5.3酶促反应动力学
5.3酶促反应动力学
酶促反应动力学
酶促反应动力学是研究酶促反应的速度以及影响酶促反应速度的各种因素，包括低物浓度、酶浓度、pH 、温度、激活剂与抑制剂、等。
一、酶的量度
酶的含量不能直接用重量和摩尔数表示（不纯、失活、分子量不知），而采用酶的活力单位表示
1、酶活力与酶促反应速度
酶活力：用在一定条件下，酶催化某一反应的反应速度表示。反应速度快，活力就越高。 酶量—酶活力一反应速度
酶促反应速度的表示方法：单位时间、单位体积中底物的减少量或产物的增加量。 单位：浓度/单位时间
研究酶促反应速度，以酶促反应的初速度为准。因为底物浓度降低、酶部分失活产物抑制和逆反应等因素，会使反应速度随反应时间的延长而下降。
2、酶的活力单位（U ）
国际酶学会标准单位：在特定条件下，1分钟内能转化1umol 底物的酶量，称一个国际单位（IU ）。
特定条件：25℃ pH 及底物浓度采用最适条件（有时底物分子量不确定时，可用转化底物中1umol 的有关基团的酶量表示）。
2、酶的比活力 Specific activity
每毫克酶蛋白所具有的酶活力。酶的比活力是分析酶的纯度是重要指标。
单位：U/mg 蛋白质。
有时用每克酶制剂或每毫升酶制剂含有多少个活力单位表示。
酶的提纯过程中，总蛋白减少，总活力减少，比活力增高。
酶的纯化倍数：
酶的回收率： ×100% 4、酶的转换数和催化周期
分子活性定义：每mol 的 enzyme 在1秒内转化substrate 的 mol 数。
亚基或催化中心活性定义：每mol 的active subunit 或 active center 在一秒内转化的substrate 的mol 数，称为转换数Kcat
转换数的倒数即为催化周期：一个酶分子每催化一个底物分子所需的时间。
二、底物浓度对酶促反应速度的影响
单底物酶促反应，包括异构酶、水解酶及大部分裂合催化的反应。
1913 Michaelis 和Menten 提出米—曼方程。
1、底物浓度对酶促反应速度的影响——米式学说的提出， 底物浓度与酶促反应速度的关系：
第一步总活力每一步比活力第一步总活力每一步比活力
当底物浓度不断增大时，反应速度不再上升，趋向一个极限，酶被底物饱和（底物饱和现象）。 中间产物假说：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。
证据：（1）竞争性抑制实验（2）底物保护酶不变性（3）结晶ES 复合物的获得。 米式学说：
1913年，Michaelis 和Menten 继承和发展了中间产物学说，在前人工作基础上提出酶促动力学的基本原理，并以数学公式表明了底物浓度与酶促反应速度的定量关系，称米式学说：
2、米式方程的导出：
⑴、Km 的物理意义
当反应速度v=1/2 Vmax 时， Km = [S]，
Km 的物理意义是：当反应速度达到最大反应速度的一半时底物的浓度。
单位：与底物浓度的单位一致，mol·L-1或mmol·L-1
Km 是酶的特征常数之一。一般只与酶的性质有关，与酶的浓度无关。不同的酶Km 值不同。 ⑵、Km 与天然底物
如果一个酶有几种底物，则每一种底物各有一个特定的Km ，其中Km 最小的底物称该酶的最适底物或天然底物。因为Km 愈小（达到Vmax 一半所需的底物浓度愈小）表示V 变化越灵敏底物。
][][*
max S K S V V m
+=
3、Km 和Vmax 的求解方法
（1）双倒数作图法
要从实验数据所得到的v-[S]曲线来直接决定Vmax 是很困难的，也不易求出Km 值。 由米式方程两边取倒数：
将实验所得的初速度数据v 和[S]取倒数，得各种1/v 和1/[S]值，将1/v 对1/[S]作图，得
上图[S]范围在0.330—2.0Km ，最适。
若[S]范围在3.3—20 Km ，直线斜率太小。
若[S]范围在0.033––0.2 Km ，直线斜率太大。
如当Km=1×10-5mol/L 时，实验所取底物浓度范围应在0.33×10-5－2.0×10-5mol/L 。 一般选底物浓度应考虑能否得到1/[S]的常数增量。
（2）V —V/[S]作图法
三、多底物的酶促反应
前面讨论的米氏方程（推导米氏方程时用的是单底物），适用于单底物酶促反应，如异构、水解及大部分裂合反应，不适用于多底物反应。
A 、
B 、
C 表示底物，按照底物与酶的结合顺序，产物则按它们从酶产复合物中释放次序分别用P 、Q 、R 表示。
双底物酶促反应已知有三种机理
1、有序顺序反应机理
底物A 、B 与酶结合的顺序是一定的，产物P 、Q 的释放顺序也是一定的。
举例：P251 乙醇脱氢酶
2、随机顺序反应机理
底物A 、B 与酶结合的顺序是随机的，产物P 、Q 的释放顺序也是随机的。
3、乒乓反应机理
先结合第一个底物A ，释放第一个产物P ，酶的构象发生变化，结合第二个底物B ，释放第二个产物Q 。
四、pH 对酶促反应速度的影响
1. pH 影响酶活力的因素
①影响酶蛋白构象，过酸或过碱会使酶变性。
②影响酶和底物分子解离状态，尤其是酶活性中心的解离状态，最终影响ES 形成。
③影响酶和底物分子中另一些基团解离，这些基团的离子化状态影响酶的专一性及活性中心构象。
max max 1][11V S V K V m +*=
2．酶的最适pH和稳定性pH
最适pH：使酶促反应速度达到最大时的介质pH。
稳定性pH：在一定pH范围内，酶不会变性失活，此范围称酶的稳定性pH。
五、温度对酶促反应速度的影响。
1．最适温度及影响因素
温度对酶促反应速度的影响有两个方面：
①提高温度，加快反应速度。
②提高温度，酶变性失活。
这两种因素共同作用，在小于最适温度时，前一种因素为主；在大于最适温度时，后一种因素为主。最适温度就是这两种因素综合作用的结果。
温度系数Q10：温度升高10℃，反应速度与原来的反应速度之比，Q10一般为1~2。
温血动物的酶，最适温度35℃—40℃，植物酶最适温度40℃—50℃，细菌Taq DNA聚合酶70℃。
2．酶的稳定性温度
在某一时间范围内，酶活性不降低的最高温度称该酶的稳定性温度。
