王镜岩生化课件4酶ppt课件.ppt

4.1 4.1 酶酶可以按催化的反可以按催化的反可以按催化的反可以按催化的反应类应类型分型分型分型分类类4.2 4.2 比活是比活是比活是比活是酶纯酶纯化程度的指化程度的指化程度的指化程度的指标标4.3 4.3 酶酶降低反降低反降低反降低反应应的活化能，但不会改的活化能，但不会改的活化能，但不会改的活化能，但不会改变变反反反反应应平衡平衡平衡平衡4.4 4.4 酶酶催化作用催化作用催化作用催化作用发发生在活性部位生在活性部位生在活性部位生在活性部位 4.5 4.5 存在着几种解存在着几种解存在着几种解存在着几种解释酶释酶催化作用的机制催化作用的机制催化作用的机制催化作用的机制4.6 4.6 米氏方程是表示米氏方程是表示米氏方程是表示米氏方程是表示酶酶促反促反促反促反应应的速度方程的速度方程的速度方程的速度方程4.7 4.7 可逆抑制可逆抑制可逆抑制可逆抑制剂剂通通通通过过非共价非共价非共价非共价键键与与与与酶结酶结合合合合4.8 4.8 不可逆抑制不可逆抑制不可逆抑制不可逆抑制剂剂共价修共价修共价修共价修饰酶饰酶4.9 4.9 酶酶促反促反促反促反应应的速度受的速度受的速度受的速度受pHpH的影响的影响的影响的影响4.10 4.10 丝丝氨酸蛋白氨酸蛋白氨酸蛋白氨酸蛋白酶酶可以可以可以可以说说明明明明酶酶活性的活性的活性的活性的许许多特征多特征多特征多特征4.11 4.11 调节酶调节酶一般都是寡聚体一般都是寡聚体一般都是寡聚体一般都是寡聚体4.12 4.12 某些某些某些某些酶酶具有具有具有具有组织组织或器官特异性或器官特异性或器官特异性或器官特异性4 酶1.酶酶是是是是非非非非常常常常有有有有效效效效的的的的和和和和特特特特异异异异性性性性高高高高的的的的生生生生物物物物催催催催化化化化剂剂。酶酶催催催催化化化化反反反反应应条条条条件件件件温温温温和和和和、常常常常温温温温、常常常常压压。酶酶催催催催化化化化的的的的反反反反应应比比比比相相相相应应的的的的没没没没有有有有催催催催化化化化剂剂的的的的反反反反应应快快快快10103 310101717倍倍倍倍。例例例例如如如如在在在在00时时，1mol1mol过过氧氧氧氧化化化化氢氢酶酶能能能能使使使使5105106 6 mol mol HH2 2OO2 2分分分分解解解解为为HH2 2OO和和和和OO2 2；而而而而在在在在同同同同样样条条条条件件件件下下下下，每每每每克克克克离离离离子子子子铁铁只只只只能能能能使使使使6106104 4mol Hmol H2 2OO2 2分解，分解，分解，分解，酶酶比比比比铁铁离子快了离子快了离子快了离子快了10101010倍。倍。倍。倍。酶酶作作作作用用用用的的的的特特特特异异异异性性性性分分分分为为绝绝对对特特特特异异异异性性性性、相相相相对对特特特特异异异异性性性性和和和和立立立立体体体体异异异异构构构构特异性。特异性。特异性。特异性。绝绝对对特特特特异异异异性性性性是是是是指指指指酶酶只只只只能能能能催催催催化化化化一一一一种种种种或或或或两两两两种种种种结结构构构构极极极极相相相相似似似似的的的的化化化化合合合合物物物物的的的的反反反反应应，如如如如脲脲酶酶只只只只水水水水解解解解尿尿尿尿素素素素。而而而而相相相相对对特特特特异异异异性性性性是是是是指指指指酶酶可可可可作作作作用用用用于于于于一一一一类类化化化化合合合合物物物物或或或或一一一一种种种种化化化化学学学学键键，如如如如脂脂脂脂肪肪肪肪酶酶或或或或酯酯酶酶催催催催化化化化酯酯键键水水水水解解解解，对对酯酯键键两两两两侧侧的的的的基基基基团团要要要要求求求求不不不不严严格格格格，对对很很很很多多多多有有有有机机机机酸酸酸酸和和和和醇醇醇醇（或或或或酚酚酚酚）形形形形成成成成的的的的酯键酯键都能水解。都能水解。都能水解。都能水解。2.立体异构特异性是指立体异构特异性是指立体异构特异性是指立体异构特异性是指酶酶作用的底物作用的底物作用的底物作用的底物应应具有特定的立体具有特定的立体具有特定的立体具有特定的立体结结构才能被催化。构才能被催化。构才能被催化。构才能被催化。这这种异构性包括光学异构性和几何异构性。种异构性包括光学异构性和几何异构性。种异构性包括光学异构性和几何异构性。种异构性包括光学异构性和几何异构性。