1、酶學與酶工程學生1第二章第二章 酶學基礎酶學基礎酶學與酶工程學生2第一節第一節 酶的結構與功能酶的結構與功能一、酶的活性中心一、酶的活性中心 (active center(active center，active site)active site)（一）活性中心和必需基團（一）活性中心和必需基團與酶活性顯示有關的，具有結合和催化底物形成產與酶活性顯示有關的，具有結合和催化底物形成產物的空間區域，叫物的空間區域，叫酶的活性中心酶的活性中心，又叫，又叫活性部位活性部位。活性中心可分為活性中心可分為結合部位結合部位和和催化部位催化部位。結合部位決定酶的專一性，結合部位決定酶的專一性，催化部位決定酶所

2、催化反應的性質。催化部位決定酶所催化反應的性質。酶學與酶工程學生3活性中心外的必需基團活性中心外的必需基團 催化部位催化部位 結合部位結合部位必需基團必需基團活性中心活性中心 活性中心外的必需基團與維持整個酶分活性中心外的必需基團與維持整個酶分子的空間構象有關子的空間構象有關酶學與酶工程學生4注意：注意：（1 1）活性中心是一個）活性中心是一個三維實三維實體。體。（2 2）是有一些一級結構上）是有一些一級結構上可能相距較遠的可能相距較遠的氨基酸側鏈氨基酸側鏈基團基團組成，有的還包含輔酶組成，有的還包含輔酶或輔基的某一部分基團。或輔基的某一部分基團。（3 3）在酶分子表面）在酶分子表面呈裂縫呈裂

3、縫狀狀。（4 4）酶活性中心的催化位）酶活性中心的催化位點和結合位點可以不止一個。點和結合位點可以不止一個。（5 5）酶活性中心的基團都）酶活性中心的基團都是必需基團，但必需基團還是必需基團，但必需基團還包括活性中心以外的基團。包括活性中心以外的基團。木瓜蛋白酶活性中心氨基酸殘基木瓜蛋白酶活性中心氨基酸殘基酶學與酶工程學生5酶分子中的氨基酸殘基或其側鏈基酶分子中的氨基酸殘基或其側鏈基團可以分為四類團可以分為四類 1 1接觸殘基接觸殘基 2 2輔助殘基輔助殘基 3 3結構殘基結構殘基 4 4非貢獻殘基非貢獻殘基酶學與酶工程學生6（二）酶活性中心中的化學基團的鑒別（二）酶活性中心中的化學基團的鑒別

4、 1 1非特異性共價修飾：非特異性共價修飾： 某些化學試劑能使蛋白質中氨基酸殘基的側鏈基團某些化學試劑能使蛋白質中氨基酸殘基的側鏈基團反應引起共價結合、氧化或還原修飾反應，使基團反應引起共價結合、氧化或還原修飾反應，使基團結構和性質發生變化。結構和性質發生變化。如果某基團修飾后不引起酶活力的變化，就可初步如果某基團修飾后不引起酶活力的變化，就可初步認為此基團可能是非必需基團；反之，如修飾后引認為此基團可能是非必需基團；反之，如修飾后引起酶活力的降低或喪失，則此基團可能是酶的必需起酶活力的降低或喪失，則此基團可能是酶的必需基團。基團。酶學與酶工程學生7 2 2親和標記親和標記 共價修飾劑是底物的

5、類似物，可專一性地引入酶共價修飾劑是底物的類似物，可專一性地引入酶的活性中心，并具有活潑的化學基團的活性中心，并具有活潑的化學基團( (如鹵素如鹵素) )，可，可與活性中心的基團形成穩定的共價鍵。因其作用機與活性中心的基團形成穩定的共價鍵。因其作用機制是利用酶對底物類似物的親和性而將酶共價標記制是利用酶對底物類似物的親和性而將酶共價標記的，故稱為親和標記。的，故稱為親和標記。酶學與酶工程學生8 3 3差別標記差別標記 在過量底物或可逆抑制劑遮蔽活性中心的情況下，在過量底物或可逆抑制劑遮蔽活性中心的情況下，加入共價修飾劑，使后者只修飾活性中心以外的有關加入共價修飾劑，使后者只修飾活性中心以外的有

