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(混合级反应);,当底物浓度增加到一定量时,反应速度达到一值,不再随底物浓度的增加而增加(零级反应)。
⑵米氏方程及米氏常数:根据上述实验结果,Michaelis & Menten 于1913年推导出了上述矩形双曲线的数学表达式,即米氏方程:ν= Vmax[S]/(Km+[S])。其中,Vmax为反应速度,Km为米氏常数。
⑶Km和Vmax的意义:
①当ν=Vmax/2时,Km=[S]。因此,Km等于酶促反应速度达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大;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,反应为零级反应,即反应速度与底物浓度无关;当0.01K m<[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Z适底物:当酶有几种不同的底物存在时,Km值Z小者,为该酶的Z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Z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转变为产物的分子数。 |