酶的稳定性温度有一定的时间限制。
稳定性温度范围的确定方法：将酶分别在不同温度下预保温一定时间，然后回到较低温度（即酶的热变性失活作用可忽略的温度），测酶活性。酶浓度高、不纯、有底物、抑制剂和保护剂会使稳定性温度增高。
酶的保存：
①液体酶制剂可以利用上述5种因素中的几种，低温（几个月）。
②干粉，可在室温下放置一段时间，长期保存，应在低温冰箱中。
六、酶浓度对酶促反应速度的影响
如果底物浓度足够大，使酶饱和，则反应速度与酶浓度成正比。
[S]过量且不变时，v∝[E]。
酶促反应动力学研究
酶促反应动力学研究 酶作为生命活动中重要的催化剂，已经被广泛应用于食品工业、制药工业、能源工业等多种领域。而酶反应动力学研究则是酶应用的重要基础。本文将探讨酶促反应动力学研究的相关知识。 一、酶和酶反应动力学的基本概念 酶是一种生物催化剂，可以在生命体系内将物质转化成所需的产物或将产物分解为原有成分。酶的活性可以用酶活性单位（U）来表示，即酶催化单位时间内底物转化成产物的数量。 酶反应动力学研究则是对酶反应速率和底物浓度之间的关系进行研究。酶促反应常常遵循“米氏动力学”定律，即当底物浓度低于酶催化物的饱和浓度时，反应速率与底物浓度成正比，反应速率随着底物浓度的增加而逐渐饱和，也就是反应速率与底物浓度的关系为一条抛物线。 二、酶促反应动力学的研究方法 1. 初级反应速率法：即在首次添加底物后，测定初始反应速率。通过不同浓度的底物，可以绘制初始反应速率与底物浓度之间的曲线，即底物浓度-反应速率曲线。 2. 反应终点法：将底物和酶混合反应一定的时间后，快速停止反应，再用某种方法检测反应终点，如PH计法、比色法、荧光法等，从而测定反应速率和底物浓度之间的关系。 3. 进行初始速率和终点反应速率测定，使用查分方程进行计算。 三、酶促反应动力学研究的应用
酶促反应动力学研究的应用领域非常广泛，其中最为重要的应用是指导工业酶生产和酶的应用。针对特定的产物或反应过程，酶催化反应速率和酶的底物特异性需要进行酶反应动力学研究，以便找到最佳的酶反应条件，实现酶的高效应用。同时，酶促反应动力学研究还可以进一步优化反应条件，提高酶的稳定性和效率等。 除工业领域外，酶促动力学研究还用于生物学和医学领域。例如，检测血清中的酶活性，可以作为诊断疾病的指标，如血酸酐和肌酸激酶等。 四、结论 酶反应动力学研究是酶应用的重要基础，可以有效指导工业生产和酶的应用。此外，酶促反应动力学研究在生物学和医学领域也具有重要意义。因此，加强酶促反应动力学研究的探索是极为必要的。
9第九章 酶促反应动力学
第九章酶促反应动力学 （一）底物浓度对酶反应速率的影响 （1）OA段：反应底物浓度较低时v与[S]成正比，表现为一级反应， v = k[S]。 根据酶底物中间络合物学说，酶催化反应时，首先和底物结合生成中间复合物ES，然后再生成产物P，并释放出E。 E + S = ES →P + E OA段上，底物浓度小，酶未被底物饱和，有剩余酶，反应速率取决于ES浓度，与[S]呈线性关系，v正比于[S]。 （2）AB段：反应速度不再按正比升高，表现为混合级反应。此时酶渐渐为底物饱和，[E S]慢慢增加，v也慢慢增加，为分数级反应。 （3）BC段：反应速度趋于V max，为零级反应，酶促反应表现出饱和现象。此时底物过量[S]>[E], [E]已全部转为[E S]而恒定，因此反应速率也恒定，为最大反应速率，V max为[E]所决定。 非催化反应无此饱和现象。 酶与底物形成中间复合物已得到实验证实。 （二）酶促反应力学方程式 （1）米氏方程推导 1913年Michaelis和Menten提出并推导出表示[S]与v之间定量关系的米氏方程 V max[S] V = K m + [S] Km：米氏常数，物理意义为反应速率为最大速率V max一半时底物的浓度，单位与底物浓度同。 2.9 酶的抑制作用 失活作用：使酶蛋白变性而引起酶活力丧失。 抑制作用：酶的必需基团的化学性质改变而引起酶活力降低或丧失，但不引起酶蛋白变性。 引起抑制作用的物质称为抑制剂。研究酶的抑制剂，可以研究酶的结构与功能、酶催化机制，进行药物、农药的设计与筛选。 （一）抑制作用的类型： （1）不可逆抑制作用： 抑制剂与酶必需基团以共价键结合而引起酶活力丧失，不能用透析、超过滤等物理方法除去抑制剂而使酶复活，酶被化学修饰。 （2）可逆抑制作用： 抑制剂与酶以非共价键结合而使酶活力降低或丧失，能用物理方法除去抑制剂而使酶复活。 可逆抑制又分为三种类型。 1.竞争性抑制：抑制剂（I）和底物（S）竞争酶的结合部位，从而影响了底物与酶的正常结 合。 抑制剂结构大多与底物类似，许多底物过渡态类似物为抑制剂。抑制剂与酶活性部位结合形成EI复合物，抑制酶与底物的结合。竞争性抑制可以通过增加底物浓度而解除，如丙二酸或戊二酸对琥珀酸脱氢酶的抑制。 2.非竞争性抑制：底物和抑制剂同时和酶结合，两者无竞争作用。I与S结构无共同之处， 酶活性降低或被抑制，不能用增加底物浓度来解除抑制，如Leu是精氨酸酶非竞争性抑制剂。 3.反竞争性抑制：酶只有与底物结合后才能与抑制剂结合。常见于多底物反应中，如肼类化 合物抑制胃蛋白酶。 （二）可逆抑制作用和不可逆抑制作用动力学鉴别 加入一定量抑制剂，以v与酶浓度[E]作图。 加不可逆抑制剂使直线原点右移，斜率不变，加入酶使浓度大于不可逆抑制剂，才表现酶
酶促反应的动力学的意义
