讨论: (1)当 CS<<Km 时, S m C K r r max = ,属一级反应。 (2)当 CS>>Km 时, max r = r ,属零级反应。 (3)当 CS=Km 时, 2 max r r = 。Km 在数量上等于反应速度达到最大反应速度一 半时的底物浓度。 Km 和 rmax 的测定方法 Linewear Burk 法,即双倒数法。 对米氏方程两侧取倒数,得 S m r C K r r 1 1 1 max max = + 。以 CS r 1 ~ 1 作图,得一直线, 直线斜率为 max r K m ,截距为 max 1 r 。根据直线斜率和截距可计算出 Km 和 rmax。 图 2-2 双倒数法求解 Km 和 rmax 2.2.3 温度对酶促反应速率的影响 温度对酶促反应速率的影响,是通过影响 k2 和 KS( Km )实现的。 exp( ) 2 RT Ea k = A − Arrhenius 方程 (2-34) exp( ) RT H KS − Van’t-Hoff 方程 (2-35) 值得注意的是 Arrhenius 方程仅在较低温度下适用于酶促反应。过高的温度 将导致酶的失活(见教材 P23 图 2-4)。(2-35)式中 H 为反应热。 -1/Km 1/rmax 1/r 斜率-Km/rmax 1/CS
讨论: (1)当 CS<<Km 时, S m C K r r max = ,属一级反应。 (2)当 CS>>Km 时, max r = r ,属零级反应。 (3)当 CS=Km 时, 2 max r r = 。Km 在数量上等于反应速度达到最大反应速度一 半时的底物浓度。 Km 和 rmax 的测定方法 Linewear Burk 法,即双倒数法。 对米氏方程两侧取倒数,得 S m r C K r r 1 1 1 max max = + 。以 CS r 1 ~ 1 作图,得一直线, 直线斜率为 max r K m ,截距为 max 1 r 。根据直线斜率和截距可计算出 Km 和 rmax。 图 2-2 双倒数法求解 Km 和 rmax 2.2.3 温度对酶促反应速率的影响 温度对酶促反应速率的影响,是通过影响 k2 和 KS( Km )实现的。 exp( ) 2 RT Ea k = A − Arrhenius 方程 (2-34) exp( ) RT H KS − Van’t-Hoff 方程 (2-35) 值得注意的是 Arrhenius 方程仅在较低温度下适用于酶促反应。过高的温度 将导致酶的失活(见教材 P23 图 2-4)。(2-35)式中 H 为反应热。 -1/Km 1/rmax 1/r 斜率-Km/rmax 1/CS
2.2.4 抑制剂对酶促反应速率的影响 首先应搞清失活作用与抑制作用的异同。 失活作用:指物理或化学因素部分或全部破坏了酶的三维结构,引起酶的 变性,导致酶部分或全部丧失活性。 抑制作用:指酶在不变性条件下,由于活性中心化学性质的改变而引起酶 活性的降低或丧失。 凡能使酶的活性下降而不引起酶蛋白变性的物质称做酶的抑制剂(inhibitor)。 使酶变性失活(称为酶的钝化)的因素如强酸、强碱等,不属于抑制剂。通常抑制 作用分为可逆性抑制和不可逆性抑制两类。 2.2.4.1 竞争性抑制 图 2-3 竞争性抑制作用示意图 反应机理: E S ES E P k k k + → + − 1 2 1 (2-36) E I EI KI + (2-37) 采用快速平衡法推导动力学方程: CES r k = 2 (2-38) S ES E S K k k C C C = = − 1 1 (2-39) I EI E I K C C C = (2-40) CE0 = CE +CES +CEI (2-41) 解之,得 S I I S S K C K C r C r + + = (1 / ) max (2-42) E S I
2.2.4 抑制剂对酶促反应速率的影响 首先应搞清失活作用与抑制作用的异同。 失活作用:指物理或化学因素部分或全部破坏了酶的三维结构,引起酶的 变性,导致酶部分或全部丧失活性。 抑制作用:指酶在不变性条件下,由于活性中心化学性质的改变而引起酶 活性的降低或丧失。 凡能使酶的活性下降而不引起酶蛋白变性的物质称做酶的抑制剂(inhibitor)。 使酶变性失活(称为酶的钝化)的因素如强酸、强碱等,不属于抑制剂。通常抑制 作用分为可逆性抑制和不可逆性抑制两类。 2.2.4.1 竞争性抑制 图 2-3 竞争性抑制作用示意图 反应机理: E S ES E P k k k + → + − 1 2 1 (2-36) E I EI KI + (2-37) 采用快速平衡法推导动力学方程: CES r k = 2 (2-38) S ES E S K k k C C C = = − 1 1 (2-39) I EI E I K C C C = (2-40) CE0 = CE +CES +CEI (2-41) 解之,得 S I I S S K C K C r C r + + = (1 / ) max (2-42) E S I
