B.活力单位 (U)与比活力
U＝速度单位
例如
每小时催化 1克底物
每小时催化 1ml某浓度溶液
每分钟催化 1ug底物
酶产品质量评价中常使用比活力
单位质量 酶产品中酶活力称 比活力 。
u/mg酶蛋白 u/ml酶蛋白酶活力测定实例
首先 确定反应条件 20℃,pH=7，底物浓度 6g/l（过量），加入 2mg固体脂肪酶
第二 确定活力单位 如每小时催化 1克底物 1u= 1g/h
第三 测算反应初速度 作产物甘油随时间增加的曲线，
量出反应初速度值,换算为脂肪的消耗速度 如
8g/h
第四 换算活力 8g/h / 1g/h=8u
第五 计算比活 8u/2mg酶蛋白 =4u/mg酶蛋白脂肪 脂肪酶 甘油 + 脂肪酸
3.2 影响酶促反应速度的因素 （作单因子考虑）
V
0 底 物 浓 度 [ S]
反应初速度反应 初速度 随底物浓度变化曲线
A.酶浓度（或质量）
提问,何种关系？
答案：正比
B.底物浓度机理 —— 中间产物
E + S ES P + Ek1
k2
k3
条件,他们的浓度分别为 [E],[S],[ES],[P]
总酶浓度 [Et]
稳态时
反应速度
V=k3[ES]
ES的生成速度 =消耗速度
k1[E][S]=k2[ES] + k3[ES]
E的质量平衡方程
[E]=[Et] - [ES]
E + S ES P + E
k1
k2
k3
V= V[S]
Km + [S]
米氏方程
V=Vmax=k3[ES]max=k3[Et]
Km=
k2 + k3
k1 米氏常数
a.当 [S]很小时
V=V[S]/Km 一级 反应
V
0 底 物 浓 度 [ S]
反应初速度反应 初速度 随底物浓度变化曲线
V
V
V / 2
0 Km （米氏常数） [ S ]
最大反应速率米氏曲线
V= V[S]
Km + [S]
b.当 [S]很大时
V=V[S]/[S]=V 0 级反应混合 级
Km=?
Km = [S]
V= V[S]
Km + [S] 若 V＝ V/2
V
2 ＝
V [S]
Km + [S]
1
Km + [S] = 2[S]
c.米氏常数 Km的意义
1.酶的特性常数
与酶及底物种类有关,与酶浓度无关,可以鉴定酶。
酶 底物 Km(mmol/L)
脲酶 尿素 25
溶菌酶 6-N-乙酰葡萄糖胺 0.006
葡萄糖 -6-磷酸脱氢酶
6-磷酸 -葡萄糖 0.058
胰凝乳蛋白酶苯甲 酰酪氨酰胺 2.5
甲 酰酪氨酰胺 12.0
乙 酰酪氨酰胺 32.0
Km=
k2 + k3
k1
Km≈k2（分离能力） /k1（亲合能力）
E + S ES P + E
k1
k2
k3
Km越 小,亲和力越 强 。 底物浓度很小时，反应速度就能达到很大,性能优，代谢中这类酶更为重要 。
当 k2>>k3时（通常都是这样）
2.大小 表示酶对底物的亲和力大小
d.Km与 V的求取
米氏方程变化
1/V
1/ V
-1/ Km 0 1 /[ S]
1
V
= Km
V ·
1
[S]
+ 1
V
V= V[S]
Km + [S]
以 1/V ~ 1/[S]作图
( Y=aX+b ) 纵 截距 =1/V
横 截距 =-1/Km
C,pH的影响
最适 pH时的酶活力最大胃蛋白酶木瓜蛋白酶胆碱酯酶胰蛋白酶酶最适 pH，因酶而异，大多数酶最适 pH在 7.0左右。