酶促反应的动力学的意义 1. 引言 酶是生物体内一类特殊的蛋白质，能够在生物体内加速化学反应的进行，而不会被反应消耗。酶促反应的动力学研究了酶催化反应速率与底物浓度、温度、pH等因素之间的关系。深入了解酶促反应的动力学对于理解生物体内代谢过程、药物研发和工业生产中的催化过程具有重要意义。 2. 反应速率与底物浓度关系 在酶促反应中，底物浓度对于反应速率有显著影响。根据麦克斯韦-玻尔兹曼分布定律，温度一定时，底物浓度越高，分子间碰撞频率越高，进而增加了正确碰撞发生的概率，从而提高了反应速率。而当底物浓度达到一定水平后，由于酶活性位点已经全部占满，进一步增加底物浓度不会再提高反应速率。这种情况下，反应速率达到最大值，称为饱和速率。 3. 酶促反应速率方程 酶促反应的速率可以由Michaelis-Menten方程来描述： v=V max⋅[S] K m+[S] 其中，v表示反应速率，[S]表示底物浓度，V max表示最大反应速率，K m表示米氏常数。 在低浓度下，当底物浓度远小于K m时，可以近似认为： v=V max⋅[S] K m 可见，当底物浓度远小于米氏常数时，反应速率与底物浓度成正比。这对于生物体内代谢过程的调控非常重要。 4. 底物浓度与酶催化效率关系 底物浓度对于酶催化效率也有影响。当底物浓度较低时，由于酶活性位点未完全占满，酶分子更容易与底物发生正确碰撞。随着底物浓度的增加，酶活性位点逐渐占满，并达到饱和状态。此时，在单位时间内发生正确碰撞的酶分子数量已经达到最大，即酶催化效率达到最高。
5. 温度对酶促反应的影响 温度是影响酶促反应速率和效率的重要因素之一。通常情况下，随着温度的升高，反应速率会增加。这是因为温度升高会增加底物和酶分子的动能，使得它们更容易发生正确碰撞。然而，当温度超过一定范围时，酶蛋白质结构会发生变性，导致其失去催化活性。因此，在实际应用中需要控制适宜的反应温度。 6. pH对酶促反应的影响 pH值是指溶液中氢离子（H+）浓度的负对数。不同酶对于pH值有不同的敏感性。在特定pH范围内，酶活性最佳。如果pH偏离该范围，酶分子可能发生构象变化或电荷状态改变，导致其失去催化活性。 7. 动力学研究在药物研发中的意义 动力学研究在药物研发中扮演着重要角色。通过研究酶促反应的动力学参数，可以评估药物与靶点之间的相互作用强度、药物的亲和力以及药效持续时间等。这些信息对于优化药物结构、提高药效和减少副作用具有重要意义。 8. 动力学研究在工业生产中的意义 动力学研究在工业生产中也有广泛应用。通过了解酶催化反应速率与底物浓度、温度、pH等因素之间的关系，可以优化工业催化过程，提高生产效率，降低能耗和废弃物产生量。例如，通过调控底物浓度和温度来控制反应速率和选择性，可以实现高效合成目标产品。 9. 结论 酶促反应的动力学研究对于理解生物体内代谢过程、药物研发和工业生产具有重要意义。通过深入了解酶促反应速率方程、底物浓度与酶催化效率关系以及温度和pH对酶促反应的影响等内容，可以更好地应用于实际应用中，推动科学研究和工业发展的进步。 注：本文所提及的内容仅供参考，具体应用需要结合实际情况进行综合分析。
5.3酶促反应动力学
5.3酶促反应动力学 酶促反应动力学 酶促反应动力学是研究酶促反应的速度以及影响酶促反应速度的各种因素，包括低物浓度、酶浓度、pH 、温度、激活剂与抑制剂、等。 一、酶的量度 酶的含量不能直接用重量和摩尔数表示（不纯、失活、分子量不知），而采用酶的活力单位表示 1、酶活力与酶促反应速度 酶活力：用在一定条件下，酶催化某一反应的反应速度表示。反应速度快，活力就越高。 酶量—酶活力一反应速度 酶促反应速度的表示方法：单位时间、单位体积中底物的减少量或产物的增加量。 单位：浓度/单位时间 研究酶促反应速度，以酶促反应的初速度为准。因为底物浓度降低、酶部分失活产物抑制和逆反应等因素，会使反应速度随反应时间的延长而下降。 2、酶的活力单位（U ） 国际酶学会标准单位：在特定条件下，1分钟内能转化1umol 底物的酶量，称一个国际单位（IU ）。 特定条件：25℃ pH 及底物浓度采用最适条件（有时底物分子量不确定时，可用转化底物中1umol 的有关基团的酶量表示）。 2、酶的比活力 Specific activity 每毫克酶蛋白所具有的酶活力。酶的比活力是分析酶的纯度是重要指标。 单位：U/mg 蛋白质。 有时用每克酶制剂或每毫升酶制剂含有多少个活力单位表示。 酶的提纯过程中，总蛋白减少，总活力减少，比活力增高。 酶的纯化倍数： 酶的回收率： ×100% 4、酶的转换数和催化周期 分子活性定义：每mol 的 enzyme 在1秒内转化substrate 的 mol 数。 亚基或催化中心活性定义：每mol 的active subunit 或 active center 在一秒内转化的substrate 的mol 数，称为转换数Kcat 转换数的倒数即为催化周期：一个酶分子每催化一个底物分子所需的时间。 二、底物浓度对酶促反应速度的影响 单底物酶促反应，包括异构酶、水解酶及大部分裂合催化的反应。 1913 Michaelis 和Menten 提出米—曼方程。 1、底物浓度对酶促反应速度的影响——米式学说的提出， 底物浓度与酶促反应速度的关系： 第一步总活力每一步比活力第一步总活力每一步比活力
酶促反应的动力学
酶促反应的动力学 酶促反应动力学是研究酶促反应速度及其影响因素的科学。这些因素主要包括底物浓度、酶浓度、温度、PH、激活剂和抑制剂等。在研究某一因素对酶促反应速度的影响时，应该维持反应中其它因素不变，而只改变要研究的因素。 一、酶与底物浓度 在酶的浓度不变的情况下，底物浓度对反应速度影响的作用呈现矩形双曲线(图 4-2-1)。 图4-2-1 底物浓度对酶促反应速度的影响 在底物浓度很低时，反应速度随底物浓度的增加而急骤加快，两者呈正比关系；当底物浓度较高时，反应速度虽然随着底物浓度的升高而加快，但不再呈正比例加快；当底物浓度增高到一定程度时，如果继续加大底物浓度，反应速度不再增加，说明酶已被底物所饱和。 酶促反应速度与底物浓度之间的变化关系，反映了[ES]的形成与生成产物[P]的过程。在[S]很低时，酶的活性中心没有全部与底物结合，增加[S]，[ES]的形成与[P]的生成均呈正比关系增加；当[S]增高至一定浓度时，酶全部形成了[ES]，此时再增加[S]也不会增加[ES]，反应速度趋于恒定。