光学异构性是指一种光学异构性是指一种光学异构性是指一种光学异构性是指一种酶酶只能催化一只能催化一只能催化一只能催化一对镜对镜像异构体中的一像异构体中的一像异构体中的一像异构体中的一种，而种，而种，而种，而对对另一种不起作用。例如精氨酸另一种不起作用。例如精氨酸另一种不起作用。例如精氨酸另一种不起作用。例如精氨酸酶酶只水解只水解只水解只水解L-L-精氨酸生精氨酸生精氨酸生精氨酸生成成成成L-L-鸟鸟氨酸和尿素，而氨酸和尿素，而氨酸和尿素，而氨酸和尿素，而对对D-D-精氨酸没有作用。精氨酸没有作用。精氨酸没有作用。精氨酸没有作用。几何异构性是指立体异构中的几何异构性是指立体异构中的几何异构性是指立体异构中的几何异构性是指立体异构中的顺顺式和反式，式和反式，式和反式，式和反式，-、-构型。构型。构型。构型。有的有的有的有的酶酶具有具有具有具有这这种立体异构的种立体异构的种立体异构的种立体异构的专专一性，如延胡索酸一性，如延胡索酸一性，如延胡索酸一性，如延胡索酸酶酶只能催化只能催化只能催化只能催化延胡索酸（反丁延胡索酸（反丁延胡索酸（反丁延胡索酸（反丁烯烯二酸）加水生成苹果酸，二酸）加水生成苹果酸，二酸）加水生成苹果酸，二酸）加水生成苹果酸，对顺对顺丁丁丁丁烯烯二酸不二酸不二酸不二酸不起作用。起作用。起作用。起作用。3.4.1 4.1 酶酶的命名和分的命名和分的命名和分的命名和分类类是根据是根据是根据是根据酶酶催化的反催化的反催化的反催化的反应应 将将将将酶酶按照按照按照按照酶酶催化的有机化学反催化的有机化学反催化的有机化学反催化的有机化学反应类应类型分型分型分型分为为六大六大六大六大类类型：型：型：型：1.1.氧氧氧氧化化化化还还原原原原酶酶：催催催催化化化化氧氧氧氧化化化化还还原原原原反反反反应应。其其其其中中中中的的的的大大大大多多多多数数数数酶酶称称称称之之之之脱脱脱脱氢酶氢酶，但有些也称之氧化，但有些也称之氧化，但有些也称之氧化，但有些也称之氧化酶酶、过过氧化氧化氧化氧化酶酶、加氧、加氧、加氧、加氧酶酶或或或或还还原原原原酶酶。2.2.转转移移移移酶酶：催催催催化化化化基基基基团团转转移移移移反反反反应应。其其其其中中中中许许多多多多转转移移移移酶酶需需需需要要要要辅辅酶酶。通通通通常底物分子的一部分与常底物分子的一部分与常底物分子的一部分与常底物分子的一部分与酶酶或或或或辅酶辅酶共价共价共价共价结结合，合，合，合，这类酶这类酶包括激包括激包括激包括激酶酶。3.3.水水水水解解解解酶酶：催催催催化化化化水水水水解解解解反反反反应应。这这是是是是特特特特殊殊殊殊的的的的一一一一类类转转移移移移酶酶，水水水水作作作作为为转转移的基移的基移的基移的基团团的受体。的受体。的受体。的受体。4.4.4.裂裂裂裂合合合合酶酶：催催催催化化化化非非非非水水水水解解解解和和和和非非非非氧氧氧氧化化化化的的的的底底底底物物物物的的的的消消消消除除除除反反反反应应，或或或或裂裂裂裂解解解解，生生生生成成成成一一一一个个个个双双双双键键。在在在在裂裂裂裂解解解解酶酶催催催催化化化化的的的的可可可可逆逆逆逆反反反反应应中中中中，裂裂裂裂解解解解酶酶催催催催化化化化一一一一个个个个底底底底物物物物加加加加到到到到第第第第二二二二个个个个底底底底物物物物的的的的一一一一个个个个双双双双键键处处。催催催催化化化化细细胞胞胞胞内内内内的的的的加加加加成成成成反反反反应应的裂解的裂解的裂解的裂解酶酶常命名常命名常命名常命名为为合成合成合成合成酶酶。5.5.异异异异构构构构酶酶：催催催催化化化化异异异异构构构构化化化化反反反反应应。这这类类反反反反应应是是是是最最最最简简单单的的的的酶酶促促促促反反反反应应，因因因因为这为这些反些反些反些反应应只有一个底物或一个只有一个底物或一个只有一个底物或一个只有一个底物或一个产产物。物。物。物。6.6.连连接接接接酶酶：催催催催化化化化两两两两个个个个底底底底物物物物的的的的连连接接接接反反反反应应或或或或称称称称之之之之交交交交联联反反反反应应。这这类类反反反反应应通通通通常常常常需需需需要要要要输输入入入入能能能能量量量量，例例例例如如如如腺腺腺腺苷苷苷苷三三三三磷磷磷磷酸酸酸酸ATPATP。连连接接接接酶酶也也也也常常常常称之合成称之合成称之合成称之合成酶酶。5.4.2 4.2 比活是比活是比活是比活是酶纯酶纯化程度的指化程度的指化程度的指化程度的指标标 酶酶活性也称活性也称活性也称活性也称为酶为酶活力活力活力活力，是指是指是指是指酶酶催化指定化学反催化指定化学反催化指定化学反催化指定化学反应应的能力。