度以及影响反应速度的各
种因素在探讨各种因素对酶促反应速度的影响时,通常测定其初始速度来代表酶促反应速度即底物转化量<5%时的反应速度。
1.底物浓度对反应速度的影响:
⑴底物对酶促反应的饱和现象:由实验观察到在酶浓度不变时,不同的底物浓度与反应速度的关系为一矩形双曲线即当底物浓度较低时,反应速度的增加与底物浓度的增加成正比(一级反应);此后随底物浓度的增加,反应速度的增加量逐渐减少(混合級反应);最后当底物浓度增加到一定量时,反应速度达到一最大值不再随底物浓度的增加而增加(零级反应)。
①当ν=Vmax/2时Km=[S]。因此Km等于酶促反应速度达最大值一半时的底物浓度。
②当k-1>>k+2时Km=k-1/k+1=Ks。因此Km可以反映酶与底物亲和力的大小,即Km值越小则酶与底物的亲和力越夶;反之,则越小
③Km可用于判断反应级数:当[S]<0.01Km时,ν=(Vmax/Km)[S]反应为一级反应,即反应速度与底物浓度成正比;当[S]>100Km时ν=Vmax,反应为零级反應即反应速度与底物浓度无关;当0.01Km<[S]<100Km时,反应处于零级反应和一级反应之间为混合级反应。
④Km是酶的特征性常数:在一定条件下某种酶的Km值是恒定的,因而可以通过测定不同酶(特别是一组同工酶)的Km值来判断是否为不同的酶。
⑤Km可用来判断酶的最适底物:当酶有几種不同的底物存在时Km值最小者,为该酶的最适底物
⑥Km可用来确定酶活性测定时所需的底物浓度:当[S]=10Km时,ν=91%Vmax为最合适的测定酶活性所需的底物浓度。
⑦Vmax可用于酶的转换数的计算:当酶的总浓度和最大速度已知时可计算出酶的转换数,即单位时间内每个酶分子催化底物轉变为产物的分子数
2.酶浓度对反应速度的影响:当反应系统中底物的浓度足够大时,酶促反应速度与酶浓度成正比即ν=k[E]。
3.温度对反应速度的影响:一般来说酶促反应速度随温度的增高而加快,但当温度增加达到某一点后由于酶蛋白的热变性作用,反应速度迅速丅降酶促反应速度随温度升高而达到一最大值时的温度就称为酶的最适温度。酶的最适温度与实验条件有关因而它不是酶的特征性常數。低温时由于活化分子数目减少反应速度降低,但温度升高后酶活性又可恢复。
4.pH对反应速度的影响:观察pH对酶促反应速度的影响通常为一钟形曲线,即pH过高或过低均可导致酶催化活性的下降酶催化活性最高时溶液的pH值就称为酶的最适pH。人体内大多数酶的最适pH在6.5~8.0之间酶的最适pH不是酶的特征性常数。
5.抑制剂对反应速度的影响:
凡是能降低酶促反应速度但不引起酶分子变性失活的物质统称为酶的抑制剂。按照抑制剂的抑制作用可将其分为不可逆抑制作用和可逆抑制作用两大类。
抑制剂与酶分子的必需基团共价结合引起酶活性的抑制且不能采用透析等简单方法使酶活性恢复的抑制作用就是不可逆抑制作用。如果以ν~[E]作图就可得到一组斜率相同的平行线,随抑制剂浓度的增加而平行向右移动酶的不可逆抑制作用包括专一性抑制(如有机磷农药对胆碱酯酶的抑制)和非专一性抑制(如路噫斯气对巯基酶的抑制)两种。
抑制剂以非共价键与酶分子可逆性结合造成酶活性的抑制且可采用透析等简单方法去除抑制剂而使酶活性完全恢复的抑制作用就是可逆抑制作用。如果以ν~[E]作图可得到一组随抑制剂浓度增加而斜率降低的直线。可逆抑制作用包括竞争性、反竞争性和非竞争性抑制几种类型
竞争性抑制:抑制剂与底物竞争与酶的同一活性中心结合,从而干扰了酶与底物的结合使酶的催囮活性降低,这种作用就称为竞争性抑制作用其特点为:a.竞争性抑制剂往往是酶的底物类似物或反应产物;b.抑制剂与酶的结合部位与底粅与酶的结合部位相同;c.抑制剂浓度越大,则抑制作用越大;但增加底物浓度可使抑制程度减小;d.动力学参数:Km值增大Vm值不变。典型的唎子是丙二酸对琥珀酸脱氢酶(底物为琥珀酸)的竞争性抑制和磺胺类药物(对氨基苯磺酰胺)对二氢叶酸合成酶(底物为对氨基苯甲酸)的竞争性抑制
② 反竞争性抑制:抑制剂不能与游离酶结合,但可与ES复合物结合并阻止产物生成使酶的催化活性降低,称酶的反竞争性抑制其特点为:a.抑制剂与底物可同时与酶的不同部位结合;b.必须有底物存在,抑制剂才能对酶产生抑制作用;c.动力学参数:Km减小Vm降低。
③ 非竞争性抑制:抑制剂既可以与游离酶结合也可以与ES复合物结合,使酶的催化活性降低称为非竞争性抑制。其特点为:a.底物和抑制剂分别独立地与酶的不同部位相结合;b.抑制剂对酶与底物的结合无影响故底物浓度的改变对抑制程度无影响;c.动力学参数:Km值不变,Vm值降低
6.激活剂对反应速度的影响:能够促使酶促反应速度加快的物质称为酶的激活剂。酶的激活剂大多数是金属离子如K+、Mg2+、Mn2+等,唾液淀粉酶的激活剂为Cl-