（一）米氏方程 为了解释底物浓度与酶促反应速度的关系，1913年Michaelis和Menten把图4-2-1归纳为酶促反应动力学最基本的数学表达式---米氏方程： V=Vmax[S]/（Km+[S]） Vmax为反应的最大速度，[S]为底物浓度，Km是米氏常数，V是在某一底物浓度时相应的反应速度。 （二）米氏常数（Km）的意义： 1．当反应速度为最大速度一半时，米氏方程可以变换如下： 1/2Vmax=Vmax[S]/（Km+[S]） 所以 Km=[S]。 因此，Km值等于酶促反应最大速度一半时的底物浓度。 2．Km值可判断酶与底物的亲和力（Km值愈大，酶与底物的亲和力愈小；反之亦然）。 3．Km值是酶的特征性常数，只与酶的结构、酶所催化的底物和酶促反应条件有关，与酶的浓度无关。酶的种类不同，Km值不同，同一种酶与不同底物作用时，Km值也不同。 二、酶浓度、温度、PH的影响 （一）酶浓度对酶促反应速度的影响 在一定的温度和pH条件下，当底物浓度足以使酶饱和的情况下，酶的浓度与酶促反应速度呈正比关系(图4-2-2)。
第9章 酶促反应动力学
第九章酶促反应动力学第一节化学动力学基础 一、反应速率及其测定 二、反应分子数和反应级数 反应分子数 反应级数 三、各级反应的特征 （一）一级反应 其速率与反应物浓度的一次方成正比。 -dc/dt=kc lnc=-kt+lnc0 lnc=-kt+B（直线） K=(1/t)ln(c0/c) c=(1/2)c0时 k=(ln2)/t1/2 t1/2=(ln2)/k 半衰期与反应物的初始浓度无关。
（二）二级反应 反应的速率与反应物浓度的二次方成正比。 1．若A和B为同一物质 -dc/dt=kc2，dc/c2=-kdt； c/c0=1/(1+kc0t)； c/c0=1/2时，k=1/c0t1/2。 2．A和B的初始浓度相同 k=(1/t){x/[a(a?x)] } 3．A和B的初始浓度不同 k=[1/t(a?b)]/ln{[b(a?x)]/[a(b?x)]} a：反应物A的初始浓度。 b：反应物B的初始浓度。 (a-x)：反应时间为t时A的浓度。 (b-x)：反应时间为t时B的浓度。 （三）零级反应 反应速率与反应物的浓度无关。 -dc/dt=k，或dx/dt=k。 X=kt，或k=x/t。 第二节底物浓度对酶反应速率的影响
一、中间产物学说 中间产物学说的实验依据：（1）核酸和酶的复合物可直接用电镜观察；（2）下图；（3）复合物的溶解度和稳定性有所变化；（4）有些复合物可直接分离得到。 酶催化的反应中各成份的变化： 酶反应的速度在不停地变，实验上只有初速度的测定才有意义。
酶反应的初速度与底物浓度之间的关系： 二、酶促反应的动力学方程式（一）米氏方程的推导 米氏方程v=Vmax[S]/(Km+[S])符合v-[S]曲线。若Km>>[S]，v=(Vmax/Km)[S]； 若[S]>>Km，v=Vmax；
酶促反应动力学实验报告
酶促反应动力学实验报告 酶促反应动力学实验报告 引言： 酶是生物体内一类高效催化剂，能够加速化学反应速度而不参与反应本身。酶促反应动力学研究了酶催化反应速率与底物浓度、酶浓度、温度和pH等因素之间的关系。本实验旨在通过测定过氧化氢酶催化分解过氧化氢的速率，探究酶促反应动力学的基本原理。 实验方法： 1. 实验前准备： 准备所需试剂：过氧化氢溶液、过氧化氢酶溶液、缓冲液、辅助试剂等； 准备所需仪器：分光光度计、计时器、试管、移液器等。 2. 实验步骤： (1) 预先调制一系列过氧化氢浓度的溶液，如0.1mol/L、0.2mol/L、0.3mol/L 等； (2) 在试管中加入一定量的缓冲液和过氧化氢酶溶液，使其浓度保持不变； (3) 在不同的试管中加入不同浓度的过氧化氢溶液，使其浓度逐渐增加； (4) 开始计时，记录下反应开始后一定时间内的吸光度变化； (5) 重复实验多次，取平均值。 实验结果： 通过实验测得不同过氧化氢浓度下的吸光度变化数据，绘制出反应速率与过氧化氢浓度之间的关系曲线。实验结果显示，随着过氧化氢浓度的增加，反应速率也随之增加，但当过氧化氢浓度达到一定值后，反应速率不再显著增加。
实验讨论： 1. 底物浓度对酶促反应速率的影响 实验结果表明，底物浓度对酶促反应速率有显著影响。当底物浓度较低时，酶活性相对较低，反应速率较慢；而当底物浓度增加时，酶活性得到更充分的发挥，反应速率逐渐增加。然而，当底物浓度达到一定值后，反应速率不再显著增加，这是因为酶的活性位点已经饱和，无法再催化更多的底物分子。 2. 酶浓度对酶促反应速率的影响 实验结果还显示，酶浓度对酶促反应速率也有显著影响。当酶浓度较低时，酶活性受限，反应速率较慢；而当酶浓度增加时，酶活性得到更充分的发挥，反应速率逐渐增加。然而，当酶浓度达到一定值后，反应速率不再显著增加，这是因为底物浓度成为限制因素，酶浓度的增加无法进一步提高反应速率。3. 温度和pH对酶促反应速率的影响 温度和pH是酶活性的重要调节因素。实验结果显示，在适宜的温度和pH条件下，酶活性最高，反应速率最快。然而，过高或过低的温度和pH值都会对酶的构象和活性产生不利影响，导致反应速率降低甚至失活。 结论： 本实验通过测定过氧化氢酶催化分解过氧化氢的速率，探究了酶促反应动力学的基本原理。实验结果表明，酶活性受底物浓度、酶浓度、温度和pH等因素的调节，不同因素之间存在一定的相互作用。进一步研究酶促反应动力学的规律，有助于深入理解生物体内的代谢过程和酶催化机制，对于药物研发和生物工程等领域具有重要意义。
酶促反应的动力学研究及其在生产中的应用
酶促反应的动力学研究及其在生产中的应用 酶促反应是生物学研究中的重要领域，它涉及到生物分子的相互作用、代谢通路、细胞信号传递、基因调控等方面。在生产中，酶促反应的应用越来越广泛，例如酶工程、食品加工、医药制造等等。因此，研究酶促反应动力学具有十分重要的理论意义和实际应用价值。本文将介绍酶促反应动力学的研究现状及其在生产中的应用。 一、酶促反应动力学的基本概念 酶促反应是指酶作为触媒加速生物化学反应的过程。酶在反应中起到的作用是 将反应势垒降低，从而加速反应速率。酶促反应的动力学研究主要涉及到反应速率、衰减速率、酶浓度、底物浓度等因素的相互作用关系。 反应速率是指每个时间单位内反应物浓度的变化量。反应速率受到酶浓度、底 物浓度、反应温度、pH值等因素的影响。例如，随着酶浓度的增加，反应速率增 加的趋势也会增加；随着底物浓度的增加，反应速率也会增加，但是增长的趋势会逐渐减缓，直到反应达到饱和状态。 衰减速率是指反应速率随时间的降低趋势。衰减速率与底物的反应程度、酶的 降解速率、pH值、反应温度等因素有关。在不良反应条件下，酶的降解速率加快，导致反应速率的衰减加快。因此，维持适宜的反应条件，保证酶的稳定性和活性十分重要。 二、酶促反应动力学研究的方法 酶促反应动力学研究的方法主要包括酶动力学分析、底物浓度对反应速率的影响、温度依赖性研究和pH相关性研究等。