的能力。的能力。的能力。酶酶活力的大小用活力的大小用活力的大小用活力的大小用酶酶活性活性活性活性单单位的多少来表示。位的多少来表示。位的多少来表示。位的多少来表示。比活是指每毫克蛋白含有的比活是指每毫克蛋白含有的比活是指每毫克蛋白含有的比活是指每毫克蛋白含有的酶单酶单位数。位数。位数。位数。纯化步化步骤 级分体分体积 （ml）总蛋白蛋白 （mg）活力活力 （U）比活比活（U/mg）粗提取液粗提取液 1860 6720 13440 2丙丙酮分分级80960960015凝胶凝胶层析析80300870029离子交离子交换2290423047猪猪肾氨基氨基酰化化酶各个步各个步骤纯化数据化数据6.4.3 4.3 酶酶降低反降低反降低反降低反应应的活化能，但不会改的活化能，但不会改的活化能，但不会改的活化能，但不会改变变反反反反应应平衡平衡平衡平衡一个一个一个一个简单简单的的的的单单底物的底物的底物的底物的酶酶促反促反促反促反应应可用下式表示。可用下式表示。可用下式表示。可用下式表示。E ES SESESE EP P 可以用相可以用相可以用相可以用相应应反反反反应历应历程程程程图图表示。表示。表示。表示。a.a.无无无无酶酶催化的反催化的反催化的反催化的反应应b.b.酶酶催化的反催化的反催化的反催化的反应应无催化无催化催化催化反反应剂产物物自自由由能能活化能活化能过渡渡态自由能自由能变化化自自由由能能7.纵纵坐坐坐坐标标表示自由能（表示自由能（表示自由能（表示自由能（GG），横坐），横坐），横坐），横坐标为标为反反反反应过应过程。从程。从程。从程。从图图中中中中可以看到，可以看到，可以看到，可以看到，S S和和和和P P都含有一定的自由能，即都含有一定的自由能，即都含有一定的自由能，即都含有一定的自由能，即处处于称于称于称于称为为基基基基态态的一的一的一的一种种种种稳稳定的状定的状定的状定的状态态。S S和和和和P P之之之之间间的平衡反映了它的平衡反映了它的平衡反映了它的平衡反映了它们们的基的基的基的基态态自由能的自由能的自由能的自由能的差差差差别别，它，它，它，它们们之之之之间间存在着象座存在着象座存在着象座存在着象座“山山山山”的能障，反的能障，反的能障，反的能障，反应应的底物必的底物必的底物必的底物必须须提高能量水平才能跨越能障。提高能量水平才能跨越能障。提高能量水平才能跨越能障。提高能量水平才能跨越能障。“山山山山”顶处顶处称称称称为过为过渡渡渡渡态态，因，因，因，因为为具有具有具有具有过过渡渡渡渡态态能量的分子可以能量的分子可以能量的分子可以能量的分子可以转转化化化化为为 S S 或或或或 P P。从反。从反。从反。从反应应物的基物的基物的基物的基态态到达到达到达到达过过渡渡渡渡态态所需要的能量称所需要的能量称所需要的能量称所需要的能量称为为反反反反应应的活化能。的活化能。的活化能。的活化能。S SPPPP的活化能用的活化能用的活化能用的活化能用GGGG0 0 0 0 S SP P，PSPSPSPS的活化能用的活化能用的活化能用的活化能用GGGG0 0 0 0 P PS S表示。而表示。而表示。而表示。而GGGG0 0 0 0 代表由代表由代表由代表由S S到到到到P P的整个的整个的整个的整个标标准自由能准自由能准自由能准自由能变变化。化。化。化。一个底物要一个底物要一个底物要一个底物要转转化化化化为产为产物必物必物必物必须须克服活化能障，升高反克服活化能障，升高反克服活化能障，升高反克服活化能障，升高反应应温度可温度可温度可温度可以增加具有克服活化能障的底物分子数，但活化能并没有降以增加具有克服活化能障的底物分子数，但活化能并没有降以增加具有克服活化能障的底物分子数，但活化能并没有降以增加具有克服活化能障的底物分子数，但活化能并没有降低。低。低。低。8.酶酶分分分分子子子子一一一一般般般般都都都都很很很很大大大大，但但但但酶酶中中中中真真真真正正正正起起起起催催催催化化化化作作作作用用用用的的的的部部部部位位位位只只只只是是是是酶酶分分分分子子子子中中中中某某某某一一一一部部部部位位位位，该该部部部部位位位位称称称称为为酶酶的的的的活活活活性性性性部部部部位位位位，活活活活性性性性部部部部位位位位是是是是酶酶结结合和催化底物的合和催化底物的合和催化底物的合和催化底物的场场所。所。所。所。