6、關基團；然后去除底物或可逆抑制劑，暴露活性中心，基團；然后去除底物或可逆抑制劑，暴露活性中心，再用同位素標記的向一修飾劑作用于活性中心的同類再用同位素標記的向一修飾劑作用于活性中心的同類基團；將酶水解后分離帶有同位素的氯基酸，即可確基團；將酶水解后分離帶有同位素的氯基酸，即可確定該氨基酸參與活性中心。定該氨基酸參與活性中心。酶學與酶工程學生94 4蛋白質工程蛋白質工程 這是研究酶必需基閉和活性中心的最先進方法，這是研究酶必需基閉和活性中心的最先進方法，即將酶蛋白相應的互補即將酶蛋白相應的互補dna(cdna)dna(cdna)定點突變，此定點突變，此突變的突變的cdnacdna表達出只有一個或

7、幾個氨基酸被置換表達出只有一個或幾個氨基酸被置換的酶蛋白，再測定其活性，可以知道被置換的氨的酶蛋白，再測定其活性，可以知道被置換的氨基酸是否為活力所必需。基酸是否為活力所必需。優點：優點：酶學與酶工程學生10優點：優點：改變酶蛋白中任一氨基酸而不影響其他同類殘基改變酶蛋白中任一氨基酸而不影響其他同類殘基改變疏水殘基，使其轉變成親水或另一疏水殘基改變疏水殘基，使其轉變成親水或另一疏水殘基同時改變活性中心內外的幾個氨基酸同時改變活性中心內外的幾個氨基酸個或多個氨基酸的缺乏或插入個或多個氨基酸的缺乏或插入改變酶蛋白的磷酸化位點或糖化位點改變酶蛋白的磷酸化位點或糖化位點不致引起立體障礙不致引起立體障礙

8、酶學與酶工程學生11 ( (三三) ) 組成活性中心的重要化學基團組成活性中心的重要化學基團絲氨酸、組氨酸、半胱氨酸、酪氨酸、色氨酸、絲氨酸、組氨酸、半胱氨酸、酪氨酸、色氨酸、天冬氨酸、谷氨酸和賴氨酸天冬氨酸、谷氨酸和賴氨酸酶學與酶工程學生12二、酶的結構和功能的關系二、酶的結構和功能的關系（一）酶的一級結構與催化功能的關系（一）酶的一級結構與催化功能的關系酶的一級結構是酶的基本化學結構，是催化功能的酶的一級結構是酶的基本化學結構，是催化功能的基礎。基礎。酶學與酶工程學生13胰蛋白酶原（trypsinogen）的激活酶學與酶工程學生14（二）酶的二級和三級結構與催化功能（二）酶的二級和三級結構

9、與催化功能的關系的關系酶的二級、三級結構是所有酶都必須具備的空酶的二級、三級結構是所有酶都必須具備的空間構型。維持酶的活性部位所必須的酶蛋白的間構型。維持酶的活性部位所必須的酶蛋白的二級和三級結構徹底改變，就會使酶遭受破壞二級和三級結構徹底改變，就會使酶遭受破壞而喪失其催化功能，這是蛋白質變性的依據。而喪失其催化功能，這是蛋白質變性的依據。1 1酶的變性和失活酶的變性和失活2 2活性中心的撓性活性中心的撓性3 3酶分子的結構域酶分子的結構域酶學與酶工程學生15（三）酶的四級結構與催化功能（三）酶的四級結構與催化功能的關系的關系具有四級結構的酶，按其功能可分為兩類，具有四級結構的酶，按其功能可分

10、為兩類，一類與催化作用有關，另一類與代謝調節一類與催化作用有關，另一類與代謝調節關系密切。關系密切。酶學與酶工程學生16三、酶催化作用的基本理論三、酶催化作用的基本理論（一）酶（一）酶底物復合物底物復合物1 1酶底物復合物存在的證據酶底物復合物存在的證據19031903年，年，henrihenri用蔗糖水解酶水解蔗糖提出的。用蔗糖水解酶水解蔗糖提出的。 e+s= es= p+ e e+s= es= p+ e （s s：substratesubstrate， p: productp: product） 在反應過程中，酶首先與底物形成酶在反應過程中，酶首先與底物形成酶- -底物中間復合物底物中間復