酶动力学分析是指通过反应速率和底物浓度之间的关系描述酶的催化作用强度和底物的饱和程度。酶催化作用速率与底物浓度呈曲线关系，通常有米氏方程和双米方程等形式来描述。 底物浓度对反应速率的影响研究主要是通过确定酶的浓度，利用较低和较高的底物浓度进行反应速率测定，观察底物球形程度对反应速率的影响。 温度依赖性研究是指通过调节反应温度，确定酶的催化作用速率对温度的依赖关系。通常，酶的反应速率在适宜温度范围内呈正比增长，但是在一定范围外酶活性会降低，甚至失活。 pH相关性研究是指通过调节反应pH值，确定酶的催化作用对pH值的依赖关系。不同酶在不同pH值下活性表现出差异。因此，在特定生产过程中，需要控制反应体系的pH值来保证酶的稳定性和催化活性。 三、酶促反应在生产中的应用 酶促反应在生产中的应用越来越广泛，涉及的领域包括酶工程、食品加工、医药制造等。 酶工程是指通过基因工程等手段改变酶的结构和活性，以改良工业酶的性能。例如，替换或者插入酶中的某一氨基酸，使其结构得到改变，从而使酶对特定底物的催化能力得以提高。 食品加工中，酶的应用主要是为了增加食品的可口性和营养价值。例如，木糖酶可以用于鲜果蔬的脱皮和软化；蛋白酶可以用于肉制品的嫩化和消除腥味；纤维素酶可以用于蔬菜和制剂中去掉纤维素。 医药制造中，酶的应用主要是用于药物的合成和代谢。例如，抗生素中的酶可以被用于合成或者改良抗生素分子；血清酶可以被用于医学检测；DNA聚合酶可以用于反转录的过程中。
酶促反应与酶动力学研究
酶促反应与酶动力学研究 酶是一种催化剂，能够加速化学反应，降低反应所需能量，从而在细胞内发挥 重要作用。酶促反应可以分为两个步骤：酶与底物结合形成酶底物复合物，酶催化形成产物并释放。酶动力学是研究酶催化作用的科学，主要包括测定酶催化反应速率、酶动力学常数、酶反应机理等内容。本文将对酶促反应与酶动力学研究进行探讨。 一、酶的特性 酶是一种高度特异性的催化剂，对一种或几种底物发挥作用，而不对其他底物 有作用。酶的高度特异性是由其结构决定的，包括酶的氨基酸序列、三维结构、键合结构等。酶与底物形成酶底物复合物后，酶的构象发生变化，从而促使底物发生催化反应。此外，酶的催化作用受到pH值、温度、离子强度、底物浓度等因素的 影响。 二、酶催化反应 酶促反应是生物体内很多反应的关键步骤，具有高效、高速、高选择性等特点。酶促反应的速度可以通过酶催化反应的逆反应速率来测量，反应速度通常受到底物浓度、酶浓度、温度等因素的影响。酶的催化反应可以分为两个步骤：底物亲和作用和催化作用。首先，酶与底物结合形成酶底物复合物，复合物的形成取决于酶和底物的亲和力。其次，酶使底物发生催化反应，反应通常涉及底物的化学键的断裂和形成，产生反应产物和释放酶。 三、酶动力学 酶的活性可以用酶速率（V）来衡量，其单位通常为μmol/min。酶动力学是研 究酶催化作用的科学，主要是通过测定酶催化反应速率、酶动力学常数、酶反应机理等内容来揭示酶催化作用规律。酶动力学常数一般包括酶催化反应速率常数
（kcat）、酶底物复合物的解离常数（KM）等。其中，酶催化反应速率常数是测 量酶单价催化活性的指标，反映了酶催化反应的速率限制步骤。 酶动力学研究可以揭示酶催化反应过程的细节，可以通过测量酶动力学参数来 评估酶催化反应的效率和速率，有助于了解酶底物复合物的解离速度、酶催化反应特异性和抑制因子等关键信息。酶动力学参数的研究可以为药物设计和治疗疾病提供重要信息。 四、酶动力学测定方法 常用的酶动力学测定方法包括直接和间接法。直接法需要对反应产物进行测量，可以通过闪光比色法、静电秤法等测量酶活性的变化。而间接法通过测量底物消耗的变化来推算酶催化反应的速率。目前，最常用的间接法是Michaelis-Menten酶动 力学模型，该模型把底物浓度（S）和酶速率（V）之间的关系表示为V=Vmax * S/(KM + S)。其中，Vmax表示最大速度，KM表示酶与底物结合的亲和力，通常 称为米氏常数。 总结： 酶是生物体内的催化剂，能够加速化学反应，降低反应所需能量，在细胞内发 挥重要作用。酶促反应是生物体内很多反应的关键步骤，具有高效、高速、高选择性等特点。酶动力学可以揭示酶催化反应过程的细节，可以通过测量酶动力学参数来评估酶催化反应的效率和速率，有助于了解酶底物复合物的解离速度、酶催化反应特异性和抑制因子等关键信息。常用的酶动力学测定方法包括直接和间接法，其中最常用的是Michaelis-Menten酶动力学模型。
生物体内酶促反应的动力学研究
生物体内酶促反应的动力学研究 生物体内酶促反应是生命活动中至关重要的一环。酶作为催化剂，能够加速化 学反应的速度，从而使生物体内的代谢过程得以迅速而高效地进行。酶促反应的动力学研究是对生物体内代谢过程的理解和探索，也是对生物科学的重要贡献。本文将探讨酶促反应的动力学研究相关的知识和方法。 一、酶促反应的动力学基础 酶促反应的速率受到多方面因素的影响，其中包括底物浓度、酶浓度、反应温度、pH值等因素。酶速率和底物浓度之间呈线性关系，在底物浓度较低时，速率 只受酶浓度的影响。酶浓度和速率呈正比关系，但随着酶浓度的增加，速率会逐渐趋于饱和，即速率不再随酶浓度的增加而增加。 反应温度对酶的活性具有双重性，即温度升高对酶的催化活性起促进作用，但 过高的温度会破坏酶的三级结构，导致失活。酶对pH值的敏感度也较高，大多数 酶的最适pH值不同，而且对于同一酶而言，不同亚型在最适pH值上也可能存在 差异。 二、酶促反应动力学研究的方法 目前，酶促反应动力学研究的方法主要包括比色法、荧光法、放射性同位素标 记法等。其中，比色法是一种常用的测定酶活性的方法。比色法根据酶促反应所产生的产物的特定吸收波长的变化来反映酶活性的变化。荧光法是一种基于酶促反应产生的荧光信号变化来测定酶活性的方法。该方法具有高灵敏度和高分辨率的特点，但需要使用荧光探针，具有一定的成本和复杂性。放射性同位素标记法是一种使用放射性同位素标记底物或产物来测定酶活性的方法。该方法具有高灵敏度和准确性，但难以普及应用，并且存在较高的辐射风险。 三、酶促反应动力学研究在生物科学中的应用
