酶的催化机制

价键方式结合，使酶活性丧失。这些抑制剂一般不 能用稀释、透析、超滤等物理方法除去，由他引起 的抑制作用称不可抑制作用。按其作用的选择性不 同又可分为非专一性和专一性两类。 （1）非专业性不可逆抑制 抑制剂与酶分子中一 类或几类基团作用，无论是非必须基团还是必须基 团，都进行共价结合。 （2）专一性不可逆抑制 有机磷杀虫剂（敌百虫、 对琉磷、敌敌畏等）能专一性的与胆碱酯酶等羟基 酶的羟基作用，与之结合使酶磷酰化而不可逆抑制 酶的活性。
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 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。 随着底物浓度的增高，反 应速度不在呈正比加速， 反应为混合级反应 当底物浓度达到一定的程 度时，反应速度不再增加， 达到最大速度反应为零级 反应。
PH对酶促反应速率的影响
即可以表示酶与底物的亲和力。Km值越大，酶与底物 的亲和力越小；反之Km值越小酶与底物的亲和力越大， 表示不需要很高底物浓度，便可以达到最大反应速率。 Km值是酶的特征性常数之一。Km值只与酶的性质、 酶所催化的底物有关，与酶的浓度无关。 由若干酶催化一个连续代谢过程时，如能确定各种酶催 化反应底物的Km值及相应的底物浓度时，可以推断出 其中Km值最大的一步反应为连续反应中的限速反应， 该酶为限速酶 用【S】对反应速度作图不能准确的获得数据，因为是 一个渐进的极限值，不可能从实验中直接得到Vm和 Km数据，因为Vm是一个渐进值不可能直接得到。而 Km是V=Vm/2时的 【S】值也难以准确测定。
激活剂对反应速率的影响

凡是能提高酶活性的物质称为激活剂。
类别

无机阳离子： Na+·、K+ 、 Ca2+ 、
来自百度文库Mg2+ cu2+ 、Zn2+ 、 Co2+ 、 Cr3+ 、 Fe2+
无机阴离子 ： Br-、Cl-、I-、CN-、NO-
抑制剂对酶促反应的影响
不可逆抑制作用：抑制剂与酶分子的某些基团以共


诱导契合”学说（induced fit theory） 酶对于它所作用的底物有着严格的选择,只能催化一定结构或者 一些结构近似的化合物,使这些化合物发生生物化学反应。有的 科学家提出,酶和底物结合时,底物的结构和酶的活动中心的结构 十分吻合,就好像一把钥匙配一把锁一样。酶的这种互补形状,使 酶只能与对应的化合物契合,从而排斥了那些形状、大小不适合 的化合物,这就是“锁钥学说”。 科学家后来发现,当底物与酶结合时,酶分子上的某些基团常常发 生明显的变化。另外,酶常常能够催化同一个生化反应中正逆两 个方向的反应。因此,“锁和钥匙学说”把酶的结构看成是固定不 变的,这是不符合实际的。于是,有的科学家又提出,酶并不是事先 就以一种与底物互补的形状存在,而是在受到诱导之后才形成互 补的形状。这种方式如同一只手伸进手套之后,才诱导手套的形 状发生变化一样。底物一旦结合上去,就能诱导酶蛋白的构像发 生相应的变化,从而使酶和底物契合而形成酶-底物络合物,这就是 1958年D.E.Koshland提出的“诱导契合学说”：酶分子活性中 心的结构原来并非和底物的结构互相吻合，但酶的活性中心是柔 软的而非刚性的。当底物与酶相遇时，可诱导酶活性中心的构象 发生相应的变化，有关的各个基因达到正确的排列和定向，从而 使酶和底物契合而结合成中间络合物，并引起底物发生反应。反 应结束当产物从酶上脱落下来后，酶的活性中心又恢复了原来的 构象。
可逆抑制作用
竞争性抑制作用
非竞争性抑制作用
反竞争抑制作用
（1）竞争性抑制作用
如果抑制剂在结构 上与底物相似，那么他可以同底物竞争性 的与酶的活性部位相结合。酶与这种物质 结合后，就不能再与底物结合，这种作用 称为竞争性抑制作用
非竞争性抑制作用 ： 非竞争性抑制剂与酶活性部位以外的部分 可逆的结合，不影响底物与酶分子的结合， 也不影响酶对底物的亲和力，这种抑制作 （2) 用称为非竞争性抑制作用 反竞争性抑制作用： 抑制剂不直接与酶结合酶结合而是和酶与 底物形成的复合物的结合 ，使酶失去催化 活性，称为反竞争性抑制作用
酶的催化机制
• 酶的催化作用 • 过渡态 • 分子活化能
在一个反应体系中，化学反应能否进行 与活化分子的多少直接相关，活化分子 越多，反应速率越快。所谓活化分子是 指其所含能量达到或超过某一限度的分 子，其在碰撞中能发生化学发应。某一 限度是指能垒；活化分子所处的状态即 我们所指的过渡态。活化能是指活化分 子具有的能量与常态分子的能量差。酶
酶浓度对酶促反应的影响

