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Km的求法:
双倒数作图法:将米氏方程两边取倒数就变成了P208的形式,这是一个典型的直线方程,y=kx+b,只要测得[S]和v,就能作出一条直线P208,该直线的X轴截距为-1/Km,Y轴截距为1/Vm,这样就能通过作图求出Km和Vm。之所以要变成直线形式是为了减少误差,也就是说,凡是测量误差较大的点,都很容易剔除掉(偏离直线),若是曲线的话,正确点和误差点是很难区别的。该法的缺点是所测各点过于集中,不利于确定直线的位置。
Eadie-Hofstee法:将米氏方程两边乘以(Km+[S])/[S]就变成了P209的形式,也是一个直线方程,只要测得[S]和v,就能作出一条直线P209,该直线的X轴截距为Vm/Km,Y轴截距为Vm,这样也能通过作图求出Km和Vm。本法的点分布较为均匀,直线位置容易定,但数据处理要麻烦些。
3.PH的影响:保持其它条件不变,则PH对v的影响见图P213,其中的纵坐标改为v。最适PH:v最大时的PH。
4.T的影响:保持其它条件不变,则T对v的影响见图P212,其中的纵坐标改为v。最适T:v最大时的T。
5.抑制剂的影响:抑制剂是使酶活性降低或丧失的物质,用I表示,根据它与酶的结合情况分为两种,结合紧密(一般为共价连接)的不可逆性抑制剂以及结合松弛(一般为非共价连接)的可逆性抑制剂,后者可以通过透析来除去。抗菌素并不能消灭细菌,而是抑制了细菌中某种酶的活性。
<1>不可逆性抑制剂实例,酶学研究的探针:
DIFP二异丙基氟磷酸:结构见草图,这是一种有机磷农药,杀虫剂,其中的F能够与酶的的Ser的-OH特异性结合(脱HF),形成DIP-酶,从而抑制了酶的活性。Thr和Tyr虽然也有-OH,但不与DIFP作用,所以DIFP可以当探针来研究酶活性中心的结构,看看有没有Ser。
对氯汞苯甲酸:结构见草图,能够特异性的结合酶中Cys的SH基(脱HCl),因此也能当探针来研究酶活性中心的结构,看看有没有Cys。
<2>可逆性的抑制剂:分为三种,其特点如下
竞争性的抑制剂:与底物竞争性的结合酶的活性中心,它的结构与底物的结构相似,这种抑制可以通过提高底物的浓度来消除。其作用方式可以表示为P216。抑制的结果使Km↑,Vm不变。例如:
CH2COOH 琥珀酸脱氢酶 CHCOOH COOH
| ←---------→ ‖ 抑制剂: |
CH2COOH CHCOOH 是底物的类似物 CH2COOH
琥珀酸 延胡索酸 丙二酸
非竞争性抑制剂:抑制剂与酶活性中心以外的地方结合,形成IES三元复合物,从而降低了酶活性中心对底物的催化。其作用方式可以表示为P217。抑制的结果使Km不变,Vm↓。
反竞争性抑制剂:I不能和E结合,只能和ES结合,形成IES三元复合物,从而降低了酶活性中心对底物的催化。其作用方式可以表示为P218。抑制的结果使Km↓,Vm↓。
三种抑制剂对比:
Km Vm
竞争性的抑制剂 ↑ 不变
非竞争性抑制剂 不变 ↓
反竞争性抑制剂 ↓ ↓
§4.酶的活性及调节
一.酶的活性:指酶具有催化生化反应的能力。
二.酶的活力:表示具有活性的酶的数量,其单位就叫活力单位,U,其定义为:在最适条件下,单位时间内催化一定量的底物转化成产物的酶的量。国际标准活力单位的定义为:在标准条件(25℃、最适PH、底物过量)下,1分钟催化1uMol底物转化成产物的酶的量,就是1个活力单位,举例。有些情况下用国际标准活力单位不方便,则用习惯单位。刚开始接触这个概念时不大习惯,因为平时我们衡量物质的量都是用重量和体积。关键在于“活性”上,举例,密闭的酶制剂。为了加深理解,做一对比:
数量 测定法 单位 单位的定义
酶 活力 测反应速度(乘上体积就是活力) U 见上面
其它物质 重量 称重 g 使天平扭转某个角度的物质的量
三.与酶活力有关的几个概念
1. 酶的浓度:[E],单位体积酶溶液中的酶的活力。
2. 比活力:单位重量酶制剂中酶的活力,代表酶制剂的纯度,也反映酶制剂的质量。
3. 转换数:每秒钟每个酶分子催化底物转变为产物的量(uMol),反映酶的效率。
四.酶活力的测定:严格的测定方法是,在25℃,最适PH,过量[S](要求大于100Km)下,测定反应的初速度(uMol/L*M),乘以反应体积就是酶的活力。也有特殊情况。
五.酶活性的调节:酶活力的改变可以通过增加或减少酶分子的个数,也可以通过提高或降低每一个酶分子的催化能力来实现。前者牵扯到非常复杂的过程(激素→DNA→RNA→蛋白质),是慢反应。后者在现成的酶分子上进行加工,是快反应,是酶活性的调节的内容,这种调节一般有5种方式:别构调节、酶原激活、共价修饰、反馈调节、级联放大。
1.别构酶和别构调节
<1>什么是别构酶:研究酶的动力学曲线时发现存在2种线型,一是双曲线形,符合米氏方程,叫米氏酶。另一类不是双曲线形而是S形的,不符合米氏方程,这就是别构酶,见P226,它有如下4个特点:
是寡聚酶
既有活性中心又有别构中心,通常分别位于不同的亚基上,出现了催化亚基和调节亚基
具有别构效应:别构中心结合了效应物(效应物)后,导致酶的构象发生改变,影响了活性中心对底物的催化作用,别构效应有下面4种类型:
正协同效应:提高了酶的催化活性
负协同效应:降低了酶的催化活性
同促作用:效应物(效应物)就是S,所有的别构酶都有此效应,它也是导致别构酶动力学曲线为S形的原因。
异促作用:效应物(效应物)是其它物质
动力学曲线为S形:v-[S]曲线。
<2>判断米氏酶和别构酶的简单方法:
通过Rs值:Rs=[S]90%Vm/[S]10%Vm
Rs≈81 米氏酶
Rs>>81 别构酶,负协同效应
Rs<<81 别构酶,正协同效应
通过n值:v=Vm*[S]n/(Km+[S]n)
n≈1 米氏酶
n>>1 别构酶,正协同效应
n<<1 别构酶,负协同效应
<2>别构效应的生理意义:酶对底物量的变化十分敏感。比如:
对米氏酶而言,[S]90%Vm/[S]10%Vm=81,意思是[S]提高了81倍,v才提高9倍,说明酶对[S]的变化很迟钝。
而对于一般的别构酶而言,[S]90%Vm/[S]10%Vm=3,意思是[S]只要提高了3倍,v就能提高9倍,说明酶对[S]的变化很敏感。
<3>别构效应的机制
序变模型(KNF):别构酶中的一条亚基结合了效应物之后,构象发生改变,并导致其相邻的亚基的构象发生改变,这种构象变化依次