11、合物（es, enzyme-substrate intermediateses, enzyme-substrate intermediates）, ,再分解成酶（再分解成酶（e e）和產物（和產物（p p），），使反應沿一個低活化能的途徑進行，降使反應沿一個低活化能的途徑進行，降低反應所需活化能低反應所需活化能。 酶學與酶工程學生172. 2. 酶與底物形成復合物的作用力酶與底物形成復合物的作用力1 1）離子鍵）離子鍵2 2）氫鍵）氫鍵3 3）范德華力）范德華力酶學與酶工程學生18（二）酶作用的專一性機制（二）酶作用的專一性機制1.1.鎖鑰學說鎖鑰學說（lock and key theory）

12、酶學與酶工程學生192.2.誘導契合學說誘導契合學說（induced-fit hypothesis） 酶學與酶工程學生20（三）酶作用的高效性機制（三）酶作用的高效性機制1. s s與與e e的靠近效應和定向效應的靠近效應和定向效應 proximity and orientation 靠近靠近效應效應：指兩個反應的分子，：指兩個反應的分子，它們反應的基團需要互相靠近，它們反應的基團需要互相靠近，才能反應。才能反應。酶學與酶工程學生212. 酸堿催化酸堿催化(acid or base catalysis) 酸堿催化是通過瞬時地向反應物提供質子或從反應酸堿催化是通過瞬時地向反應物提供質子或從反應物

13、接受質子以穩定過渡態、加速反應的一類催化機物接受質子以穩定過渡態、加速反應的一類催化機制制。由于由于e活性中心含有酸堿基團活性中心含有酸堿基團,它們可以與它們可以與s中中的酸堿基團進行的酸堿基團進行質子交換質子交換，加強了，加強了e與與s的相互作的相互作用，減弱了用，減弱了s分子內部的化學鍵，使分子內部的化學鍵，使s由穩態由穩態不不穩態穩態狹義酸堿催化：狹義酸堿催化：h和和oh（specific acid-base catalysis）廣義酸堿催化：質子供體和質子受體廣義酸堿催化：質子供體和質子受體（general acid-base catalysis酶學與酶工程學生22三、降低反應活化能的

14、因素三、降低反應活化能的因素table table functional groups involved in general acid-base catalysisfunctional groups involved in general acid-base catalysis酶學與酶工程學生233. 共價催化共價催化(covalent catalysis) 共價催化又稱親核催化（共價催化又稱親核催化（nucleophilic catalysis）或親電子催化（或親電子催化（electrophilic catalysis） 親核攻擊集團：親核攻擊集團： -oh，-sh，-n（咪唑基）（咪唑基

15、） 底物親電中心：底物親電中心： 磷酰基（磷酰基（p=o）酰基（）酰基（c=o） 糖基（糖基（glu-c-oh）酶學與酶工程學生24底物中典型的親電中心為磷酰基、酰基和糖基底物中典型的親電中心為磷酰基、酰基和糖基酶分子上未共用電子酶分子上未共用電子對攻擊正電性原子對攻擊正電性原子酶學與酶工程學生25 4 4金屬離子催化金屬離子催化 5 5多元催化多元催化 6 6微環境的影響微環境的影響活性中心可避免水分子干擾活性中心可避免水分子干擾在避開水分子的干擾后，分子間的離子鍵才容易在避開水分子的干擾后，分子間的離子鍵才容易產生。產生。酶學與酶工程學生267. 7. 底物的變形（底物的變形（distor

16、tiondistortion）與張力作用）與張力作用（tensility)tensility)酶學與酶工程學生27四、影響酶促反應速度的因素四、影響酶促反應速度的因素1.1.底物濃度對酶反應速度的影響底物濃度對酶反應速度的影響酶學與酶工程學生282. 2. 酶濃度的影響酶濃度的影響反應速度與酶濃度成正比seseve ve fig. fig. effect of enzyme concentration on the velocity effect of enzyme concentration on the velocity of an enzyme-catalyzed reaction.of

17、 an enzyme-catalyzed reaction.酶學與酶工程學生29v與與e 關系的幾點討論關系的幾點討論 酶學與酶工程學生303.3.溫度的影響溫度的影響v vt t 溫度溫度- -酶反應速率曲線與酶反應速率曲線與最適溫度最適溫度（optimum temperatureoptimum temperature）fig.fig. the effect of the effect of temperature on enzyme temperature on enzyme activity.activity.optimum temperatureoptimum temperature酶