相对酶活力过氧化氢酶胃蛋白酶胰蛋白酶精氨酸酶延胡索酸酶
RNA酶
提问,pH对酶活力产生影响的原因？
答案,影响弱酸碱基团解离,影响契合，影响催化
D,温度的影响温度 —— 分子热运动的剧烈程度
提问,上图反映出温度如何影响酶活力？
产物累积量相对酶活
％
？
答案,1.最适温度 （高于该温度酶开始变性失活）
2,反应初速度随温度升高而上升,平均速度存在最适温度。
酶变性需要时间,温度越高，活化分子越多，反应速度快，但酶变性时间越短，反应速度下降也迅速。
最适温度
动物酶 35~40℃
植物酶 40~50℃
微生物 大部分
40~50℃
个别高温菌 100℃ 以上
酶若制成干粉，可放置在室温下保存，而处于溶液状态时必须放在冰箱里保存。
提问,原因何在？
答案,低温无水使微生物 降解酶 活性低
E,激活剂的影响
提问,什么是激活剂？
激活 —— 活性提高
剂 —— 物质
能提高（酶）活性的物质 —— （酶）激活剂
a.无机离子
阳离子 K+,Ca2+,Na+、
Mg2+,Zn2+等
阴离子 Cl -,Br -等
提问,机理？
答案,稳定改变中心、
提高亲和力 。
1.与底物结合,使底物形状更适合酶的活性中心
2.与别构酶的别构中心结合,使酶的构象变化，
更适合与底物的结合。
b.中等大小的有机分子
1.某些还原剂
如 Vc、半胱氨酸、氰化物
机理,还原酶活性中心的二硫键
-S-S- →-SH + -SH 参与催化
2.EDTA（乙二胺四乙酸）
提问,机理？
答案,解除重金属抑制
c.某些激酶
无活性的酶激酶作用下，
切除或添加基团有活性的酶
F.抑制剂的影响
使酶活性降低的物质。
抑制作用分 可逆抑制 与不可逆抑制。
可逆的依据：
能否 用透析、超滤等物理方法除去抑制剂，
使酶复活
a.不可逆抑制 (否 )
提问,原因？
答案,活性区与之以牢固的共价键相连 ；
均为 剧毒 物质
重金属、有机磷、有机汞、有机砷、氰化物、
青霉素、毒鼠强 等等。
有机磷农药（敌百虫、沙林）
胆碱酯酶
OH
P
OC2H5
OC2H5
S
有机磷农药部分神经传导中毒！！
如何紧急救治呢？
排毒
洗胃、喝鸡蛋清牛奶
导泄、利尿 用 560%硫酸镁 40～ 80ml导泻、
输液利尿
血液灌流（“大换血”）
血液透析 （清除游离状态毒物）
找特效药
b.可逆抑制 (是－非共价键结合 )
分 竞争性与非竞争性 两类。,I”抑制剂竞争性抑制物无法形成产物非竞争性 （ Non-competitive)
1.竞争性抑制
竞争性 —— 抑制剂（ I）与底物 与酶活性中心结合 的机会均等 Ki ’＝ 0
（ 1） V下降,发生抑制
（ 2） Km增大,
亲和力下降
（ 3） Vmax不变
（底物浓度增大，
抑制剂结合机率减小）
生物碱麻醉 — 竞争性替代
生物碱 — 吗啡、海洛因、可卡因、尼古丁吗 啡 海洛因麻醉机理源自 — 37C医学网痛觉神经信号阿片 — 鸦片类物质生物碱竞争性替代脑肽 — 麻醉致幻脑肽 (E)控制痛觉信号的释放利用竞争性抑制是药物设计主要思路
磺胺类药
抗菌机理 （与对氨基苯甲酸是结构类似物）
— 竞争性抑制细菌叶酸（第六章）
形成，进而抑制细菌繁殖
人通过食物中的叶酸直接补充，对人无毒害。
2.非竞争性抑制
Ki ’≈ Ki 提问,V,Km、
Vmax?
