酶动力学及影响酶反应速度的因素精选文档.ppt
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1、酶动力学及影响酶反应速度的因素本讲稿第一页,共五十三页一一.底物浓度的影响底物浓度的影响(一)酶反应速度与底物浓度的关系曲线本讲稿第二页,共五十三页一一.底物浓度的影响底物浓度的影响本讲稿第三页,共五十三页对于简单的酶反应,当酶浓度和其他条件恒定时:对于简单的酶反应,当酶浓度和其他条件恒定时:对于简单的酶反应,当酶浓度和其他条件恒定时:对于简单的酶反应,当酶浓度和其他条件恒定时:v v SS0 0V Vmaxmax零级反应零级反应零级反应零级反应一级反应一级反应混合级反应混合级反应 该该该该曲曲曲曲线线线线可可可可以以以以用用用用米米米米氏方程氏方程氏方程氏方程 来描述来描述来描述来描述一一.
2、底物浓度的影响底物浓度的影响本讲稿第四页,共五十三页一一.底物浓度的影响底物浓度的影响 dp/dtdp/dt kESkES:一级反应一级反应dp/dtdp/dt kEkE:零级反应零级反应本讲稿第五页,共五十三页(二二)米氏方程米氏方程 为为了了要要解解释释这这一一现现象象,Michaelis&Menten 提出了中间络合物学说。提出了中间络合物学说。1.米氏方程的推导该学说必须两个条件:该学说必须两个条件:(1)(1)符合质量作用定律符合质量作用定律(2)(2)形成的中间产物决定整个反应的速度形成的中间产物决定整个反应的速度一一.底物浓度的影响底物浓度的影响本讲稿第六页,共五十三页(二二)米
3、氏方程米氏方程 Michaelis&Menten 提出了中间提出了中间络合物学说。络合物学说。1.米氏方程的推导一一.底物浓度的影响底物浓度的影响本讲稿第七页,共五十三页(二二)米氏方程米氏方程 对对于于单单底底物物、单单产产物物反反应应,其其反反应应过过程程需需经经过过中中间间复复合合物物ESES,即即 1.米氏方程的推导ESK1K3ESK2K4EPMichaelis-Menten的三个假设:的三个假设:(1)(1)推导的推导的v v为反应初速度为反应初速度一一.底物浓度的影响底物浓度的影响本讲稿第八页,共五十三页(二二)米氏方程米氏方程 1.米氏方程的推导一一.底物浓度的影响底物浓度的影响
4、 产物的生成量很少产物的生成量很少 k k4 4 的反应忽略不计。即的反应忽略不计。即本讲稿第九页,共五十三页(二二)米氏方程米氏方程 1.米氏方程的推导一一.底物浓度的影响底物浓度的影响 EE 酶总量;酶总量;E Et t 反应后反应后t t时的酶量;时的酶量;ESES 中间产物浓度中间产物浓度Et E-ESE-ES本讲稿第十页,共五十三页(二二)米氏方程米氏方程 1.米氏方程的推导一一.底物浓度的影响底物浓度的影响刚反应时,若形成的速度为刚反应时,若形成的速度为v,v,则则v v1 1 k k1 1 E Et t SS k k1 1(E E)-(ESES)S (1)S (1)ESES消失速
5、度:消失速度:v v2 2 k k2 2ES;ES;v v3 3 k k3 3ESESv v23 23 k k2 2 ESES k k3 3ES ES (k k2 2 k k3 3)ES (2)ES (2)本讲稿第十一页,共五十三页(二二)米氏方程米氏方程 1.米氏方程的推导Michaelis-Menten的三个假设:的三个假设:(2)(2)反应体系处于稳态反应体系处于稳态 一一.底物浓度的影响底物浓度的影响本讲稿第十二页,共五十三页(二二)米氏方程米氏方程 1.米氏方程的推导即即 ESES不变不变 ESES的生成量的生成量=ESES的分解量。即的分解量。即v v1 1=v=v2323k k1
6、 1(E E)-(ESES)S S=ES=ES(k k2 2 k k3 3)(E E)-(ESES)S/S/ES=ES=(k k2 2 k k3 3)/k/k1 1 (3)(3)设设 K Km m=(k=(k2 2+k+k3 3)/k)/k1 1 将将(3)(3)重排得重排得ES=ES=ES/KES/Km m S S (4)(4)一一.底物浓度的影响底物浓度的影响本讲稿第十三页,共五十三页(二二)米氏方程米氏方程 1.米氏方程的推导Michaelis-Menten 的三个假设:的三个假设:E=ES,V=KE=ES,V=K1 1E,E,即即K K1 1=V/E (5)=V/E (5)同时,同时,