18、學與酶工程學生314. ph4. ph的影響的影響ph-酶反應速率曲線與最適酶反應速率曲線與最適ph（optimum ph）v vph ph optimum phoptimum phtab. optimum ph of some enzymesfig.fig. the effect of ph on enzyme the effect of ph on enzyme activityactivity酶學與酶工程學生32 1）ph影響影響e e活性中心及附近有關基團的解活性中心及附近有關基團的解 離離，使之，使之易易或或不易不易與與s 結合；結合； 2）ph影響影響s的極性基團的極性基團，從而影

19、響這些基，從而影響這些基 團與團與e的結合；的結合； 3）過酸、過堿可過酸、過堿可使酶變性失活使酶變性失活。酶學與酶工程學生335.5.激活劑和抑制劑激活劑和抑制劑凡能增高酶活性的物質，稱為酶的激活劑凡能增高酶活性的物質，稱為酶的激活劑凡能降低或抑制酶活性但并不使酶變性的物質稱為凡能降低或抑制酶活性但并不使酶變性的物質稱為酶的抑制劑酶的抑制劑 1 1）酶的激活劑）酶的激活劑無機離子無機離子中等大小的有機分子中等大小的有機分子蛋白質蛋白質金屬離子金屬離子: :無機陰離子無機陰離子: :氫離子氫離子k k+ +、nana+ +、caca2+2+、mgmg2+2+ 、znzn2+2+ 等。等。clc

20、l- -等。等。某些還原劑某些還原劑：gsh、cys、vc金屬螯合劑金屬螯合劑酶學與酶工程學生342）酶的抑制劑）酶的抑制劑抑制作用與抑制劑（抑制作用與抑制劑（inhibition and inhibitor）酶分子中的必需基團的性質受到某種化學物質的影酶分子中的必需基團的性質受到某種化學物質的影響而改變，導致酶活性的降低，甚至喪失，但并未響而改變，導致酶活性的降低，甚至喪失，但并未引起酶變性的作用稱引起酶變性的作用稱抑制作用。抑制作用。 酶學與酶工程學生35可逆抑制可逆抑制(reversible inhibition) 通常以非共價鍵與酶和（或）酶通常以非共價鍵與酶和（或）酶- -底物復合物

21、可逆性底物復合物可逆性結合，使酶活性降低或消失。采用透析或超濾等物理結合，使酶活性降低或消失。采用透析或超濾等物理方法可將抑制劑除去，使酶恢復活性。方法可將抑制劑除去，使酶恢復活性。類型：類型：競爭性抑制競爭性抑制（competitive inhibition）非競爭抑制非競爭抑制（ noncompetitive inhibition）酶學與酶工程學生36ki2ki2ki1ki1 競爭性抑制競爭性抑制酶學與酶工程學生37例例: : 丙二酸對琥珀酸脫氫酶的抑制作用丙二酸對琥珀酸脫氫酶的抑制作用 酶學與酶工程學生38非競爭性抑制非競爭性抑制fig. noncompetitive inhibitio

22、nfig. noncompetitive inhibition酶學與酶工程學生39不可逆抑制作用不可逆抑制作用（irreversible inhibition) 抑制劑以抑制劑以共價鍵共價鍵和酶分子上和酶分子上必需基團結合必需基團結合（牢固結合），（牢固結合），使酶活性降低或喪失，這種抑制劑不能用透析、超濾等物理使酶活性降低或喪失，這種抑制劑不能用透析、超濾等物理方法解除抑制作用。方法解除抑制作用。不可逆抑制不可逆抑制專一性的不可逆抑制專一性的不可逆抑制非專一性的不可逆抑制非專一性的不可逆抑制 酶學與酶工程學生40第二節酶在生物體內的幾種存在方式第二節酶在生物體內的幾種存在方式一、單體酶、寡聚

