第1页：酶（enzyme）(二)
酶（enzyme）(二)：本页为课件封面，标示本章主题与内容框架。
- 底物浓度与酶浓度对反应速度的影响规律
- 米-曼氏方程式、Km值与Vmax的意义
- 不可逆抑制、可逆抑制类型与激活剂作用
第2页：酶的分子结构与功能
酶的分子结构与功能：本页为反应流程示意页，源文件以分子式与反应符号形式提取：•酶的分子结构与功能•酶促反应的特点与机制•酶促反应动力学•酶的调节•酶的命名与分类•酶与医学的关系…
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第3页：酶促反应动力学
酶促反应动力学：本页为反应流程示意页，源文件以分子式与反应符号形式提取：第三节酶促反应动力学Kinetics of enzyme-catalyzed reaction…
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第4页：研究内容
研究内容
- 酶促反应速度及其影响因素。
- 酶促反应的速度用单位时间内底物(substrate)减少或产物增加的量来表示。
- 酶促反应速度的影响因素：底物浓度、酶浓度、温度、pH值、抑制剂、激活剂等。
第5页：底物浓度对反应
底物浓度对反应
- 速度的影响I.单底物、单产物反应II.反应速度取其初速度，即反应刚刚开始，产物的生成量极少，逆反应可不予考虑III.底物浓度远远大于酶浓度
- 研究前提：
- 在其他因素不变的情况下，底物浓度对反应速度的影响呈矩形双曲线关系。
第6页：当底物浓度较低时
当底物浓度较低时：反应速度与底物浓度成正比；反应为一级反应。[S]VVmax
第7页：随着底物浓度的增高
随着底物浓度的增高：反应速度不再成正比例加速；反应为混合级反应。[S]VVmax
第8页：当底物浓度高达一定程度
当底物浓度高达一定程度：反应速度不再增加，达最大速度；反应为零级反应[S]VVmax
第9页：米－曼氏方程式
米－曼氏方程式：本页为反应流程示意页，源文件以分子式与反应符号形式提取：（一）米－曼氏方程式•酶促反应模式——中间产物学说k1k3E + S ES E + Pk2k4中间产物…
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第10页：米－曼氏方程式要点说明
米－曼氏方程式要点说明
- 1913年Michaelis和Menten提出反应速度与底物浓度关系的数学方程式，即米-曼氏方程式，简称米氏方程式(Michaelisequation)。[S]：底物浓度V：不同[S]时的反应速度Vmax：最大反应速度(maximum velocity)Ｋm：米氏常数(Michaelis constant)Vmax[S]Km＋SV =
第11页：米-曼氏方程式推导基于两个假设
米-曼氏方程式推导基于两个假设
- E与S形成ES复合物的反应是快速平衡反应而ES分解为E及P的反应为慢反应，反应速度取决于慢反应即V＝k3[ES]
- S的总浓度远远大于E的总浓度，因此在反应的初始阶段，S的浓度可认为不变即[S]＝[St]
第12页：Km意义
Km意义
- Km与Vmax的意义
- 当V=Vmax/2 时，米氏方程变换为：进而整理得Km= [S]意义：Km值等于酶促反应速度为最大速度一半时的底物浓度。Vmax[S]Km＋SVmax 2＝
第13页：Km要点说明
Km要点说明
- Km=K2+K3/K1当K2》K3，即ES解离成E和S的速度大大超过分离成E和P的速度时，K3可以忽略不计，此时Km值近似于ES解离常数Ks，在这种情况下，Km值可用来表示酶对底物的亲和力。Km=K2/K1=[E][S]/［ES］=Ks此时，Km值愈小，酶与底物的亲和力愈大。
第14页：Km值是酶
Km值是酶
- 的特征常数之一。只与酶的性质有关，与其浓度无关。不同的酶，Km值不同。Km值一定程度上代表酶的催化效率。当[S]相同时，Km愈小,V愈大。Km值：10-6~10-2mmol/L。