酶促反应动力学研究在生物科学研究中起到了重要的作用。通过对酶促反应的动力学特性的分析，可以帮助我们深入了解生物体内的代谢过程和生物体内化学反应的本质。此外，酶动力学研究也有助于开发新的药物和治疗方法，如开发针对特定酶的抑制剂和激动剂，以及针对酶催化剂的重组蛋白和抗体等。 结语 生物体内酶促反应的动力学研究是生物科学的重要分支领域，其研究成果对于理解生物体内代谢过程和开发新药物具有重要的作用。我们希望在未来，酶动力学研究能够得到更加深入和广泛的发展。
酶促反应动力学实验报告
酶促反应动力学实验报告 引言 酶是一类催化化学反应的蛋白质，它们在生物体内发挥着至关重要的作用。酶促反应动力学是研究酶催化反应速度的学科，通过实验可以深入了解酶催化反应的机理和动力学参数。本实验旨在探究酶促反应的动力学特性，并对实验结果进行分析和讨论。 材料与方法 材料 •酶溶液 •底物溶液 •缓冲液 •反应容器 •定量移液器 方法 1.准备反应溶液：将一定量的酶溶液、底物溶液和缓冲液按一定比例混合，制 备出合适的反应溶液。 2.设定实验条件：调节反应温度、pH值等实验条件，使其与生物体内环境接 近。 3.开始反应：在反应容器中加入一定量的反应溶液，并立即启动计时器。 4.定时取样：在不同时间点，用定量移液器取出一定体积的反应液体样品。 5.快速停止反应：在取样后立即向反应容器中加入适量的反应停止剂，使反应 迅速停止。 6.测定反应产物：使用合适的实验方法，测定取样时刻反应液中的反应产物的 浓度。
结果与分析 初始速率测定 在实验中，我们首先对反应体系的初始速率进行了测定。通过在不同时间点取样并快速停止反应，我们测定了不同时间点的反应产物浓度，并计算出了初始速率。 观察速率与底物浓度的关系 为了探究反应速率与底物浓度之间的关系，我们固定其他实验条件不变，改变底物浓度，观察反应速率的变化。通过在不同底物浓度下进行实验，并记录反应速率的数据，我们建立了速率与底物浓度之间的关系曲线。实验结果显示，速率随着底物浓度的增加而增加，但达到一定浓度后，速率趋于饱和，不再随底物浓度的增加而增加。 酶催化反应的动力学方程 根据实验结果，我们可以得到酶催化反应的动力学方程。一般来说，酶催化反应的速率与底物浓度的关系可以用Michaelis-Menten方程描述： V = (Vmax * [S]) / (Km + [S]) 其中V为反应速率，[S]为底物浓度，Vmax为最大反应速率，Km为米氏常数。 结论 酶促反应动力学实验通过测定酶催化反应的速率与底物浓度的关系，探究酶催化反应的动力学特性。通过对实验结果的分析和讨论，我们得出以下结论： 1. 反应体系的初始速率可以通过测定不同时间点的反应产物浓度来计算得到。 2. 反应速率与底物浓度之间存在一定的关系，速率随底物浓度的增加而增加，但达到一定浓度后趋于饱和。 3. 酶催化反应的动力学方程可以用Michaelis-Menten方程来描述。 本实验结果对于深入理解酶催化反应的机理和动力学参数具有重要意义，有助于开发酶的应用和设计更高效的酶催化反应体系。 参考文献 [1] Michaelis, L.; Menten, M. L. (1913). “Die Kinetik der Invertinwirkung”. Biochem. Z. 49: 333–369.
酶促反应动力学实验报告
酶促反应动力学实验报告 14301050154 杨恩原 实验目的： 1.观察底物浓度对酶促反应速度的影响 2.观察抑制剂对酶促反应速度的影响 3.掌握用双倒数作图法测定碱性磷酸酶的Km值 实验原理： 一、底物浓度对酶促反应速度的影响 在温度、pH及酶浓度恒定的条件下，底物浓度对酶的催化作用有很大的影响。在一般情况下，当底物浓度很低时，酶促反应的速度(v)随底物浓度[S]的增加而迅速增加，但当底物浓度继续增加时，反应速度的增加率就比较小，当底物浓度增加到某种程度时反应速度达到一个极限值(即最大速度Vmax)。底物浓度和反应速度的这种关系可用米氏方程式来表示(Michaelis-Menten方程)即： 式中Vmax为最大反应速度，Km为米氏常数，[S]为底物浓度 当v=Vmax/2时，则Km=[S]，Km是酶的特征性常数，测定Km是研究酶的一种重要方法。但是在一般情况下，根据实验结果绘制成的是直角双曲线，难以准确求得Km和Vmax。若将米氏方程变形为双倒数方程(Lineweaver-Burk方程)，则此方程为直角方程，即: 以1/V和1/[S]分别为横坐标和纵坐标。将各点连线，在横轴截距为-1/Km，据此可算出Km值。 本实验以碱性磷酸酶为例，测定不同浓度底物时的酶活性，再根据1/v和1/[S]的倒数作图，计算出其Km值。 二、抑制剂对酶促反映的影响 凡能降低酶的活性，甚至使酶完全丧失活性的物质，成为酶的抑制剂。酶的特异性抑制剂大
致上分为可逆性和不可逆性两类。可逆性抑制又可分为竞争性抑制和非竞争性抑制等。竞争性抑制剂的作用特点是使该酶的Km值增大，但对酶促反映的最大速度Vmax值无影响。非竞争性抑制剂的作用特点是不影响[S]与酶的结合，故其Km值不变，然而却能降低其最大速度Vmax。本实验选取Na2HPO4作为碱性磷酸酶的抑制物，确定其抑制作用属于哪种类型。实验步骤： 实验一:底物浓度对酶促反应速度的影响 1.取试管9支，将0.01mol/L基质液稀释成下列不同浓度： 管号 试剂 2.另取9支试管编号，做酶促反应： 管号 试剂 3.混匀，37 ℃水浴保温5分钟左右。 4.加入酶液后立即计时，各管混匀后在37 ℃准确保温15分钟。 5.保温结束，立即加入0.5mol/L NaOH 1.0 ml 以中止反应。各管分别加入0.3% 4-氨基安替 比林1.0 ml及0.5％铁氰化钾2.0 ml。
酶促反应动力学