7、v=Kv=K1 1ES,KES,K1 1=v/ES (6)=v/ES (6)(5)(5)+(6)(6)ES=v E/V (7)ES=v E/V (7)(7)(7)代入代入(4(4)得得 v E/V=v E/V=ES/KES/Km m S S(3)(3)SS EE一一.底物浓度的影响底物浓度的影响本讲稿第十四页,共五十三页(二二)米氏方程米氏方程V=Vmax S Km+S 1.米氏方程的推导一一.底物浓度的影响底物浓度的影响本讲稿第十五页,共五十三页(二二)米氏方程米氏方程 2.米氏方程中常数的意义K Km m 米氏常数米氏常数 由于由于 K Km m=(k=(k2 2+k+k3 3)/k)/k
8、1 1 ,为复合常数。为复合常数。K Km m是酶的特征常数,经常表示酶与底物的亲和力。是酶的特征常数,经常表示酶与底物的亲和力。K Km m值越大,亲和力越小。值越大,亲和力越小。一一.底物浓度的影响底物浓度的影响本讲稿第十六页,共五十三页(二二)米氏方程米氏方程 2.米氏方程中常数的意义 K Km m的值是当反应速度为最大反应速度的一半时所的值是当反应速度为最大反应速度的一半时所对应的底物浓度。对应的底物浓度。所以所以K Km m的单位为浓度单位的单位为浓度单位一一.底物浓度的影响底物浓度的影响 Km=S 本讲稿第十七页,共五十三页(二二)米氏方程米氏方程 2.米氏方程中常数的意义一一.底
9、物浓度的影响底物浓度的影响本讲稿第十八页,共五十三页(二二)米氏方程米氏方程V=Vmax S Km+S 3.米氏方程中常数的测定所以采用双倒数作图法:即所以采用双倒数作图法:即 1/1/v-1/S v-1/S 作图作图 v-Sv-S作图法:作图法:V Vmaxmax难以测定,不能从难以测定,不能从v v V/2V/2处求得,处求得,从而导致从而导致K Km m也难也难确定。确定。一一.底物浓度的影响底物浓度的影响本讲稿第十九页,共五十三页(二二)米氏方程米氏方程V=Vmax S Km+S 3.米氏方程中常数的测定一一.底物浓度的影响底物浓度的影响本讲稿第二十页,共五十三页二二.酶浓度对酶反应速
10、度的影响酶浓度对酶反应速度的影响 在一般的酶促反应中,常常在一般的酶促反应中,常常 SESE,酶反应速度达酶反应速度达到最大反应速度。到最大反应速度。当当 SESE,由于由于V Vmaxmax=kE=kE0,反应速度与酶浓反应速度与酶浓度成正比。度成正比。酶酶浓浓度度曲曲线线本讲稿第二十一页,共五十三页三三.pHpH对酶反应速度的影响对酶反应速度的影响 pHpH对酶反应速度的影响较大。其原因有:对酶反应速度的影响较大。其原因有:极度极度pHpH的条件引起酶蛋白的变性。的条件引起酶蛋白的变性。pHpH影响底物的解离,从而影响酶与底物的结合。影响底物的解离,从而影响酶与底物的结合。pHpH影响酶分
11、子解离状态。影响酶分子解离状态。每种酶只能在一定的每种酶只能在一定的pHpH范围内表现出它的活性,且在范围内表现出它的活性,且在某一某一pHpH值范围内活性最高,其两侧活性都下降。值范围内活性最高,其两侧活性都下降。酶促反应具有一最适酶促反应具有一最适pHpH。本讲稿第二十二页,共五十三页反应速度和反应速度和pHpH的关系见下图:的关系见下图:酶酶酶酶的的的的最最最最适适适适pHpHpHpH一一一一般般般般在在在在7 7 7 7左左左左右右右右。也也也也有有有有很很很很多多多多例例例例外外外外,如如如如胃胃胃胃蛋蛋蛋蛋白白白白酶酶酶酶的的的的最最最最适适适适pHpHpHpH只只只只有有有有1.
12、51.51.51.5,木瓜蛋白酶,木瓜蛋白酶,木瓜蛋白酶,木瓜蛋白酶(5.6)(5.6)(5.6)(5.6),胰蛋白酶,胰蛋白酶,胰蛋白酶,胰蛋白酶(7.8)(7.8)(7.8)(7.8)。酶酶酶酶的的的的最最最最适适适适pHpHpHpH并并并并非非非非酶酶酶酶的的的的特特特特征征征征性性性性常常常常数数数数,它它它它与与与与底底底底物物物物的的的的种种种种类类类类、浓浓浓浓度度度度等因素有关。等因素有关。等因素有关。等因素有关。三三.pHpH对酶反应速度的影响对酶反应速度的影响 本讲稿第二十三页,共五十三页温度对酶反应速度的影响具有双重性:温度对酶反应速度的影响具有双重性:随着温度的升高,酶
13、蛋白会失活,使反应随着温度的升高,酶蛋白会失活,使反应速度下降速度下降 随着温度的升高,反应速度会加快随着温度的升高,反应速度会加快四四.温度对酶反应速度的影响温度对酶反应速度的影响 因此,在这双重因素的综合作用下,酶促反应具有因此,在这双重因素的综合作用下,酶促反应具有一最适温度。一最适温度。本讲稿第二十四页,共五十三页四四.温度对酶反应速度的影响温度对酶反应速度的影响 不不不不同同同同酶酶酶酶的的的的最最最最适适适适温温温温度度度度也也也也不不不不一一一一样样样样。动动动动物物物物酶酶酶酶的的的的最最最最适适适适温温温温度度度度一一一一般般般般在在在在35353535 40404040,植
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