（ 1） V下降,发生抑制
（ 2） Km不变,
酶与底物亲和力不受影响
（ 3） Vmax减小
（一部分酶始终失活）
重金属 如 Cu2+、
Ag+,Hg2+等别构激活剂别构抑制剂
G.别构效应物 （别构酶的活性调节物）
别构 —— 蛋白质在实现生物功能时构象发生变化，
活力改变的现象。
别构酶 —— 具有别构现象的酶
特点：
1.多亚基
一部分亚基有活性中心，
另一部分有 别构调解中心
V= V[S]
Km + [S]
当 V=90％ V
0.9Km=0.1[S]
［ S］＝ 9Km
当 V=10％ V
［ S］ ＝ 1/9Km
[s]10%V
[s]90%V = 81
2.底物也是调节物，不服从米氏方程
S曲线：正 协同＜ 81(开关 )— V↑随［ S］ ↑而 加快
2米氏曲线1负协同
3正协同
[S]90%V[S]10%V 813
2
1
V
10%
V
90%V
0 [S]
V
a仅底物是别构调节物时
双曲线,负 协同＞ 81— V↑随［ S］ ↑而 减慢底物是别构抑制剂底物是别构激活剂
b.当其他别构物参与调节时
1,整体上产生激活、抑制现象
2.改变了调节的敏感区位置在很小的浓度（底物、
调节物）范围内严格控制酶活力，
因此是 生物代谢中许多关键反应的酶 。
别构激活别构抑制
V
0 [S]
底物敏感区第四节 酶的制备
4.1 生物提取
蛋白质提取,采用保持活性的分离法
提问,有哪些方法？
答案,盐析、透析、色谱、电泳等
通常方法：
离心分离 → 硫酸铵盐析
→ 透析 → 凝胶过滤 → 离子交换
4.2 酶工程
酶工程 —— 酶制剂在工业上的大规模生产及应用；
分 普通酶工程,化学酶工程、生物酶工程
普通 — 单纯生物提取
A.化学酶工程
对天然酶进行 化学修饰,
固定化处理,甚至 化学合成等手段来改善酶性能的方法；
例如
淀粉酶经化学修饰连接上葡聚糖后，热稳定性增加，使用寿命延长了 30倍；
酶的固定化固定化优点,稳定性提高，酶易于分离重复使用。
化学合成酶由于难度大，产品活性低，发展缓慢。
溶液状态固定化（ 吸附、共价结合、交联、包埋 ）
载体 （海藻酸钙、琼脂、
卡拉胶、壳聚糖）酶
B.生物酶工程
利用 DNA重组技术 改造和生产酶的工程方法。
外源酶基因工程菌重组入
提问,优点？
答案,不受天然来源限制，迅速，且易于诱变改造酶产品
U＝速度单位
例如
每小时催化 1克底物
每小时催化 1ml某浓度溶液
每分钟催化 1ug底物
酶产品质量评价中常使用比活力
单位质量 酶产品中酶活力称 比活力 。
u/mg酶蛋白 u/ml酶蛋白酶活力测定实例
首先 确定反应条件 20℃,pH=7，底物浓度 6g/l（过量），加入 2mg固体脂肪酶
第二 确定活力单位 如每小时催化 1克底物 1u= 1g/h
第三 测算反应初速度 作产物甘油随时间增加的曲线，
量出反应初速度值,换算为脂肪的消耗速度 如
8g/h
第四 换算活力 8g/h / 1g/h=8u
第五 计算比活 8u/2mg酶蛋白 =4u/mg酶蛋白脂肪 脂肪酶 甘油 + 脂肪酸
3.2 影响酶促反应速度的因素 （作单因子考虑）
V
0 底 物 浓 度 [ S]
反应初速度反应 初速度 随底物浓度变化曲线
A.酶浓度（或质量）
提问,何种关系？
答案：正比
B.底物浓度机理 —— 中间产物
E + S ES P + Ek1
k2
k3
条件,他们的浓度分别为 [E],[S],[ES],[P]
总酶浓度 [Et]
稳态时
反应速度
V=k3[ES]
ES的生成速度 =消耗速度
k1[E][S]=k2[ES] + k3[ES]
E的质量平衡方程
[E]=[Et] - [ES]
E + S ES P + E
k1
k2
k3
V= V[S]
Km + [S]
米氏方程
V=Vmax=k3[ES]max=k3[Et]
Km=
k2 + k3
k1 米氏常数
a.当 [S]很小时
V=V[S]/Km 一级 反应
V
0 底 物 浓 度 [ S]
反应初速度反应 初速度 随底物浓度变化曲线
V
V
V / 2
0 Km （米氏常数） [ S ]
最大反应速率米氏曲线
V= V[S]
Km + [S]
b.当 [S]很大时
V=V[S]/[S]=V 0 级反应混合 级
Km=?