23、酶、多酶復合體一、單體酶、寡聚酶、多酶復合體1. 1. 酶蛋白是一條具有三級結構的多肽鏈，相酶蛋白是一條具有三級結構的多肽鏈，相對分子量為對分子量為13000-3500013000-35000，不能再解離成更小，不能再解離成更小的組成單位的組成單位2.2.寡聚酶具有四級結構，是由兩個或兩個以上寡聚酶具有四級結構，是由兩個或兩個以上的亞基組成的酶，這些亞基可以是相同的，也的亞基組成的酶，這些亞基可以是相同的，也可以是不同的可以是不同的酶學與酶工程學生413.3.多酶復合體多酶復合體多酶復合體是指幾個酶聯合而成的絡合物，其中酶多酶復合體是指幾個酶聯合而成的絡合物，其中酶以非共價鍵彼此嵌合在一起。一

24、般由以非共價鍵彼此嵌合在一起。一般由2 26 6個功能相個功能相關的酶組成，這樣更有利于生化反應的連續進行，關的酶組成，這樣更有利于生化反應的連續進行，以提高酶的催化效率，同時也便于機體對酶的調控。以提高酶的催化效率，同時也便于機體對酶的調控。1 1）多酶復合體組成成分的結合強度可能差別很大）多酶復合體組成成分的結合強度可能差別很大2 2）在催化活性上沒有直接相關的酶也可以組成多）在催化活性上沒有直接相關的酶也可以組成多酶復合體酶復合體3 3）在細胞內各種多酶復合物還可能通過和細胞膜）在細胞內各種多酶復合物還可能通過和細胞膜或細胞器結合在一起。從而通過相互鄰近組成高效或細胞器結合在一起。從而通

25、過相互鄰近組成高效的物質和能量代謝系統。的物質和能量代謝系統。酶學與酶工程學生42二、同工酶二、同工酶同工酶具有多種生物學功能：同工酶具有多種生物學功能：1 1）同工酶作為遺傳標志已廣泛被遺傳學家用于遺）同工酶作為遺傳標志已廣泛被遺傳學家用于遺傳分析的研究。傳分析的研究。2 2）同工酶和個體發育及組織分化密切相關）同工酶和個體發育及組織分化密切相關3 3）同工酶與代謝調節）同工酶與代謝調節4 4）同工酶與癌基因的表達）同工酶與癌基因的表達5 5）同工酶分析法在農業上已開始用于優勢雜交組）同工酶分析法在農業上已開始用于優勢雜交組合的預測合的預測6 6）臨床上可作為疾病的診斷指標。）臨床上可作為疾

26、病的診斷指標。酶學與酶工程學生43三、別構酶和修飾酶三、別構酶和修飾酶1. 1.別構酶別構酶(allesteric enzyme)(allesteric enzyme) 別構酶的特點和性質別構酶的特點和性質 概念：具有別構調節作用的酶稱作別構酶。概念：具有別構調節作用的酶稱作別構酶。 許多寡聚酶具有調節亞基，催化亞基只結合許多寡聚酶具有調節亞基，催化亞基只結合底物，調節亞基結合調節劑，因此稱底物，調節亞基結合調節劑，因此稱別構酶，別構酶，是調節代謝的重要酶。是調節代謝的重要酶。酶學與酶工程學生442. 2.修飾酶修飾酶1 1修飾酶的類型修飾酶的類型2 2修飾酶的特點修飾酶的特點(1)(1)絕大

27、多數修飾酶具有無活性有活性絕大多數修飾酶具有無活性有活性( (或或低活性高活性低活性高活性) )兩種形式兩種形式(2)(2)耗能少耗能少(3)(3)效率高效率高四、結構酶和誘導酶四、結構酶和誘導酶五、胞內酶和胞外酶五、胞內酶和胞外酶酶學與酶工程學生45一、酶活力單位一、酶活力單位酶活力酶活力（enzyme activity, 也稱酶活性）也稱酶活性） 酶催化反應的能力，酶活力用在一定條件下酶催化反應的能力，酶活力用在一定條件下它所催化的某一化學反應的反應速度來表示。它所催化的某一化學反應的反應速度來表示。酶的酶的活力單位活力單位（iu, active unit） 1 iu：指在最適反應條件下，