第15页：Km要点说明：Km值作为常数只
Km要点说明：Km值作为常数只
- Km值作为常数只是对一定的底物，一定的pH，一定的温度而言。测定Km可以作为鉴别酶的一种手段，但必须是在指定的实验条件下。一种酶有几种不同的Km值时，Km值最小的底物是天然底物或是最适底物。
第16页：Km要点说明：Vmax是酶完全被底物饱
Km要点说明：Vmax是酶完全被底物饱
- Vmax是酶完全被底物饱和时的反应速度，与酶浓度成正比。Vmax=K3[ES]=K3[Et]转换数(turnovernumber，K3）：当酶被底物饱和时，单位时间内每个酶分子(活性中心)催化底物转变为产物的分子数。
第17页：Km值与米-曼氏方程的实际用途
Km值与米-曼氏方程的实际用途
- 可由所要求的反应速度(应到达Vmax的百分数)，求出应当加入底物的合理浓度。反过来，也可以根据已知的底物浓度，求出该条件下的反应速度。
第18页：米-孟氏方程只适用于简单的酶
米-孟氏方程只适用于简单的酶：本页为数据汇总页，条目化的表格内容待人工还原。
- 反应机制。米氏方程只假定形成一个ES中间产物实际许多酶在催化时包含有几个中间物：E+S ES EZ EP E+P
- 对比较复杂的酶作用过程，如多酶体系、多底物、多产物、多中间产物等反应，要采取其他模式，借助于更复杂的计算过程。米氏方程的适用范围
本页内容呈表格结构，源文件未换行分隔，暂以条目形式列出，待人工还原为真表格。
第19页：双倒数作图法
双倒数作图法
- (double reciprocal plot or Lineweaver Burk plot)将米氏方程两边取倒数，可转化为下列形式
- Km和Vmax值的测定1VKmVmax1[S]1Vmax=+以1/V对1/[S]作图得一直线，其斜率是Km/Vm，在纵轴上的截距为1/Vm,横轴上的截距为-1/Km。此作图除用来求Km和Vmax值外，在研究酶的抑制作用方面还有重要价值。
第20页：双倒数作图法(林-贝氏作图法)
双倒数作图法(林-贝氏作图法)
第21页：Km反应流程图
Km反应流程图：本页为化学结构式与反应式页，源文件以分子式与反应符号形式提取：[S]KmVm1Vm=+V[S]Hanes作图法…
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第22页：酶浓度对反应速度的影响
酶浓度对反应速度的影响
- 当[S] » [E] 时，反应速度与[E]变化成正比，即V = K3 [E]V[E]0
第23页：pH可影响酶与底物的结合。
pH可影响酶与底物的结合。
- 酶促反应的最适pH：酶催化活性最大时的环境pH。
- 最适pH不是酶的特征常数，只在一定条件下有意义
- 最适pH和酶的最稳定pH不一定相同，和体内环境的pH也未必相同。
- 影响最适pH的因素：底物浓度、缓冲液的种类与浓度、酶的纯度
第24页：抑制剂对反应速度的影响
抑制剂对反应速度的影响
- 酶的抑制剂（inhibitor):能使酶的催化活性下降而不引起酶蛋白变性的物质。
- 根据酶与抑制剂结合的紧密程度不同：不可逆性抑制（irreversibleinhibition）可逆性抑制（reversibleinhibition）
第25页：不可逆性抑制作用
- 不可逆性抑制作用
- 概念：抑制剂与酶活性中心上的必需基团以牢固的共价键结合，从而使酶活性丧失，不能用透析，超滤等办法除去抑制剂而使酶复活。
第26页：巯基酶的抑制
- 巯基酶的抑制
- 巯基酶:半胱氨酸残基侧链上的巯基（-SH）为必需基团的一类酶。
- 重金属离子（Hg2+、Ag+、Pb2+）及As3+可与活性巯基不可逆结合，使酶活性被抑制。此类抑制剂所结合的巯基不局限于必需基团，故又称为非专一性抑制剂。
- 二巯基丙醇（BAL）或二巯基丁二酸钠治疗巯基酶中毒
第27页：羟基酶的抑制
- 羟基酶的抑制
- 羟基酶:以丝氨酸侧链上的羟基(OH)为必需基团的一类酶。