Km = [S]
V= V[S]
Km + [S] 若 V＝ V/2
V
2 ＝
V [S]
Km + [S]
1
Km + [S] = 2[S]
c.米氏常数 Km的意义
1.酶的特性常数
与酶及底物种类有关,与酶浓度无关,可以鉴定酶。
酶 底物 Km(mmol/L)
脲酶 尿素 25
溶菌酶 6-N-乙酰葡萄糖胺 0.006
葡萄糖 -6-磷酸脱氢酶
6-磷酸 -葡萄糖 0.058
胰凝乳蛋白酶苯甲 酰酪氨酰胺 2.5
甲 酰酪氨酰胺 12.0
乙 酰酪氨酰胺 32.0
Km=
k2 + k3
k1
Km≈k2（分离能力） /k1（亲合能力）
E + S ES P + E
k1
k2
k3
Km越 小,亲和力越 强 。 底物浓度很小时，反应速度就能达到很大,性能优，代谢中这类酶更为重要 。
当 k2>>k3时（通常都是这样）
2.大小 表示酶对底物的亲和力大小
d.Km与 V的求取
米氏方程变化
1/V
1/ V
-1/ Km 0 1 /[ S]
1
V
= Km
V ·
1
[S]
+ 1
V
V= V[S]
Km + [S]
以 1/V ~ 1/[S]作图
( Y=aX+b ) 纵 截距 =1/V
横 截距 =-1/Km
C,pH的影响
最适 pH时的酶活力最大胃蛋白酶木瓜蛋白酶胆碱酯酶胰蛋白酶酶最适 pH，因酶而异，大多数酶最适 pH在 7.0左右。
相对酶活力过氧化氢酶胃蛋白酶胰蛋白酶精氨酸酶延胡索酸酶
RNA酶
提问,pH对酶活力产生影响的原因？
答案,影响弱酸碱基团解离,影响契合，影响催化
D,温度的影响温度 —— 分子热运动的剧烈程度
提问,上图反映出温度如何影响酶活力？
产物累积量相对酶活
％
？
答案,1.最适温度 （高于该温度酶开始变性失活）
2,反应初速度随温度升高而上升,平均速度存在最适温度。
酶变性需要时间,温度越高，活化分子越多，反应速度快，但酶变性时间越短，反应速度下降也迅速。
最适温度
动物酶 35~40℃
植物酶 40~50℃
微生物 大部分
40~50℃
个别高温菌 100℃ 以上
酶若制成干粉，可放置在室温下保存，而处于溶液状态时必须放在冰箱里保存。
提问,原因何在？
答案,低温无水使微生物 降解酶 活性低
E,激活剂的影响
提问,什么是激活剂？
激活 —— 活性提高
剂 —— 物质
能提高（酶）活性的物质 —— （酶）激活剂
a.无机离子
阳离子 K+,Ca2+,Na+、
Mg2+,Zn2+等
阴离子 Cl -,Br -等
提问,机理？
答案,稳定改变中心、
提高亲和力 。
1.与底物结合,使底物形状更适合酶的活性中心
2.与别构酶的别构中心结合,使酶的构象变化，
更适合与底物的结合。
b.中等大小的有机分子
1.某些还原剂
如 Vc、半胱氨酸、氰化物
机理,还原酶活性中心的二硫键
-S-S- →-SH + -SH 参与催化
2.EDTA（乙二胺四乙酸）
提问,机理？
答案,解除重金属抑制
c.某些激酶
无活性的酶激酶作用下，
切除或添加基团有活性的酶
F.抑制剂的影响
使酶活性降低的物质。
抑制作用分 可逆抑制 与不可逆抑制。
可逆的依据：
能否 用透析、超滤等物理方法除去抑制剂，
使酶复活
a.不可逆抑制 (否 )
提问,原因？
答案,活性区与之以牢固的共价键相连 ；
均为 剧毒 物质
重金属、有机磷、有机汞、有机砷、氰化物、
青霉素、毒鼠强 等等。
有机磷农药（敌百虫、沙林）
胆碱酯酶
OH
P
OC2H5
OC2H5
S
有机磷农药部分神经传导中毒！！
如何紧急救治呢？