28、：指在最適反應條件下，1分鐘內催化分鐘內催化1 mol底物轉化為產物所需的酶量。底物轉化為產物所需的酶量。酶的酶的比活力比活力（specific activity） 指每指每mg蛋白質所具有的酶活力，一般用蛋白質所具有的酶活力，一般用 u/mg蛋蛋白質來表示白質來表示 。第三節第三節 酶活力測定酶活力測定酶學與酶工程學生46二、酶活力的測定方法二、酶活力的測定方法酶活力測定時條件的選擇：酶活力測定時條件的選擇：1 1選擇合適的化學反應及檢測指標選擇合適的化學反應及檢測指標2 2底物濃度的選擇底物濃度的選擇 3 3其他條件的選擇其他條件的選擇phph，溫度，緩沖液，輔助因子或輔酶，激活劑，溫度，

29、緩沖液，輔助因子或輔酶，激活劑，抑制劑抑制劑酶學與酶工程學生47分光光分光光度法：度法：熒光法：熒光法：電化學電化學法：法：放射性同放射性同位素法：位素法：如果酶促反應的產物具有光（可見如果酶促反應的產物具有光（可見光、紫外光）吸收性質，或反應產光、紫外光）吸收性質，或反應產物進行一定反應后具有光吸收性質。物進行一定反應后具有光吸收性質。方便，常用。方便，常用。底物或產物具有熒光性質。靈敏度底物或產物具有熒光性質。靈敏度高。高。反應過程中有反應過程中有phph的變化，可以用的變化，可以用phph計檢測，可以用滴定法測定。方便，計檢測，可以用滴定法測定。方便，常用。常用。用放射性同位素標記的底物

30、進行酶用放射性同位素標記的底物進行酶促反應，測定產物的同位素脈沖數。促反應，測定產物的同位素脈沖數。靈敏度高，但不常用。靈敏度高，但不常用。酶活力的測定方法酶活力的測定方法酶學與酶工程學生48三、酶的純度鑒定三、酶的純度鑒定酶產品質量評價中常使用比活力。酶產品質量評價中常使用比活力。判斷分離純化方法的優劣，通常用兩個指標來衡量：判斷分離純化方法的優劣，通常用兩個指標來衡量： 總活力的回收總活力的回收：表示提純過程中酶的損失情況：表示提純過程中酶的損失情況 比活力的提高的倍數比活力的提高的倍數：表示提純方法的有效性：表示提純方法的有效性酶學與酶工程學生49得率和純化倍數的計算：得率和純化倍數的計

31、算：總活力總活力= =活力單位數活力單位數/ml/ml酶液酶液 x x總體積（總體積（mlml）比活力比活力= =總活力總活力/ /總蛋白（總蛋白（mgmg）得率得率= =每步驟的總活力每步驟的總活力/ /第一步的總活力第一步的總活力 以百分比表示，第一步的得率為以百分比表示，第一步的得率為100%100%純化倍數純化倍數= =每步驟的比活力每步驟的比活力/ /第一步的比活力第一步的比活力起始的純化倍數為起始的純化倍數為1 1酶學與酶工程學生50酶促反應動力學酶促反應動力學(kinetics of enzyme-(kinetics of enzyme-catalyzed reaction )c

32、atalyzed reaction ) ： 是研究酶促反應的速率以及影響此速率是研究酶促反應的速率以及影響此速率的各種因素的科學，是酶學的一個分支。的各種因素的科學，是酶學的一個分支。 第四節第四節 酶促反應動力學酶促反應動力學酶學與酶工程學生511 1米氏方程的提出米氏方程的提出 中間復合物學說：中間復合物學說： 第一步第一步: e+s es : e+s es 第二步第二步: ese+p : ese+p ves ves 19131913年年michaelis & michaelis & menten menten 推導了米氏方程推導了米氏方程 19251925，briggs

33、& haldanebriggs & haldane修正修正sksvvmmax k km m為米氏常數為米氏常數酶學與酶工程學生522 2米氏常數的意義米氏常數的意義1 1）v = 1/2 vmax, km = sv = 1/2 vmax, km = s。米氏常數的單位為。米氏常數的單位為mol/lmol/l。km km 值的物理意義就是值的物理意義就是kmkm值是酶反應速度達到最大值是酶反應速度達到最大反應速度一半時的底物濃度。反應速度一半時的底物濃度。2 2）km km 是酶的一個特征常數。是酶的一個特征常數。3 3）如果一個酶有幾種底物，則對每一種底物都有）如果一個酶有幾種