- 有机磷杀虫剂（敌敌畏、敌百虫）、二战时使用过的毒气DFP等有机磷化合物能专一地与丝氨酸残基上的羟基结合，这类具有专一作用的抑制剂常称为专一性抑制剂。
- 催化乙酰胆碱水解的胆碱脂酶是羟基酶。有机磷中毒时此酶活性受抑制，
- 临床上用解磷定来治疗有机磷中毒。可夺取已经和胆碱脂酶结合的磷酰基，使酶复活。
第28页：
第29页：可逆性抑制作用
- 可逆性抑制作用
- 概念：抑制剂与酶和（或）酶－底物复合物以非共价键疏松地结合而引起酶活性的降低或丧失。结合可逆，迅速达到平衡，能用透析，超滤等办法除去抑制剂而使酶复活。
- 区别在于抑制剂与酶的结合方式竞争性抑制（competitive inhibition）反竞争性抑制（uncompetitive inhibition）非竞争性抑制（non-competitive inhibition）
第30页：竞争性抑制作用
竞争性抑制作用
- 抑制剂在化学结构上与底物类似，与底物竞争酶的活性中心。抑制作用大小取决于抑制剂与底物的浓度比E + S ES E + PI+EIKi—抑制常数
第31页：
第32页：可逆性抑制作用方法
可逆性抑制作用方法
- 按米氏公式推导方法，也可演算出竞争性抑制时，抑制剂、底物和反应速度之间的动力学关系及其双倒数方程式为：1VKmVmax1[S]1Vmax=+（1+ ）[I]KiV=Vmax[S]Km（1+ ）[I]Ki+[S]
第33页：
第34页：
第35页：可逆性抑制作用要点说明
可逆性抑制作用要点说明
- 丙二酸、苹果酸及草酰乙酸皆和琥珀酸的结构相似，是琥珀酸脱氢酶的竞争性抑制剂。
第36页：某些药物的竞争性抑制作用机制
某些药物的竞争性抑制作用机制：本页为反应流程示意页，源文件以分子式与反应符号形式提取：•某些药物的竞争性抑制作用机制•磺胺类药物…
建议对照原课件图片查看各反应步骤与物质转化关系。
第37页：5-氟尿嘧啶
5-氟尿嘧啶
- (5-FU)在体内的代谢产物抑制胸苷酸合成酶
- 6-巯基嘌呤抑制(6-MP)嘌呤核苷酸的合成
- 保持血液中药物的浓度，以达到竟争性抑菌的效果
- 竞争性抑制的标志：抑制作用可以在底物浓度足够高时得到克服。
第38页：非竞争性抑制作用
非竞争性抑制作用
- 抑制剂与活性中心外的必需基团结合，不影响酶与底物的结合。底物与抑制剂之间无竞争关系，但酶-底物-抑制剂复合物（ESI）不能进一步释放出产物。
第39页：
第40页：
第41页：
第42页：抑制剂仅与酶
抑制剂仅与酶
- 和底物形成的中间产物（ES）结合
- 反竞争性抑制作用E + S ES E + P+IESIKi
第43页：
第44页：
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第46页：可逆性抑制作用要点说明
各种可逆性抑制作用的比较作用特征无抑制剂竞争性非竞争性反竞争性与I结合的组分EE、ESES动力学参数表观KmKm增大不变减小最大速度Vmax不变降低降低林-贝氏作图斜率Km/ Vmax增大增大不变纵轴截距1/Vmax不变增大增大横轴截距-1/Km增大不变减小
第47页：激活剂对反应速度的影响
激活剂对反应速度的影响
- 酶的激活剂：使酶由无活性变为有活性或使酶活性增加的物质。包括金属离子，阴离子，有机化合物(如EDTA)必需激活剂：如金属离子非必需激活剂：有机化合物
第48页：激活剂的作用特点
激活剂的作用特点
- 激活剂对酶的作用具有一定的选择性
- 离子之间有拮抗现象，例如，Na+抑制K +的激活作用，Mg 2+激活的酶常被Ca2+抑制；
- 激活剂的浓度对酶活性的影响
第49页：酶活性测定与酶活性单位
酶活性测定与酶活性单位
- 酶的活性：酶催化化学反应的能力，衡量标准是酶促反应速度的大小。
- 酶活性单位：
- 国际单位（IU）：在特定的条件下，每分钟催化1 μmol 底物转化为产物所需的酶量。
- 催量单位（katal）：在特定条件下，每秒钟使1mol底物转化为产物所需的酶量。
- 1 IU＝
- 67×10 －9kat
