
v
Vmax
½ Vmax
Km 酶促反应动力学
[S]
17
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/v-1/[s]作 图，得出一 直线.
酶促反应动力学
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五、Km和Vmax值的测定
• (3) Hanes— Woolf作图法
• 将前式两边均 乘以[S]得：以 [s]/ v～[s]作图， 得一直线，横 轴的截距为
-Km，斜率为 1/ Vmax
酶促反应动力学
4
• 为解释这一实验结果，Henri和Wurtz提出了酶 底物中间络合物学说。该学说认为当酶催化某 一化学反应时，酶首先和底物结合生成中间复 合物(ES)，然后生成产物(P)，并释放出酶。反 应式：
• S+E
ES
P+E
酶促反应动力学
5
二、酶促反应的动力学方程式
• 1．米氏方程式的推导 （假设K4为0）
• Km愈小，达到最大反应速率一半所需要的底物浓度就愈小 ，底 物最适。
酶促反应动力学
12
三、Km值的意义
• 4. 判断反应速率v和Vmax之间的关系： • 若已知某个酶的Km值，就可以计算出在某一底物浓度时，其反
应速率v相当于Vmax的百分率。反之。
V = Vmax *[s] Km +[S]
酶促反应动力学
•
k1
k3
• S+E k2
ES k4
• 对于ES的形成速度：
d[ES] / dt =k1([E] — [ES]) * [S]
对于ES的分解速度：
- d[ES] / dt = k2[ES] + k3[ES]
P+E
酶促反应动力学
6
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
•葡K而m萄改值糖变氢随-6。酶测-磷各定酸种的脱酶底的物K、m6值反-磷相应酸差的-很葡温大萄度，糖、大pH多及数离酶0子的.0强5K8m度值
介于10-6~10-1mol/L之苯间甲。酰酪氨酰胺
2.5
胰凝乳蛋白酶
甲酰酪氨酰胺
12.0
乙酰酪氨酰胺
32.0
酶促反应动力学
11
三、Km值的意义
• 3. Km值可以判断酶的专一性和天然底物 有的酶可作用于几种底 物，因此就有几个Km值，其中Km值最小的底物称为该酶的最适 底物也就是天然底物。Biblioteka 13三、Km值的意义
• 5. Km值可以帮助推断某一代谢反应的方向和途 径，这对了解酶在细胞内的主要催化方向及生 理功能有重要意义。
• 催化可逆反应的酶，对正逆两向底物的Km值往 往是不同的，测定这些Km值的差别以及细胞内 正逆两向底物的浓度，可以大致推测该酶催化 正逆两向反应的效率，
酶促反应动力学
14
四、Vmax的意义
• 在一定酶浓度下，酶对特定底物的Vmax也是一 个常数。 pH、温度和离子强度等因素也影响 Vmax的数值，
• 同一种酶对不同底物的Vmax也不同。
酶促反应动力学
15
转换数的定义
• 当底物浓度很高时，Vmax = k3[ES] = k3[E]，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，这个常数又叫做转 换数(简称TN)，又称为催化常数(catalytic constant，kcat)。