排毒
洗胃、喝鸡蛋清牛奶
导泄、利尿 用 560%硫酸镁 40～ 80ml导泻、
输液利尿
血液灌流（“大换血”）
血液透析 （清除游离状态毒物）
找特效药
b.可逆抑制 (是－非共价键结合 )
分 竞争性与非竞争性 两类。,I”抑制剂竞争性抑制物无法形成产物非竞争性 （ Non-competitive)
1.竞争性抑制
竞争性 —— 抑制剂（ I）与底物 与酶活性中心结合 的机会均等 Ki ’＝ 0
（ 1） V下降,发生抑制
（ 2） Km增大,
亲和力下降
（ 3） Vmax不变
（底物浓度增大，
抑制剂结合机率减小）
生物碱麻醉 — 竞争性替代
生物碱 — 吗啡、海洛因、可卡因、尼古丁吗 啡 海洛因麻醉机理源自 — 37C医学网痛觉神经信号阿片 — 鸦片类物质生物碱竞争性替代脑肽 — 麻醉致幻脑肽 (E)控制痛觉信号的释放利用竞争性抑制是药物设计主要思路
磺胺类药
抗菌机理 （与对氨基苯甲酸是结构类似物）
— 竞争性抑制细菌叶酸（第六章）
形成，进而抑制细菌繁殖
人通过食物中的叶酸直接补充，对人无毒害。
2.非竞争性抑制
Ki ’≈ Ki 提问,V,Km、
Vmax?
（ 1） V下降,发生抑制
（ 2） Km不变,
酶与底物亲和力不受影响
（ 3） Vmax减小
（一部分酶始终失活）
重金属 如 Cu2+、
Ag+,Hg2+等别构激活剂别构抑制剂
G.别构效应物 （别构酶的活性调节物）
别构 —— 蛋白质在实现生物功能时构象发生变化，
活力改变的现象。
别构酶 —— 具有别构现象的酶
特点：
1.多亚基
一部分亚基有活性中心，
另一部分有 别构调解中心
V= V[S]
Km + [S]
当 V=90％ V
0.9Km=0.1[S]
［ S］＝ 9Km
当 V=10％ V
［ S］ ＝ 1/9Km
[s]10%V
[s]90%V = 81
2.底物也是调节物，不服从米氏方程
S曲线：正 协同＜ 81(开关 )— V↑随［ S］ ↑而 加快
2米氏曲线1负协同
3正协同
[S]90%V[S]10%V 813
2
1
V
10%
V
90%V
0 [S]
V
a仅底物是别构调节物时
双曲线,负 协同＞ 81— V↑随［ S］ ↑而 减慢底物是别构抑制剂底物是别构激活剂
b.当其他别构物参与调节时
1,整体上产生激活、抑制现象
2.改变了调节的敏感区位置在很小的浓度（底物、
调节物）范围内严格控制酶活力，
因此是 生物代谢中许多关键反应的酶 。
别构激活别构抑制
V
0 [S]
底物敏感区第四节 酶的制备
4.1 生物提取
蛋白质提取,采用保持活性的分离法
提问,有哪些方法？
答案,盐析、透析、色谱、电泳等
通常方法：
离心分离 → 硫酸铵盐析
→ 透析 → 凝胶过滤 → 离子交换
4.2 酶工程
酶工程 —— 酶制剂在工业上的大规模生产及应用；
分 普通酶工程,化学酶工程、生物酶工程
普通 — 单纯生物提取
A.化学酶工程
对天然酶进行 化学修饰,
固定化处理,甚至 化学合成等手段来改善酶性能的方法；
例如
淀粉酶经化学修饰连接上葡聚糖后，热稳定性增加，使用寿命延长了 30倍；
酶的固定化固定化优点,稳定性提高，酶易于分离重复使用。
化学合成酶由于难度大，产品活性低，发展缓慢。
溶液状态固定化（ 吸附、共价结合、交联、包埋 ）
载体 （海藻酸钙、琼脂、
卡拉胶、壳聚糖）酶
B.生物酶工程
利用 DNA重组技术 改造和生产酶的工程方法。
外源酶基因工程菌重组入
提问,优点？
答案,不受天然来源限制，迅速，且易于诱变改造酶产品