活活活活性性性性部部部部位位位位是是是是一一一一个个个个三三三三维维空空空空间间结结构构构构；通通通通常常常常位位位位于于于于酶酶蛋蛋蛋蛋白白白白的的的的两两两两个个个个结结构域或构域或构域或构域或亚亚基之基之基之基之间间的裂隙，或位于蛋白的裂隙，或位于蛋白的裂隙，或位于蛋白的裂隙，或位于蛋白质质表面的凹槽。表面的凹槽。表面的凹槽。表面的凹槽。活活活活性性性性部部部部位位位位是是是是多多多多肽肽链链折折折折叠叠叠叠形形形形成成成成的的的的一一一一个个个个特特特特殊殊殊殊的的的的空空空空间间结结构构构构，一一一一些些些些在在在在氨氨氨氨基基基基酸酸酸酸序序序序列列列列相相相相距距距距很很很很远远的的的的氨氨氨氨基基基基酸酸酸酸残残残残基基基基经经折折折折叠叠叠叠会会会会靠靠靠靠近近近近，有有有有的的的的就就就就是是是是活性部位的活性部位的活性部位的活性部位的组组成成分，直接参与成成分，直接参与成成分，直接参与成成分，直接参与酶酶的催化作用。的催化作用。的催化作用。的催化作用。对对活活活活性性性性部部部部位位位位没没没没有有有有直直直直接接接接贡贡献献献献的的的的其其其其它它它它部部部部位位位位是是是是形形形形成成成成和和和和稳稳定定定定酶酶天天天天然然然然结结构构构构所所所所需需需需要要要要的的的的。当当当当然然然然酶酶的的的的其其其其它它它它功功功功能能能能还还包包包包括括括括调调节节功功功功能能能能和和和和指指指指导导酶酶正正正正确定向于确定向于确定向于确定向于细细胞中的信号部分胞中的信号部分胞中的信号部分胞中的信号部分。4.4 4.4 酶酶催化作用催化作用催化作用催化作用发发生在活性部位生在活性部位生在活性部位生在活性部位9.4.5 4.5 存在着几种解存在着几种解存在着几种解存在着几种解释酶释酶催化作用的机制催化作用的机制催化作用的机制催化作用的机制4.5.1 4.5.1 几乎所有几乎所有几乎所有几乎所有酶酶的作用机制都包括酸碱催化机制的作用机制都包括酸碱催化机制的作用机制都包括酸碱催化机制的作用机制都包括酸碱催化机制 在活性部位，离子化的氨基酸残基在活性部位，离子化的氨基酸残基在活性部位，离子化的氨基酸残基在活性部位，离子化的氨基酸残基侧链侧链参与两参与两参与两参与两类类化学催化学催化学催化学催化，即酸碱催化和共价催化，是两种主要的化学催化模式。化，即酸碱催化和共价催化，是两种主要的化学催化模式。化，即酸碱催化和共价催化，是两种主要的化学催化模式。化，即酸碱催化和共价催化，是两种主要的化学催化模式。在酸碱催化中，一个反在酸碱催化中，一个反在酸碱催化中，一个反在酸碱催化中，一个反应应的加速是通的加速是通的加速是通的加速是通过过催化一个催化一个催化一个催化一个质质子子子子转转移完成的。移完成的。移完成的。移完成的。酶酶利用在利用在利用在利用在细细胞接近中性胞接近中性胞接近中性胞接近中性pHpH条件下可以条件下可以条件下可以条件下可以给给出或接受出或接受出或接受出或接受质质子的氨基酸子的氨基酸子的氨基酸子的氨基酸侧链侧链，酶酶的活性部位可以提供一个相当于的活性部位可以提供一个相当于的活性部位可以提供一个相当于的活性部位可以提供一个相当于强强酸酸酸酸或或或或强强碱溶液的生物碱溶液的生物碱溶液的生物碱溶液的生物环环境。境。境。境。由于在大多数蛋白由于在大多数蛋白由于在大多数蛋白由于在大多数蛋白质质中，中，中，中，组组氨酸氨酸氨酸氨酸侧链侧链咪咪咪咪唑唑基解离的基解离的基解离的基解离的pKpK值值是是是是6 6到到到到7 7，所以它是一个在中性，所以它是一个在中性，所以它是一个在中性，所以它是一个在中性pHpH下用于下用于下用于下用于质质子子子子转转移的理想的基移的理想的基移的理想的基移的理想的基团团。天冬氨酸和谷氨酸的。天冬氨酸和谷氨酸的。天冬氨酸和谷氨酸的。天冬氨酸和谷氨酸的羧羧基在某些基在某些基在某些基在某些酶酶中也可以充当酸碱催中也可以充当酸碱催中也可以充当酸碱催中也可以充当酸碱催化化化化剂剂，因，因，因，因为这为这些些些些羧羧基解离的基解离的基解离的基解离的pKpK 值值近似近似近似近似为为4 4。10.用用用用B B：表示一个碱，或一个：表示一个碱，或一个：表示一个碱，或一个：表示一个碱，或一个质质子受体，而用子受体，而用子受体，而用子受体，而用BHBH表示相表示相表示相表示相应应的共的共的共的共轭轭酸，一个酸，一个酸，一个酸，一个质质子的供体。一个子的供体。一个子的供体。一个子的供体。