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暨南大学生物化学讲义-第四章 酶(3)

暨南大学 /2011-11-25

  3.表面效应(surface effect) 前已述及,酶的活性中心多为流水性“口袋”。疏水环境可排除水分子对酶和底物功能基团的干扰性吸引或排斥,防止在底物与酶之间形成水化膜,有利于酶与底物的密切接触。

  应该指出的是,一种酶的催化反应常常是多种催化机制的综合作用,这是酶促反应高效率的重要原因。

                  第三节酶促反应动力学

    酶促反应动力学研究的是酶促反应速度及其影响因素。这些因素包括酶浓度、底物浓度、pH、温度、抑制剂、激活剂等。酶促反应动力学的研究具有重要的理论和实践意义。

                    一、底物浓度对反应速度的影响

    在其他因素不变的情况下,底物浓度的变化对反应速度影响的作图呈矩形双曲线(rectangular hyperbola)(图4—4)。在底物浓度较低时,反应速度随底物浓度的增加而急骤上升,两者成正比关系,反应为一级反应。随着底物浓度的进一步增高,反应速度不再成正比例加速。反应速度增加的幅度不断下降。如果继续加大底物浓度,反应速度将不再增加,表现出零级反应,此时酶的活性中心已被底物饱和。所有的酶均有此饱和现象,只是达到饱和时所需的底物浓度不同而已。

    (-)米一曼氏方程式

    解释酶促反应中底物浓度和反应速度关系的最合理学说是中间产物学说。酶首先与底物结合形成酶一底物复合物(中间产物),此复合物再分解为产物和游离的酶。

1913年L.Michaelis和M. L. Menten提出了反应速度与底物浓度关系的数学方程,简称米氏方程式(Michaelis equation):

    米氏方程式的推导基于这样的假设:①测定的反应速度为初速度,即反应刚刚开始,产物的生成量极少,逆反应可不予考虑;②「S」超过〔E〕,【S】的变化在测定初速度的过程中可忽略不计。反应式(l)中KI、KZ和K3分别为各向反应的速度常数。反应中游离酶的浓度为』总酶浓度减去结合到中间产物中的酶的浓度,即[游离酶]=[E]-「ES」这样,ES生成的速度上才Q=K;(「E〕-「ESI)【引()

一’—————”“————出一”“一““一‘”“一‘”“”

    四分解的速度二十户w一句be」十间be」(4)

当反应处于稳态时,ES的生成速度二ES的分解速度,即

                K;([E]-[ES])[S]。 KZ[ES]+ K3[ES]

。。。111.--ca--u---------------_&jLn

——一’               IES j     K,

。                        KZ+ K3

令:r=.--=Km

                                                KI“”

k即为米氏常数,则LE」ZS]-{ESj [Sj=Km【ES〕

                                         ESI= 7=------------

                              “一几十   is]

由于反应速度取决于单位时间内产物 P的生成量,所以 V= K3[ES]

。。。_、。,。_ Kt EI SI

将式(5)代人得:V一生一尘土于

                                  ’一Km+ LSJ

当底物浓度很高,所有的酶都与底物生成中间产物(即【E」=[丑引)时,

度。即

                        Vra= K3【ESj= K3  [E]

特式(7)代人式(6),得米氏方程式:

                                              V_。_IS

                                            V===------u

                                    ’ Km+   LSI

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