式中, max 2CE0 r = k , 1 1 k k KS − = 采用稳态法推导动力学方程: CES r k = 2 (2- 43) = 1 E S − −1 ES − 2 ES = 0 ES k C C k C k C dt dC (2- 44) = i E I − −i EI = 0 EI k C C k C dt dC (2- 45) CE0 = CE +CES +CEI (2- 46) 解之,得 m I I S S K C K C r C r + + = (1 / ) max (2- 47) 式中: max 2CE0 r = k , 1 1 2 k k k Km + = − 令 (1 / ) Km = Km +CI KI ,(2-47)式可变形为 m S S K C r C r + = max (2- 48) 式中 Km Km 将(2-48)式与米氏方程比较,可知最大反应速率测有变化,而 Km 增大。 以 CS r 1 ~ 1 作图,得一直线,直线斜率为 max r K m ,截距为 max 1 r ,如图 2-3 所示。 1/r 1/CS 1/rmax -1/Km -1/Km’ CI = 0 CI
式中, max 2CE0 r = k , 1 1 k k KS − = 采用稳态法推导动力学方程: CES r k = 2 (2- 43) = 1 E S − −1 ES − 2 ES = 0 ES k C C k C k C dt dC (2- 44) = i E I − −i EI = 0 EI k C C k C dt dC (2- 45) CE0 = CE +CES +CEI (2- 46) 解之,得 m I I S S K C K C r C r + + = (1 / ) max (2- 47) 式中: max 2CE0 r = k , 1 1 2 k k k Km + = − 令 (1 / ) Km = Km +CI KI ,(2-47)式可变形为 m S S K C r C r + = max (2- 48) 式中 Km Km 将(2-48)式与米氏方程比较,可知最大反应速率测有变化,而 Km 增大。 以 CS r 1 ~ 1 作图,得一直线,直线斜率为 max r K m ,截距为 max 1 r ,如图 2-3 所示。 1/r 1/CS 1/rmax -1/Km -1/Km’ CI = 0 CI
图 2-4 竞争性抑制作用下 CS r 1 ~ 1 曲线 2.2.4.2 非竞争性抑制 图 2-5 非竞争性抑制作用示意图 反应机理: E S ES E P k k k + → + − 1 2 1 (2 -49) E I EI KI + (2 -50) ES I ESI KI + (2 -51) 采用快速平衡法推导动力学方程: CES r k = 2 (2 -52) S ES E S K k k C C C = = − 1 1 (2 -53) I EI E I K C C C = (2 -54) I ESI ES I K C C C = (2 E S I
图 2-4 竞争性抑制作用下 CS r 1 ~ 1 曲线 2.2.4.2 非竞争性抑制 图 2-5 非竞争性抑制作用示意图 反应机理: E S ES E P k k k + → + − 1 2 1 (2 -49) E I EI KI + (2 -50) ES I ESI KI + (2 -51) 采用快速平衡法推导动力学方程: CES r k = 2 (2 -52) S ES E S K k k C C C = = − 1 1 (2 -53) I EI E I K C C C = (2 -54) I ESI ES I K C C C = (2 E S I
-55) CE0 = CE +CES +CEI (2 -56) 解之,得 (1 / )( ) max I I S S S C K K C r C r + + = (2 -57) 式中, max 2CE0 r = k , 1 1 k k KS − = 采用稳态法推导动力学方程: CES r k = 2 (2 -58) = 1 E S − −1 ES − 2 ES + −i ESI − i ES I = 0 ES k C C k C k C k C k C C dt dC (2 -59) = i E I − −i EI = 0 EI k C C k C dt dC (2 -60) = i ES I − −i ESI = 0 ESI k C C k C dt dC (2 -61) CE0 = CE +CES +CEI +CESI (2 -62) 解之,得 (1 / )( ) max I I m S S C K K C r C r + + = (2 -63) 式中, max 2CE0 r = k , 1 1 2 k k k Km + = − 令 CI KI r r 1 / ' max max + = ,(2-63)式可变形为
-55) CE0 = CE +CES +CEI (2 -56) 解之,得 (1 / )( ) max I I S S S C K K C r C r + + = (2 -57) 式中, max 2CE0 r = k , 1 1 k k KS − = 采用稳态法推导动力学方程: CES r k = 2 (2 -58) = 1 E S − −1 ES − 2 ES + −i ESI − i ES I = 0 ES k C C k C k C k C k C C dt dC (2 -59) = i E I − −i EI = 0 EI k C C k C dt dC (2 -60) = i ES I − −i ESI = 0 ESI k C C k C dt dC (2 -61) CE0 = CE +CES +CEI +CESI (2 -62) 解之,得 (1 / )( ) max I I m S S C K K C r C r + + = (2 -63) 式中, max 2CE0 r = k , 1 1 2 k k k Km + = − 令 CI KI r r 1 / ' max max + = ,(2-63)式可变形为