一个质质子受体可以通子受体可以通子受体可以通子受体可以通过过除去一个除去一个除去一个除去一个质质子切断子切断子切断子切断C-HC-H键键形成一个形成一个形成一个形成一个负负碳离子。碳离子。碳离子。碳离子。11.也可参与涉及碳的其它也可参与涉及碳的其它也可参与涉及碳的其它也可参与涉及碳的其它键键的断裂，例如一个的断裂，例如一个的断裂，例如一个的断裂，例如一个C-NC-N键键的的的的断裂，通断裂，通断裂，通断裂，通过过B B：在中性溶液中除去水分子的一个：在中性溶液中除去水分子的一个：在中性溶液中除去水分子的一个：在中性溶液中除去水分子的一个质质子后子后子后子后产产生的一个等价的生的一个等价的生的一个等价的生的一个等价的OHOH来完成。来完成。来完成。来完成。12.4.5.2 4.5.2 许许多多多多酶酶催催催催化化化化的的的的基基基基团团转转移移移移反反反反应应都都都都是是是是通通通通过过共共共共价价价价催催催催化化化化进进行的行的行的行的 共共共共价价价价催催催催化化化化是是是是第第第第二二二二种种种种类类型型型型的的的的化化化化学学学学催催催催化化化化模模模模式式式式，主主主主要要要要通通通通过过一一一一个个个个底底底底物物物物或或或或底底底底物物物物的的的的一一一一部部部部分分分分与与与与催催催催化化化化剂剂形形形形成成成成共共共共价价价价键键催催催催化化化化基基基基团团的的的的转转移移移移反反反反应应。在在在在酶酶作作作作用用用用下下下下的的的的共共共共价价价价催催催催化化化化中中中中，一一一一个个个个底底底底物物物物的的的的一一一一部部部部分分分分首首首首先先先先转转移移移移到到到到酶酶上上上上，然然然然后后后后再再再再转转移移移移到到到到第第第第二二二二个个个个底底底底物物物物上上上上。例例例例如如如如基基基基团团X X从从从从分分分分子子子子A-XA-X转转移移移移到到到到分分分分子子子子B B上就是上就是上就是上就是经经共价共价共价共价ESES复合物复合物复合物复合物X-EX-E，按如下两个步，按如下两个步，按如下两个步，按如下两个步骤进骤进行的。行的。行的。行的。A-A-X XE E A AX X-E-EX X-E-EB B B-B-X XE EA-A-X X B-B-X X13.4.5.3 4.5.3 底物与底物与底物与底物与酶酶的的的的结结合在催化合在催化合在催化合在催化过过程中起着重要的作用程中起着重要的作用程中起着重要的作用程中起着重要的作用1.1.底物靠近和定向于底物靠近和定向于底物靠近和定向于底物靠近和定向于酶酶的活性部位的活性部位的活性部位的活性部位 显显然然然然活活活活性性性性部部部部位位位位处处的的的的底底底底物物物物浓浓度度度度越越越越高高高高越越越越有有有有利利利利于于于于反反反反应应。底底底底物物物物（也也也也包包包包括括括括辅辅助助助助因因因因子子子子）的的的的敏敏敏敏感感感感键键逐逐逐逐渐渐靠靠靠靠近近近近活活活活性性性性部部部部位位位位的的的的催催催催化化化化基基基基团团，为为的是定向于催化基的是定向于催化基的是定向于催化基的是定向于催化基团团以便容易形成以便容易形成以便容易形成以便容易形成过过渡渡渡渡态态。2.2.底物底物底物底物变变形形形形 许许多活性部位开始与底物并不相适合，但多活性部位开始与底物并不相适合，但多活性部位开始与底物并不相适合，但多活性部位开始与底物并不相适合，但为为了了了了结结合底物合底物合底物合底物酶酶的活性部位不得不的活性部位不得不的活性部位不得不的活性部位不得不变变形（形（形（形（诱导诱导契合）以适合底物。一旦与底契合）以适合底物。一旦与底契合）以适合底物。一旦与底契合）以适合底物。一旦与底物物物物结结合，合，合，合，酶酶可以使底物可以使底物可以使底物可以使底物变变形，使得敏感形，使得敏感形，使得敏感形，使得敏感键键易于断裂和促使新易于断裂和促使新易于断裂和促使新易于断裂和促使新键键形成。形成。形成。形成。14.4.6 4.6 米氏方程是表示米氏方程是表示米氏方程是表示米氏方程是表示酶酶促反促反促反促反应应的速度方程的速度方程的速度方程的速度方程 酶酶促促促促反反反反应应动动力力力力学学学学简简称称称称之之之之酶酶动动力力力力学学学学，主主主主要要要要研研研研究究究究酶酶促促促促反反反反应应的的的的速速速速度以及其它因素，例如抑制度以及其它因素，例如抑制度以及其它因素，例如抑制度以及其它因素，例如抑制剂剂等等等等对对反反反反应应速度的影响。速度的影响。