第9章酶促反响动力学 教学目的：使学生掌握影响酶促反响速率的各种因素； 教学重点：底物浓度、激活剂和抑制剂对酶促反响速率的影响 教学难点：抑制剂对酶促反响速率的影响 教学方法和手段：多媒体 教学内容： 酶促反响动力学是研究酶促反响的速率以及影响酶促反响速率的各种因素. 一、酶浓度对酶作用的影响 在底物浓度足够过量而其他条件固定的情况下,并且反响系统中不含有抑制酶活性或激活酶活性的物质及其它不利于酶发挥作用的因素时,那么酶促反响速度与酶浓度成正比. V = K [E] 可用中间产物学说来解释. E + S *>ES k E +P 二、底物浓度对酶促反响的影响 1、在酶浓度一定、pH、温度等条件不变的情况下,底物浓度与酶促反响速度的关系为: Substrate coiicentratioin.；. |[S] fmM) 2、解释：1913 Michaelis 和Menten根据中间产物学说提出了单底物酶促反响的快速平衡模型,也叫米-曼氏模型,并推出了能解释酶促反响速度与[S]的数学关系式一一 米-曼方程.1925年Briggs和Haldane提出了稳态理论,对米曼方程进行了修正 (1) Michaelis 和Menten在建立米-曼模型和推导速率方程时作了5点假设：(2)1925年Briggs (布里格斯)和Haldane (霍尔丹) 将平衡态修改为稳态,仍保存米-曼氏假设中的后3点假设. 稳态是指反响进行一段时间后,反响体系中[ES]由零增加到一定数值后,尽管在 一定时间内,[S]和[P]在不断变化,ES不断生成和分解,但ES的生成和分解速度相等, [ES]的保持不变的反响状态叫稳态,当反响到达稳态时反响体系中[ES]不变.既在稳态时中间产物的生成速度等于分解速度. 根据这两种模型推导出的速率方程形式是一样的,叫米 -曼方程 V max [S] v=?m：—[S] km即为米-曼氏常数,Vmax为最大反响速度
酶促反应动力学实验
实验 酶促反应动力学 ————蔗糖酶米氏常数的测 【目的要求】 1．了解酶促动力学研究的范围。 2．以蔗糖酶为例，掌握测定米氏常数(Km) 【实验原理】 在酶促反应中，当反应体系的温度、pH 和酶浓度恒定时，反应初速度(v)则随底物 浓度[S]的增加而加速，最后达到极限，称为最大反应速度(v)。Michaelis 和Menten 根据反应速度与底物浓度的这种关系，推导出如下方程： ] [] [S k S V v m += 此式称为米氏方程，式中Km 称为米氏常数，按此方程，可用作图法求出Km 。方法有： 1．以v[S]作图 由米氏方程可知，v=V ／2时，Km ＝[S]即米氏常数值等于反应速度达到最大反应速度一半时所需底物浓度。因此，可测定一系列不同底物浓度的反应速度v,以v 对[S]作图。当v ＝V ／2时，其相应底物浓度即为Km 。 2．以1／v 对1／[S]作图 取米氏方程的倒数式： V S V k v m 1][11+•= 以1／v 对1／[S]作图可得一直线，其斜率为Km ／V ，截距为1/V 。若将直线延长与横轴相交，则该交点在数值上等于—l ／Km 。 本实验以蔗糖为底物．利用一定量蔗糖酶水解不同浓度蔗糖所形成的产物(葡萄糖和果糖)的量来计算蔗糖酶的Km 值。葡萄糖和果糖能与3，5—二硝基水杨酸试剂反应，生成桔红色化合物，可于520nm 处比色测定之。 【试验材料】
1．试剂 (1)标准葡萄糖溶液：准确称取100mg葡萄糖溶于少量饱和的苯甲酸溶液(0.3%)，再转移到100ml 容量瓶中，用饱和苯甲酸溶液稀释到刻度，混匀，即得浓度为1mg／m1的标准葡萄糖溶液。冰箱贮藏可长期保存； (2)pH4.5的0.1mol/L醋酸缓冲液：取lmol/L醋酸钠溶液43m1及lmol／L醋酸溶液57m1，稀释至1000m1即得； (3)pH4.5的10％蔗糖溶液：准确取l0g蔗糖溶于少量pH4.5的0.1mol／L醋酸缓冲液，转移到100ml 容量瓶中，用同样缓冲液稀释到刻度备用； (4)3，5—二硝基水杨酸试剂：溶液I：4.5％NaOH溶液300m1，1％3，5一二硝基水杨酸溶液880m1及酒石酸钾钠(KNaC4O6·4H20)255g三者一起混合均匀。 溶液Ⅱ：取结晶酚10g及lo％NaOH溶液22m1，加蒸馏水稀释成100ml，混匀。 溶液Ⅲ：取6.9gNaHSO3溶于64ml溶液n中。 将溶液皿和溶液I混合，激烈振摇混匀，即得3，5—二硝基水杨酸溶液，放置一周后备用。 (5)酵母蔗糖酶溶液：称取鲜酵母l0g于研钵中，加少量细砂及10一15ml蒸馏水研磨。磨细后置冰箱中，过滤，滤液加2—3倍体积冷丙酮，搅拌均匀后离心，沉淀用丙酮洗两次，真空干燥得固体粉末状酶，再溶于100ml蒸馏水，即得酶溶液。若有不溶物可用离心法除去。 该酶液活力以6—12单位为佳。蔗糖酶活力单位的定义为：在一定条件下反应5min，每产生lmg 葡萄糖所需要的酶量。备用。 2．器材 (1)100m1三角烧瓶2只； (2)研钵1只； (3)50m1及100m1容量瓶各1只； (4)离心机1台(4000rpm)； (5)糖管8支； (6)恒温水浴1台； (7)吸量管：1.0ml×2支； (8)秒表1只； (9)72l型分光光度计1台。 【实验方法】 1．标准曲线的绘制 加毕混匀．于沸水中准确煮5min，取出用自来水冷却3min，稀释至25ml，混匀后以零号管调零点，于520nm处测定吸光度。以葡萄糖含量为横坐标，以吸光度为纵坐标作图。 2．根据活力选择酶浓度 将10％蔗糖溶液稀释成pH4.5的6.5％的溶液，取此溶液5m1于试管中，共加两管。
酶促反应动力学实验教案
生物化学实验（上）实验一酶促反应动力学实验 ·底物浓度对酶活性的影响 · pH对酶活性的影响 ·温度对酶活性的影响 华中科技大学生命科学与技术学院 2014级生物化学小老师第一组