在底物浓度足够大和 无酶抑制剂存在时， 酶促反应速率与酶浓 度成正比。酶催化反 应时，酶先要与底物 形成中间产物，当底 物浓度大大超过酶的 浓度时，反应达到最 大速率，这时增加酶 浓度可增加反应速率， 反应速率与酶的浓度 成正比关系。即v=k 【E】
底物浓度对酶促反应的影响
当酶和底物结合时，不仅酶的构像发 生改变，底物分子的构象也发生变化。 酶使底物中的敏感键发生变形，从而 使敏感键更容易断裂，并对底物产生 张力作用，使底物扭曲，促进ES进入 过渡状态，使反应加速进行。
酸碱催化
即质子供体及质子受体对酶反应的催
化作用
影响酶促反应的因素
激 活 剂 和 抑 制 剂 温 度 底 物 浓 度 酶 浓 度 PH
最适PH：酶催化活
性最大时的环境PH PH影响酶活力的原 因： 环境过酸、过碱是 酶活性失活；影响 酶活性基团的解离
米氏方程式
• 1913年Michaelish 和 Menten 提出反应速 度与反应底物关系 的数学方程式即 米—曼氏方程式简 称米氏方程
米氏常数的意义
Km值是当酶促反应速率为最大速率一半时的底物浓度，
酶具有高催化效率的因素
• 近效应与定向排列
• 共价键催化 底物构想改变学说 酸碱催化
共价催化
• 在催化时，酶以底物以共价键形成一 个反应活性很高的共价中间产物，以 比较的概率转换为过渡态，从而降低 反应的活化能，使化学反应加快。
• 如某些辅酶：焦磷酸硫胺素和磷酸吡 哆醛参与共价键催化作用。
底物构想改变学说
温度对酶促反应速率的影响

温度升 高，酶促反应速率升高， 温度降低，酶促反应速 率降低。

当反应在某一温度使两 者的影响处于平衡状态， 酶促反应速率达到最快 此时的温度称为最适温 度。
通常动物体内酶的温度一般在37℃-40℃之间，
而植物体内的酶一般在50℃-60℃之间，极有 少数的酶能耐高温如胰蛋白酶短时间加热到 100℃后，再恢复室温仍有活性，而大多数酶 加热到60摄氏度即丧失活性。 高温可以使酶失活，可以用于高温灭菌。低 温不能使酶失活，可以低温保存菌种和生物 剂。
的催化作用是降低反应的活化能，从而 增加了活化分子的百分数，使反应更容 易进行。
酶的催化包括酶如何同底物结合及酶如何
能使反应加快两个方面。酶同底物结合已 在酶催化作用的中间产物的实验中的得到 证实。但酶究竟与底物何种方式结合，目 前还停留在设想阶段，而且有不同的观点。 一般认为酶同底物的结合发生在酶蛋白的 活性部位。
反竞争抑制作用
抑制剂并不直接与酶结合，而是与酶 和底物形成的复合物结合，ES复合物 结合为ESI，使酶失去催化活性，ESI 同样也不能分解产物，所以ES实际生 成量下降。
中间产物学说
在酶促反应中，底物先与酶结合成
不稳定的酶-底物复合物，然后在 分解成酶与底物。


由于E与S结合，致使S分子内的某些化 学键发生极化，呈不稳定的中间状态， 可以继续分解到P和E ，E又能狗与其他 S结合，继续发挥催化功能，所以少量的 酶可以催化大量的底物。在反应过程中， 如果是S到P，所需的活化能比上述有酶 参加的活化能大得多。 在双分子反应中（即反应中有两种底物 参加），酶先与一种底物结合成中间产 物，后者再与第二底物起作用。表示如 下