掌握

写在前面：酶促反应动力学是研究酶促反应速率以及各种因素对酶促反应速率影响机制的科学。影响因素有酶浓度、底物浓度、pH、温度、抑制剂、激活剂。

1、各种因素对酶活性的影响

1）底物浓度对酶促反应速率的影响呈矩形双曲线。

当底物浓度S较低时，反应速率v与底物浓度S成正比；反应为一级反应。

随着底物浓度的增高，反应为一级反应和零级反应的混合级反应。

当底物浓度高达一定程度（所有酶活性中心均被底物饱和），v不再增加达最大反应速率Vmax。反应为零级反应。

²  米－曼方程揭示单底物反应的动力学特性。

解释酶促反应中底物浓度和反应速率关系的最合理学说是酶-底物中间复合物学说：

米-曼方程：

²  Km与Vm的意义

Km的意义

①Km值等于酶促反应速率为最大反应速率一半时的底物浓度。单位是mol/L。

v=Vmax/2

②Km是酶的特征性常数，其大小并非不变，与酶的结构、底物结构、反应环境的pH、温度和离子强度有关，与酶浓度无关。不同酶的Km不同。同一酶对于不同底物有不同的Km值。

Ø  Km=K2+K3/K1    

当K3远小于K2时，Km越大，表示酶对底物的亲和力越小；Km越小，表示酶对底物的亲和力越大。

Vm的意义：Vm是酶被底物完全饱和时的反应速率。

Ø  Ｋm与Ｖmax常通过林-贝作图法（双倒数作图法）求取。

2）底物足够时酶浓度对酶促反应速率的影响呈直线关系。当[S]>>[E]时，V = k3 [E]

3）温度对酶促反应速率的影响具有双重性。

一方面，在较低温度范围内，温度升高,酶促反应速率加快。另一方面,酶是蛋白质,升高温度，酶变性，导致酶活性降低甚至丧失，反应速率不再增加反而下降。

酶促反应的最适温度：酶促反应速率最快时反应体系的温度。不是酶的特征性常数，与反应时间有关。哺乳动物的酶最适温度一般在35～40 °C。

4）pH通过改变酶分子及底物分子的解离状态影响酶促反应速率。

酶催化活性最高时反应体系的pH称为酶促反应的最适pH（也不是酶的特征性常数）。

5）抑制剂可以降低酶促反应速率。

凡能有选择性地使酶的催化活性下降或丧失而不引起酶蛋白变性的物质称为酶的抑制剂。

Ø  抑制剂对酶有一定选择性：多与酶活性中心内、外的必需基团结合，直接或间接地影响酶的活性中心，从而抑制酶的催化活性。各种物理或化学因素无选择性地使酶蛋白变性失活不属于酶的抑制作用。

抑制剂分为不可逆性抑制剂和可逆性抑制剂（竞争性抑制剂、非竞争性抑制剂、反竞争性抑制剂）。

²  不可逆性抑制剂与酶共价结合。

抑制剂通常以共价键与酶活性中心上的必需基团相结合，使酶失活。此种抑制剂不能用透析、超滤等物理方法予以去除。但此种抑制作用可用某些药物解除，使酶恢复活性。如有机磷酯类中毒，用阿托品和解磷定解救。

²  可逆性抑制剂与酶非共价结合。

抑制剂通常以非共价键与酶或酶-底物复合物可逆性结合，使酶的活性降低或丧失；结合较为疏松，可用透析、超滤等物理方法除去。可逆性抑制作用遵守米-曼方程。

竞争性抑制剂与底物竞争结合酶的活性中心。

作用特点：

①抑制剂与底物相似，竞争酶的活性中心。

②抑制程度取决于抑制剂与酶的相对亲和力及底物浓度相对比例。

③增大底物浓度，可降低或解除抑制作用。

④动力学特点：Vmax不变，Km增大（亲和力降低）。     

Ø  磺胺类药物的抑菌机制：与对氨基苯甲酸竞争二氢蝶酸合成酶。保持高浓度。

非竞争性抑制剂结合活性中心外的调节位点。

抑制剂与酶活性中心外的结合位点结合，不影响酶与底物的结合，底物也不影响酶与抑制剂结合。底物与抑制剂之间无竞争关系，但抑制剂-酶-底物复合物不能进一步释放出产物。

作用特点：

①抑制剂和底物结构不相似，二者互不干扰同时与酶结合。

②抑制程度取决于抑制剂浓度。抑制作用不能通过增加底物浓度降低或消除。

③抑制剂-酶-底物复合物不能进一步释放产物。

④动力学特点：Vmax降低，Km不变。

反竞争性抑制剂的结合位点由底物诱导产生。

抑制剂结合酶活性中心外的调节位点。抑制剂仅与酶-底物复合物(ES)结合，使中间产物ES量下降。

Ø  没有底物结合时，酶不能与抑制剂结合。

作用特点：

①抑制剂只与酶－底物复合物结合。

②抑制程度取决与抑制剂的浓度及底物的浓度。

③动力学特点：Vmax降低，Km降低。  

④抑制剂不仅不影响酶与底物的结合，反而可增加两者的亲和力。    

6）激活剂可提高酶促反应速率。

使酶由无活性变为有活性或使酶活性增加的物质称为激活剂。大多数为金属离子或小分子有机化合物，少数为阴离子，如Mg2+、K+、Mn2+、Cl-以及胆汁酸盐等。

分为必需激活剂（无——有，大多数为金属离子）和非必需激活剂（少——多，如Cl-是唾液淀粉酶的非必需激活剂，胆汁酸盐则是胰脂肪酶的非必需激活剂）。

2、酶的调节

调节对象：关键酶——代谢途径中决定反应的速度和方向的酶

调节方式：酶活性（快速调节）和酶含量（缓慢调节）

1）快速调节

别构调节：体内的一些代谢物分子可与这些酶活性中心以外的部位以非共价键可逆地结合，使酶的构象发生改变，从而改变酶的催化活性。

 受别构调节的酶称别构酶。

 引起别构效应的物质称别构效应剂（代谢途径终产物、中间产物、底物等）。分为别构激活剂和别构抑制剂。

 别构酶与别构效应剂结合的部位称别构部位/调节部位。

共价修饰：在其他酶的催化作用下，体内有些酶蛋白肽链上的一些基团可与某种化学基团发生可逆的共价结合，同时又可在另一种酶催化下，去掉已结合的化学基团，从而影响酶的活性。最常见的是磷酸化（蛋白激酶）与去磷酸化（磷蛋白磷酸酶）。

 酶原激活实际上是酶活性中心形成或暴露的过程。

2）缓慢调节：调节效应出现较迟，一般需数小时才能起效，但一旦酶被诱导合成后，即使去除诱导剂，酶仍能保持活性，直至酶蛋白降解。故这种调节的效应缓慢而持久。

酶蛋白合成的诱导和阻遏

了解

1、酪氨酸酶缺乏/低下——黑色素合成不足——白化病

苯丙氨酸羟化酶缺陷——苯丙氨酸不能沿正常途径代谢——生成大量苯丙酮酸——苯丙酮酸尿症

肝中葡糖-6-磷酸酶缺陷——Ⅰa型糖原贮积症。