酶促反应动力学综合实验 实验（一）——碱性磷酸酶Km值的测定 【实验目的】 1.了解底物浓度对酶促反应速率的影响 2.掌握米氏方程、Km值的物理意义及双倒数作图求Km的方法。 【实验原理】 1.米氏方程： (1) 式中：v表示酶促反应速率， 表示酶促反应最大速率， [S]表示底物浓度， Km表示米氏常数。 v=Vmax×[S]/（Km+[S])，这个方程称为Michaelis-Menten方程，是在假定存在一个稳态反应条件下推导出来的，其中Km 值称为米氏常数，Vmax是酶被底物饱和时的反应速度，[S]为底物浓度。由此可见Km值的物理意义为反应速度v达到1/2Vmax时的底物浓度（即Km=[S]），单位一般为mol/L，只由酶的性质决定，而与酶的浓度无关。可用Km的值鉴别不同的酶。当底物浓度非常大时，反应速度接近于一个恒定值。在曲线的这个区域，酶几乎被底物饱和，反应相对于底物S是个零级反应。就是说再增加底物对反应速度没有什么影响。反应速度逐渐趋近的恒定值称为最大反应速度Vmax。 米氏常数Km是酶促反应速度v为最大酶促反应速度值一半时的底物浓度。这可通过用[S]取代米氏方程中的Km证明，通过计算可得v=Vmax /2。 2. Km值的测定主要采用图解法，有四种：
①双曲线作图法（图a） 根据公式（1），以v对[s]作图，此时1/2时的底物浓度[s]值即为Km值，以克分子浓度（M）表示。这种方法实际上很少采用，因为在实验条件下的底物浓度很难使酶达到饱和。实测一个近似值，因而1/2不精确。此外由于v对[S]的关系呈双曲线，实验数据要求较多，且不易绘制。 ②Lineweaver- Burk作图法—双倒数作图法（图b） 实际工作中，常将米氏方程（式（1））作数学变换，使之成为直线形式，测定要方便、精确得多。其中之一即取（1）式的倒数，变换为Lineweaver- Burk方程式： (2) 以对作图，即为y=ax+b形式。此时斜率为，纵截距为。把直线外推与横轴相交，其截距即为—。 ③Hofstee作图法（图略,不要求） 把（2）式等号两边乘以Vmax，得： (3) 以v对作图，这时斜率为，纵截距为，横截距为。 ④Hanas作图法（图略，不要求） 把（2）式等号两边乘以[S],得： (4) 以v对作图，这时斜率为，纵截距为。
酶促反应动力学
酶促反应动力学 2 酶促反应动力学 教学基本内容: 酶促反应的特点;单底物酶促反应动力学方程(米氏方程)的推导;抑制剂对酶促反应的影响，竞争性抑制和非竞争性抑制酶促反应动力学方程的推导;产物抑制、底物抑制的概念，产物抑制和底物抑制酶促反应动力学方程的推导;多底物酶促反应的机制，双底物酶促反应动力学的推导;固定化酶的概念，常见的酶的固定化方法，固定化对酶性质的影响及固定化对酶促反应的影响，外扩散过程和内扩散过程分析;酶的失活动力学。 2.1 酶促反应动力学的特点 2.2 均相酶促反应动力学 2.2.1 酶促反应动力学基础 2.2.2 单底物酶促反应动力学 2.2.3抑制剂对酶促反应速率的影响 2.2.4多底物酶促反应动力学 2.3 固定化酶促反应动力学 2.4 酶的失活动力学 授课重点: 1. 酶的应用研究与经典酶学研究的联系与区别 2. 米氏方程。 3 竞争性抑制酶促反应动力学方程。 4. 非竞争性抑制酶促反应动力学方程。 5. 产物抑制酶促反应动力学方程。
6. 底物抑制酶促反应动力学方程。 7. 双底物酶促反应动力学方程。 8. 外扩散对固定化酶促反应动力学的影响，Da准数的概念。 9. 内扩散对固定化酶促反应动力学的影响，φ准数的概念。 10. 酶的失活动力学。 难点: 1. 采用稳态法和快速平衡法建立酶促反应动力学方程。 2. 固定化对酶促反应的影响，五大效应(分子构象的改变、位阻效应、微扰效应、分配效应及扩散效应)的区分。 3. 内扩散过程分析，涉及到对微元单位进行物料衡算和二阶微分方程的求 解、无因次变换、解析解与数值解等问题。 4.温度对酶促反应速率和酶的失活速率的双重影响，最适温度的概念。温度和时间对酶失活的影响。 本章主要教学要求: 1. 掌握稳态法和快速平衡法推导酶促反应动力学方程。 2. 了解酶的固定化方法。理解固定化对酶促反应速率的影响。掌握Da准数的概念及φ准数的概念，理解外扩散和内扩散对酶促反应速率的影响。 3. 了解酶的一步失活模型与多步失活模型，反应过程中底物对酶稳定性的影响。 2 酶促反应动力学 2.1 酶促反应动力学的特点 2.1.1 酶的基本概念 2.1.2 酶的稳定性及应用特点 酶是以活力、而不是以质量购销的。
第五节 酶促反应动力学
第五节酶促反应动力学 酶促反应动力学是研究酶促反应速度的规律以及影响酶促反应速度的各种因素。这些因素主要包括酶浓度、底物浓度、pH、温度、抑制剂和激活剂等。由于酶作为生物催化剂的特征就是加快化学反应的速度，因此，研究酶促反应的速度规律, 是酶学研究的重要内容之一；同时，在酶的结构与功能的关系以及酶作用机理的研究中，常需要动力学提供实验证据；在实际工作中为了使酶能最大限度地发挥其催化效率,亦需寻找酶作用的最佳条件；以及为了解酶在代谢中的作用或某些药物的作用机理时，需要研究酶促反应的速度规律。因此对酶促反应动力学的研究，具有重要的理论和实际价值。 一、底物浓度对反应速度的影响 （一）底物浓度对反应速度的关系 在其他因素，如酶浓度、pH、温度等不变的情况下，底物浓度的变化与酶促反应速度之间呈矩形双曲线关系（图3-1）。 图3-1底物浓度对反应初速度的影响 从图中可以看出： 1．在底物浓度很低时，反应速度随底物浓度的增加而急骤上升，两者呈正比关系，表现为一级反应； 2．随着底物浓度的升高，反应速度不再呈正比例加快，反应速度增加的幅度变缓，表现为混合级反应； 3．如果继续增加底物浓度，反应速度不再增加，表现为零级反应。 此时，无论底物浓度增加多大，反应速度也不再增加。这说明酶已被底物所饱和。所有的酶都有饱和现象，只是达到饱和时所需的底物浓度各不相同而已。 （二）米氏方程
Michaelis 和Menten 在前人工作的基础上，经过大量的实验，1913年前后提出了反应速度和底物浓度关系的数学方程式，即著名的米曼氏方程(Michaelis-Menten equation)，简称米氏方程． max [S] [S] = +m V v K 式中V max 为最大反应速度（maximum velocity ），[S]为底物浓度，K m 为米氏常数（Michaelis constant ），ν是在不同[S]时的反应速度。 当底物浓度很低（[S]<