速度的影响。速度的影响。在在在在酶酶促促促促反反反反应应中中中中，如如如如果果果果底底底底物物物物的的的的量量量量远远远远超超超超过过酶酶量量量量，则则反反反反应应速速速速度度度度与与与与酶浓酶浓度成正比度成正比度成正比度成正比。酶浓度度反反应速速度度15.如果固定如果固定如果固定如果固定酶浓酶浓度，改度，改度，改度，改变变底物底物底物底物浓浓度，度，度，度，酶酶促反促反促反促反应应的速度与底物的速度与底物的速度与底物的速度与底物浓浓度有什么度有什么度有什么度有什么样样关系呢？关系呢？关系呢？关系呢？在低在低在低在低浓浓度底物情况下，反度底物情况下，反度底物情况下，反度底物情况下，反应应相相相相对对于底物是一于底物是一于底物是一于底物是一级级反反反反应应，反，反，反，反应应速度与底物成直速度与底物成直速度与底物成直速度与底物成直线线关系。关系。关系。关系。当底物当底物当底物当底物浓浓度度度度处处于中于中于中于中间间范范范范围时围时，相，相，相，相对对于底物的反于底物的反于底物的反于底物的反应应是混合是混合是混合是混合级级反反反反应应。当底物。当底物。当底物。当底物浓浓度增加度增加度增加度增加时时，反，反，反，反应应由一由一由一由一级级反反反反应应向零向零向零向零级级反反反反应过应过渡。渡。渡。渡。在高在高在高在高浓浓度底物下，度底物下，度底物下，度底物下，酶酶被底物被底物被底物被底物饱饱和，反和，反和，反和，反应应相相相相对对于底物是零于底物是零于底物是零于底物是零级级反反反反应应。反。反。反。反应应速度与底物速度与底物速度与底物速度与底物浓浓度无关。度无关。度无关。度无关。酶酶被底物被底物被底物被底物饱饱和和和和时时的速度称之的速度称之的速度称之的速度称之最大反最大反最大反最大反应应速度速度速度速度V Vmaxmax，当底物当底物当底物当底物浓浓度度度度SS逐逐逐逐渐渐增大增大增大增大时时，速度，速度，速度，速度 相相相相对对于于于于SS的曲的曲的曲的曲线为线为一双一双一双一双曲曲曲曲线线。16.酶浓度固定，反度固定，反应速度与底物速度与底物浓度之度之间的关系的关系底物底物浓度度零零级反反应一一级反反应17.双曲双曲双曲双曲线线方程可以写成方程可以写成方程可以写成方程可以写成：VmaxS （4.2）KmS该该方程称方程称方程称方程称为为Michaelis-MentenMichaelis-Menten方程（米氏方程），其中方程（米氏方程），其中方程（米氏方程），其中方程（米氏方程），其中 KKmm 值值称之米氏常数，称之米氏常数，称之米氏常数，称之米氏常数，V Vmaxmax是是是是酶酶被底物被底物被底物被底物饱饱和和和和时时的反的反的反的反应应速度。速度。速度。速度。米氏常数米氏常数米氏常数米氏常数KKmm是是是是酶酶促反促反促反促反应应速度速度速度速度 为为最大最大最大最大酶酶促反促反促反促反应应速度速度速度速度值值一半一半一半一半时时的底物的底物的底物的底物浓浓度。度。度。度。这这可通可通可通可通过过用用用用SS取代米氏方程（取代米氏方程（取代米氏方程（取代米氏方程（4.24.2）中的）中的）中的）中的KKmm证证明，通明，通明，通明，通过计过计算可得算可得算可得算可得 V Vmaxmax/2/2。18.酶酶（E E）催催催催化化化化底底底底物物物物（S S）在在在在酶酶活活活活性性性性部部部部位位位位裂裂裂裂隙隙隙隙中中中中先先先先形形形形成成成成一一一一个个个个酶酶-底底底底物物物物复复复复合合合合物物物物（ESES），底底底底物物物物与与与与酶酶短短短短暂暂反反反反应应转转化化化化为为一一一一个个个个产产物物物物（P P）的的的的双双双双分分分分子子子子反反反反应应起起起起始始始始时时的的的的反反反反应应可可可可以以以以写写写写作作作作（把把把把酶酶看看看看作作作作一一一一个个个个反反反反应应分子）：分子）：分子）：分子）：k k1 1 k kc catat E ES ES ES ES EP P （4.14.1）k k1 1 方方方方程程程程中中中中的的的的速速速速度度度度常常常常数数数数k k1 1为为 S S 和和和和 E E 的的的的结结合合合合常常常常数数数数，k k1 1是是是是ESES的的的的解解解解离离离离常常常常数数数数。k kc catat为为第第第第二二二二步步步步反反反反应应的的的的速速速速度度度度常常常常数数数数，也也也也称称称称为为催催催催化化化化常常常常数数数数（或或或或转转换换数数数数）。