.酶催化反应的动力学
第三节酶催化反应的动力学
复习题问：略
新授：
Ⅰ酶反应动力学的概念：
研究酶促反应速度及其影响因素（哪些因素影响、如何影响）称酶促反应动力学。
Ⅱ酶反应动力学的影响因素：
酶浓度、底物浓度、pH、温度、抑制剂及激活剂等。
一、底物浓度对反应速度的影响
当其它条件在最适、不变情况下（课本P33图3－5）
①[S]较低时,v与S呈正比,即呈直线关系。
②当[S]增加至一定程度时,v随[S]增加而提高，不呈直线关系。
③[S]再增加，v达到最大V max 。
（一）米－曼氏方程式：
⒈概念：酶促反应速度与底物浓度关系的数学方程式。
⒉方程式：
说明：
⑴Vmax为最大反应速度，［S］为底物浓度，K M为米氏常数
⑵v是在不同［S］时的反应速度
⑶当底物浓度很低时，V＝Vmax *［S］／K M，反应速度与
底物成正比；反之，v≌Vmax ，反
应速度达最大；再增加
底物浓度，反应速度不受影响。
⒊K M概念：反应速度达到最大反应速度一半时的作用物浓度。
述：K M是酶的特征性常数，表示酶与作用物的亲和力大小。
K M越大，酶与作用物的亲和力越小。
同工酶的K M不同。
⒋米氏方程应用
⑴酶的鉴定——根据K M相同与否判定是否同一个酶
⑵酶的纯化——根据K M稳定与否
判定酶是否被纯化
⑶计算欲使反应速度达到某一特定反应速度时的合理[S]
（二）Km的意义
⒈K M值等于酶促反应速度达到Vmax一半时的作用物浓度
⒉K M值可反映酶对底物的亲和力，两者呈反比
⒊K M值是酶的特征性常数之一，只与酶的结构、底物和反
应环境（如温度、pH、离子强度）有关，与酶浓度无关。
二、酶浓度对反应速度的影响（课
本P33图3－6）
述：在酶促反应系统中，当[S]足够大时，v∝[E] 。
三、温度对反应速度的影响
⒈两者联系：温度对酶促反应的
具有双重影响。
升高温度可
加快酶促反应速度，同时也
增加酶变性的机会。
述：温度升高到60℃以上时，大多数酶开始变性；80℃时，多数酶
的变性已不可逆。
⒉最适温度
⑴概念：酶催化活性最大时的环境温度
述：人体组织中酶的最适温度一般在37－40℃
⑵影响因素：反应时间
⑶相互关系
①酶可以在较短的时间内耐受较
高的温度；
相反，延长反应时间，最适温度变降低。
②环境温度高于最适温度时，反应
速度则因酶的变性而降低。
③低温能降低酶活性，但一般不破
坏酶；
温度回升后，酶又可以恢复活性。
⒊临床应用：低温麻醉；低温保存菌种；酶制剂的保存
四、pH对反应速度的影响
⒈原因：在不同的pH值条件下，酶
分子的许多极性基团呈不
同的解离状态，而酶活性中
心的必需基团往往仅在某
一解离状态时才最易同底
物结合或具有最大的催化
作用。
所以，pH值的改变
对酶的催化作用影响很大。
⒉最适pH
⑴概念：酶催化活性最大时的环境pH
述：胃蛋白酶的最适pH1.5，精氨酸酶则为9.0。
⑵影响因素：底物浓度、缓冲液的种类与浓度、酶的纯度等
⑶相互关系
①溶液的pH值高于或低于最适pH时，酶活性降低；
②远离最适pH时，会导致酶的变
性失活。
述：在测定酶的活性时，应选用适宜的缓冲液以保持酶活性
的相对恒定。
五、抑制剂（I）对反应速度的影响Ⅰ概念：凡能降低酶的活性而本身不引起酶蛋白变性的物质
Ⅱ种类：见下表
（一）不可逆性抑制
⒈概念：其抑制剂通常与酶活性
中心上的必需基团以共价键
．．．相结合而使酶失活的抑制作
用。
⒉此抑制剂不可用透析法去除
⒊举例：有机磷农药中毒如605、敌百虫、DDV等。
述：这类抑制剂与酶活性中心的内、外的必需基团形成牢
固不可逆的共价结合。
重金属和砷制剂与巯基酶结合，故可用BAL（二巯基丙醇）急救。
（二）可逆性抑制
Ⅰ概念：其抑制剂通过非共价键与酶和（或）酶－底物复合物可
逆性结合而使酶活性降低或消
失的抑制作用。
Ⅱ抑制剂去除方法：透析法或超滤法
Ⅲ种类
⒈竞争性抑制
⑴概念：有些抑制剂与酶的底物结
构相似，可与底物竞争酶活性
中心，从而阻碍酶与底物结合
成中间产物的抑制作用。
⑵特点：①I与S 结构相似，与S
竞争结合E的同一部位。
②抑制程度取决于[I]/[S]值及I与E的的亲和力。
⑶动力学特点：V max不变，Km增加
⑷举例：丙二酸（P35）
⑸应用：用以阐明某些药物的作用机制（P35）如磺胺类药物
⒉非竞争性抑制
⑴概念：底物与抑制剂之间无竞争
关系，但酶－底物－抑制剂复
合物不能进一步释放出产物的
抑制作用。
⑵特点：①I与S结构不相似，结
合酶部位与S不同，与酶活
性中心外必需基团结合，引起
酶构象改变。
②抑制程度只与[I]有关。
⑶动力学特点：V max减小，Km不变
⑷举例：哇巴因
六、激活剂对酶反应速度的影响
⒈概念：使酶从无活性变为有活性的或使酶活性增加的物质
述：如金属离子、氯离子等，它们都能使酶活性增强。
⒉种类
⑴必需激活剂
①概念：对酶促反应不可缺少的大多数金属离子激活剂
②举例：Mg2+
⑵非必需激活剂
①概念：不存在时，酶仍有一定催化活性的某些激活剂
②举例：Cl-
课外作业：
一、名解：
酶的最适温度；酶的最适pH；
不可逆性抑制；可逆性抑制；
竞争性抑制
二、简答：
⒈分别简述酶浓度和底物浓度对酶
促反应速度是如何影响的？
⒉什么是米－曼式方程式？什么是米氏常数？
米氏常数的意义是什么？
⒊何谓酶的竞争性抑制和非竞争性
抑制？试用竞争性抑制的
作用原理阐明磺胺类药物能抑制细菌生长的机理。