王镜岩生物化学（上）课件01酶通论。动力学.pptVIP

一、酶的研究历史 1897年，Buchner兄弟用不含细胞的酵母汁成功实现了发酵。提出了发酵与活细胞无关，而与细胞液中的酶有关。 用量少、催化效率高； 改变化学反应速度，不改变化学反应平衡。酶本身在反应前后无变化。 稳定底物形成的过渡状态，降低反应的活化能，从而加速反应的进行。 2、酶作为生物催化剂的特性 凡能使蛋白质变性的因素如强酸、强碱高温等条件都能使酶破坏而完全失去活性。 3）酶具有高度专一性 （Specificity） 又称为特异性，是指酶在催化生化反应时对底物的选择性。 例如：蛋白酶催化蛋白质的水解；淀粉酶催化淀粉的水解；核酸酶催化核酸的水解。 4）酶活性受到调节和控制 2、酶的化学组成（据酶蛋白的化学组成分类） 2）? 寡聚酶 3)?? 多酶复合体 1、 习惯命名 基本原则：明确标明酶的底物及催化反应的性质（底物为水时可略去不写）。 3、 国际系统分类法及酶的编号（EC编号） 1）氧化还原酶类(Oxido-reductases) 2） 转移酶类(Transferases) 3） 水解酶类(hydrolases) 4） 裂合酶类（裂解酶）Lyase 5） 异构酶（EC5.3.1.9）(Isomerases) 6） 合成酶（连接酶） Ligases or Synthetases 2、相对专一性(Relative Specificity) 　作用一类结构相近的底物。 ２、几何异构专一性（geometrical specificity） 2、?? 酶的活力单位（U） 4、酶活力的测定方法 ES的生成速度：K1[E] [S]=K1（[E0] - [ES]）[S] ES的分解速度：K2[ES] K1（[E0] - [ES]）[S] = K2[ES] 稳态理论及其对米氏方程的发展： Briggs和Haldane 1925 ES生成速度：k1（[E0] - [ES]）[S] ES分解速度：k2[ES]+k3[ES] 以上两个速度相等： k1（[E0] - [ES]）[S] = k2[ES]+k3[ES] 根据Km推测代谢的方向及程度: C. Kcat/Km （表观速率常数、专一性常数）代表实际催化效率 2、Eadie-Hofstee V-V/[S]作图法 P363 图9-11 5 Hill 作图法 一级反应：能以单分子反应的速率方程式表示 反应速率与反应物浓度的一次方成正比 二级反应：最常见 能以双分子反应的速率方程式表示 反应速率与反应物浓度的二次方（或两种物质 浓度的乘积）成正比 零级反应：反应速率与反应物浓度无关 而受其他因素的影响 2）反应级数(总反应速率与浓度的关系) 低底物浓度时, 速度与底物浓度成正比，表现为一级反应特征。 底物浓度达到一定值，反应速度达到最大值（Vmax），此时再增加底物浓度，反应速度不再增加，表现为零级反应。 二、底物浓度对酶反应速率的影响 蔗糖酶水解蔗糖实验 1、中间络合物学说(Henri Wurtz) 酶与底物先络合成一个中间产物，然后中间产物进一步分解成产物和游离的酶 中间复合物学说的证据： 1）电镜和X射线晶体结构分析直接观察到ES复合物 2）许多酶和底物的光谱特性在形成ES后发生变化 3）酶的物理性质在ES形成后发生变化 4）已分离到ES复合物 5）酶和底物共沉降现象 2、酶促反应的动力学方程式 1)反应初始阶段[S]?[E]，因此[S]可以认为不变 2)因为研究的是初速度，P的量很小，由P+E? ES可以忽略不记 ??早年的米氏方程基于快速平衡假说 1）米氏方程的推导 Michaelis和Menten 1913年 3)游离的酶与底物形成ES的速度极快（快速平衡），而ES形成产物的速度极慢，故 [ES] 的动态平衡与ES ? P+E没有关系（即K1、K2 ? K3） 反应速度： KS为解离常数(底物常数) 0 0 米氏方程1 [ES]的动态平衡不仅与 E+ S ? ES有关，还与ES ? P + E有关。 所谓“稳态”：ES的形成速度与分解速度相等、ES的浓度保持不变的反应状态 用稳态理论推导米氏方程： 0 0 米氏常数： Vmax=k3 [ES]= k3 [E0] 当Km及Vmax已知时，根据米氏方程可确定酶反应速度与底物浓度的关系。 0 米氏方程2 快速平衡假说与稳态理论的实质区别： K3！ 当[S]《Km时 当[S]》Km时 当[S]=