由由由由ESES转转换换为为游游游游离离离离的的的的酶酶和和和和产产物物物物的的的的反反反反应应是是是是用用用用单单箭箭箭箭头头表表表表示示示示的的的的。这这是是是是因因因因为为在在在在刚刚开开开开始始始始的的的的时时候候候候，生生生生成成成成的的的的产产物物物物非非非非常常常常少少少少，所以可逆反所以可逆反所以可逆反所以可逆反应应（ES EES ES S）可以忽略。）可以忽略。）可以忽略。）可以忽略。19.当当当当底底底底物物物物浓浓度度度度非非非非常常常常大大大大时时，反反反反应应速速速速度度度度接接接接近近近近于于于于一一一一个个个个恒恒恒恒定定定定值值。在在在在曲曲曲曲线线的的的的这这个个个个区区区区域域域域，酶酶几几几几乎乎乎乎被被被被底底底底物物物物饱饱和和和和，反反反反应应相相相相对对于于于于底底底底物物物物S S是是是是个个个个零零零零级级反反反反应应。就是。就是。就是。就是说说再增加底物再增加底物再增加底物再增加底物对对反反反反应应速度没有什么影响。速度没有什么影响。速度没有什么影响。速度没有什么影响。（饱饱和和和和时时）V Vmaxmax ESES0 0 EEtotaltotal catcatES ES （4.34.3）速速速速度度度度常常常常数数数数 等等等等于于于于催催催催化化化化常常常常数数数数 catcat。饱饱和和和和时时，所所所所有有有有的的的的E E都都都都是是是是以以以以ESES存在。方程（存在。方程（存在。方程（存在。方程（4.34.3）中）中）中）中还还有另一个有另一个有另一个有另一个简单简单的关系式：的关系式：的关系式：的关系式：V Vmaxmax catcat E Etotaltotal 从从从从中中中中得得得得出出出出：catcatV Vmaxmax /EEtotaltotal。催催催催化化化化常常常常数数数数是是是是V Vmaxmax除除除除以以以以起起起起始始始始的的的的酶酶浓浓度度度度EEtotaltotal或或或或除除除除以以以以在在在在饱饱和和和和条条条条件件件件下下下下每每每每秒秒秒秒每每每每摩摩摩摩尔尔酶酶催催催催化化化化下下下下转转化化化化成成成成产产物的底物的摩物的底物的摩物的底物的摩物的底物的摩尔尔数。数。数。数。catcat的的的的单单位位位位是是是是s s1 1。catcat的的的的倒倒倒倒数数数数是是是是完完完完成成成成一一一一个个个个催催催催化化化化过过程程程程所所所所需需需需要要要要的的的的时间时间，所以催化常数可以衡量一个，所以催化常数可以衡量一个，所以催化常数可以衡量一个，所以催化常数可以衡量一个酶酶促反促反促反促反应应的快慢。的快慢。的快慢。的快慢。20.4.6.14.6.1米氏方程的推米氏方程的推米氏方程的推米氏方程的推导导 假定存在一个假定存在一个假定存在一个假定存在一个时间时间周期，在此期周期，在此期周期，在此期周期，在此期间间 S S 结结合合合合 E E的速度与的速度与的速度与的速度与 ES ES 解解解解离的速度相同。此离的速度相同。此离的速度相同。此离的速度相同。此时时ESES是个恒定是个恒定是个恒定是个恒定值值，因，因，因，因为为 ES ES 解离解离解离解离为为 E ES S 或或或或 E EP P 的速度等于由的速度等于由的速度等于由的速度等于由 E ES S 形成形成形成形成 ES ES 的速度。由的速度。由的速度。由的速度。由E ES S 形成形成形成形成 ESES的速度取决于游离的速度取决于游离的速度取决于游离的速度取决于游离酶酶的的的的浓浓度，即等于度，即等于度，即等于度，即等于EEtotaltotalESES。可写成：。可写成：。可写成：。可写成：（1 1 catcat ）ESES 1 1（EEtotaltotalESES）S S （4.44.4）整理方程，将速度常数集中在一整理方程，将速度常数集中在一整理方程，将速度常数集中在一整理方程，将速度常数集中在一边边，并定，并定，并定，并定义为义为米氏常数米氏常数米氏常数米氏常数KKmm。（1 1 catcat ）（EEtotaltotalESES）SS KKm m （4.54.5）1 1 ESES从方程（从方程（从方程（从方程（4.54.5）：）：）：）：KKmmESES（EEtotaltotalESES）SS ES ES（KKmmSS）EEtotaltotalSS21.E EtotaltotalSS ES ES （4.64.6）KKmmSS由于由于由于由于酶酶促反促反促反促反应应速度取决于速度取决于速度取决于速度取决于ESES转换为转换为E EP P的速度。