34、底物，則對每一種底物都有一個一個kmkm，kmkm值最小的為這個酶的最適底物。值最小的為這個酶的最適底物。4 4）kmkm受溫度、受溫度、phph、的影響，、的影響，kmkm值是常數是指對于值是常數是指對于一定底物在一定溫度、一定底物在一定溫度、phph條件下是一常數。條件下是一常數。5)5)根據米氏公式可以人為的掌握反應速度根據米氏公式可以人為的掌握反應速度v v酶學與酶工程學生536 6）根據抑制劑對）根據抑制劑對vmax vmax 、kmkm的影響，可推斷抑制劑的影響，可推斷抑制劑的類型的類型7 7）催化可逆反應的酶，對正逆反應的底物的）催化可逆反應的酶，對正逆反應的底物的kmkm往往往

35、是不同的，往是不同的，8) 8) 有助于尋找代謝過程的限速步驟。有助于尋找代謝過程的限速步驟。9 9）了解酶的）了解酶的kmkm值及在細胞內底物的濃度，可推知值及在細胞內底物的濃度，可推知該酶在細胞內是否受到底物濃度的調節。該酶在細胞內是否受到底物濃度的調節。酶學與酶工程學生54二、米氏方程的適用范圍二、米氏方程的適用范圍1 1多中間步驟多中間步驟在推導米氏方程時是以式為出發點在推導米氏方程時是以式為出發點多中間步驟多中間步驟中間步驟愈多，中間步驟愈多，kmkm和和kcatkcat是由更多環節的反應速度常數組成是由更多環節的反應速度常數組成的更復雜的復合函數。而事實上，一般測得的的更復雜的復合

36、函數。而事實上，一般測得的kmkm和和v v本身也可本身也可能就是由多個中間步驟提供的復合函數能就是由多個中間步驟提供的復合函數酶學與酶工程學生552 2穩態前穩態前 在任何一個酶反應系統中，酶和底物一經混合，就會在任何一個酶反應系統中，酶和底物一經混合，就會立即生成酶立即生成酶底物絡合物底物絡合物(es)(es)及產物及產物(p)(p)，并隨時間而，并隨時間而逐漸升高。但經過一定時間后，逐漸升高。但經過一定時間后，eses的形成與分解達到的形成與分解達到動態平衡，而動態平衡，而p p也將以恒定速度生成，系統進人穩態。也將以恒定速度生成，系統進人穩態。但是在進入穩態前的動力學與穩態時的動力學關

37、系不但是在進入穩態前的動力學與穩態時的動力學關系不同，不能用米氏方程表示。同，不能用米氏方程表示。3 3反應全過程和逆反應反應全過程和逆反應酶學與酶工程學生564. 4. 高底物濃度抑制與活化高底物濃度抑制與活化5.5.多底物反應多底物反應6.6.高酶濃度高酶濃度酶學與酶工程學生57三、可逆抑制動力學三、可逆抑制動力學1. 1. 競爭性抑制競爭性抑制competitivecompetitive：競爭性抑制劑是較常見、較重要的。酶學與酶工程學生58 速度方程式：速度方程式：v =v =v vmax max ssk km m (1+(1+ i i ki ki ) +s) +s k km m ( (

38、表觀米式常表觀米式常數數) )ki: ki: 抑制劑常數抑制劑常數酶學與酶工程學生59v vmaxmaxv vss（不變）（不變）k km mk km m ( (變大變大) )with with competitive competitive inhibitorinhibitorno no inhibitorinhibitor 競爭性抑制曲線競爭性抑制曲線fig. fig. competitive inhibitioncompetitive inhibition酶學與酶工程學生60v vmaxmaxk km mv v1= =) ) i i ki ki (1+(1+ +v vmaxmax1 1ss1 11/s1/s i i 1/v1/v i i ki ki -k-km m ( 1+( 1+) )-1-1-1/k-1/km mno no inhibitorinhibitorwith with competitivcompetitive e inhibitorinhibitorfig. fig. lineweaver-burk plot of lineweaver-burk plot of competitive petitive inhibition.酶學與酶工程學生612. 2. 非競爭性抑制非競爭性抑制noncompetitivenoncompetitive酶學與