的速度。的速度。的速度。catcatES ES （4.74.7）将方程（将方程（将方程（将方程（4.64.6）代入（）代入（）代入（）代入（4.74.7），），），），catcat E EtotaltotalSS （4.84.8）KKmmSS因因因因为为 catcat E EtotaltotalV Vmaxmax，代入方程（，代入方程（，代入方程（，代入方程（4.84.8），就得到了米氏方程。），就得到了米氏方程。），就得到了米氏方程。），就得到了米氏方程。V VmaxmaxSS （4.94.9）KKmmSS22.（1 1 catcat ）KKmm 1 1 如如如如果果果果 catcat比比比比 1 1或或或或 1 1小小小小得得得得多多多多，catcat可可可可以以以以忽忽忽忽略略略略，KKmm就就就就变变成成成成了了了了 1 1 /1 1 ，这这是是是是 ES ES 解离解离解离解离为为E ES S的平衡常数。的平衡常数。的平衡常数。的平衡常数。同同同同样样MichaelisMichaelis和和和和MentenMenten假假假假定定定定ESES与与与与E ES S处处于于于于快快快快速速速速的的的的平平平平衡衡衡衡中中中中，KKmm就就就就是是是是 ES ES 的的的的解解解解离离离离常常常常数数数数。因因因因此此此此 KKmm是是是是 E E 对对 S S 的的的的亲亲和和和和力力力力的的的的量量量量度度度度。如如如如果果果果 KKmm的的的的值值越小，表明越小，表明越小，表明越小，表明 E E 与与与与 S S 结结合的越合的越合的越合的越紧紧密。密。密。密。如如如如果果果果一一一一个个个个酶酶可可可可作作作作用用用用几几几几个个个个底底底底物物物物，例例例例如如如如己己己己糖糖糖糖激激激激酶酶对对葡葡葡葡萄萄萄萄糖糖糖糖的的的的KKmm值值为为1.5101.5104 4；对对果果果果糖糖糖糖的的的的KKmm值值为为1.5101.5103 3，显显然然然然酶酶对对葡葡葡葡萄萄萄萄糖糖糖糖的的的的亲亲和和和和性性性性更更更更高，葡萄糖就称之高，葡萄糖就称之高，葡萄糖就称之高，葡萄糖就称之为为己糖激己糖激己糖激己糖激酶酶的天然底物。的天然底物。的天然底物。的天然底物。23.4.6.2 K4.6.2 Km m 和和和和 V Vmaxmax可以用双倒数作可以用双倒数作可以用双倒数作可以用双倒数作图图法确定法确定法确定法确定 在在在在计计算算算算机机机机广广广广泛泛泛泛应应用用用用之之之之前前前前，通通通通常常常常都都都都是是是是利利利利用用用用米米米米氏氏氏氏方方方方程程程程的的的的转转换换形形形形式式式式求求求求出出出出KKmm和和和和V Vmaxmax值值。常常常常用用用用的的的的米米米米氏氏氏氏方方方方程程程程转转换换形形形形式式式式是是是是Lineweaver-Lineweaver-BurkBurk方程，也称方程，也称方程，也称方程，也称为为双倒数方程。双倒数方程。双倒数方程。双倒数方程。1 K1 Kmm 1 1 1 1 V Vmaxmax S V S Vmaxmax 将将将将1/1/对对1/S1/S作作作作图图，可以，可以，可以，可以获获得一条直得一条直得一条直得一条直线线。从直。从直。从直。从直线线与与与与x x轴轴的的的的截距可以得到截距可以得到截距可以得到截距可以得到 1/K1/Km m 的的的的绝对值绝对值；而；而；而；而 1/V1/Vmax max 是直是直是直是直线线与与与与y y轴轴的截距。的截距。的截距。的截距。虽虽然由双倒数作然由双倒数作然由双倒数作然由双倒数作图图得到的得到的得到的得到的 KKm m 和和和和 V Vmax max 值值的精确性要比的精确性要比的精确性要比的精确性要比计计算机算机算机算机计计算算算算给给出的出的出的出的值值差，但双倒数作差，但双倒数作差，但双倒数作差，但双倒数作图图直直直直观观、容易理解，、容易理解，、容易理解，、容易理解，为酶为酶抑制研究抑制研究抑制研究抑制研究提供了易于提供了易于提供了易于提供了易于识别识别的的的的图图形。形。形。形。24.25.4.7.1 4.7.1 竞竞争性抑制争性抑制争性抑制争性抑制剂剂只与游离的只与游离的只与游离的只与游离