第九章 酶促反应动力学
1、化学动力学基础：了解反应速率及其测定、反应分子数
和反应级数、各级反应的特征（ 351页）。
2、什么叫酶促反应动力学？ (Kinetics of enzyme-catalyzed
reaction )
酶促反应动力学 是研究酶促反应的速度以及影
响此速度的各种因素的科学，是酶工程研究中的一
个重要内容。
一、化学动力学基础
二、底物浓度对酶反应速度的影响
1、底物浓度对酶促反应速度的影响
?在低底物浓度时,反应速度
与底物浓度成正比，表现为一
级反应特征。
?当底物浓度达到一定值，几
乎所有的酶都与底物结合后，
反应速度达到最大值（ Vmax），
此时再增加底物浓度，反应速
度不再增加，表现为零级反应。
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(
v
)
酶被底物饱和现象和“中间
络合物”假说 k1 k2 E + S ? ES ? E + P
k-1
2、酶促反应的动力学方程式 —— 米氏学说的提出
（ 1） 1913年 Michaelis 和 Menten提出酶促动力学的基本原理 —— 米氏方
程
V=
V m a x [ S ]
K m + [ S ]
?Km 即为米氏常数,
?Vmax为最大反应速度
?当反应速度等于最大速度一半
时,即 V = 1/2 Vmax,Km = [S]
?上式表示,米氏常数是反应速度
为最大值的一半时的底物浓度。
?因此,米氏常数的单位为 mol/L。
二、底物浓度对酶反应速度的影响
When [S] is very low (<<Km),Vo=Vmax[S]/Km
when [S] is very high (>>Km),Vo=Vmax
（ 2）米氏常数（ Km）的意义
1,Km值是酶的特征常数之一，跟只跟酶的性质有关，而与酶的浓度
无关（ 359页）。
2,Km值作为常数只是对一定的底物、一定的 pH、一定的温度条件
而言，测定酶的 Km值可以作为鉴别酶的一种手段。
3,1/ Km可以表示酶对底物亲和力的大小,1/ Km越大，表明亲和力
越大，多底物酶有不同的 Km值,最适底物的 Km值最小。
4,Km值与米氏方程的应用
二、底物浓度对酶反应速度的影响
2、酶促反应的动力学方程式 —— 米氏学说的提出
（ 3） 米氏常数的求法 —— 双倒数作图法（ 362页）
1 Km 1 1
??? = ?? ? ??? + ??
V Vmax [S] Vmax
V=
V m a x [ S ]
K m + [ S ]
二、底物浓度对酶反应速度的影响
2、酶促反应的动力学方程式 —— 米氏学说的提出
-4 -2 0 2 4 6 8 10
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1/[S ](1/m m ol,L
-1
)
1/v
双倒数作图法 斜率 =Km/Vmax
-1/Km
1/Vmax
二、底物浓度对酶反应速度的影响
3、多底物的酶促反应动力学
E + A + B === EAB===E + P + Q
1、依次反应机理
2、随机机理
3、乒乓反应机理
三,pH对酶反应速度的影响
? 在一定的 pH 下,
酶具有最大的催
化活性,通常称此
pH 为最适 pH。
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pH
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(
%)
四,温度 对酶反应速度的影响
? 一方面是温度升高,酶促
反应速度加快。
? 另一方面,温度升高,酶的
高级结构将发生变化或变
性，导致酶活性降低甚至
丧失。
? 因此大多数酶都有一个最
适温度。 在最适温度条
件下,反应速度最大。
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%)
五、酶浓度 对酶反应速度的影响
如果底物浓度足
够大，足以使酶饱
和，则反应速度与
酶浓度成正比。
六、抑制剂对酶活性的影响
? 使酶的活性降低或丧失的现象，称为酶的抑制
作用。
? 能够引起酶的抑制作用的化合物则称为抑制剂。
? 酶的抑制剂一般具备两个方面的特点,
? a.在化学结构上与被抑制的底物分子或底物的
过渡状态相似。
? b.能够与酶的活性中心以非共价或共价的方式
形成比较稳定的复合体或结合物。
抑制剂的作用方式
? 1,不可逆抑制
? 抑制剂与酶反应中心的活性基团以共价形式结
合，引起酶的永久性失活。
? 2,可逆抑制
? 抑制剂与酶蛋白以非共价方式结合，引起酶活
性暂时性丧失。抑制剂可以通过 透析等方法 被
除去，并且能部分或全部恢复酶的活性。根椐
抑制剂与酶结合的情况，又可以分为两类
六、抑制剂对酶活性的影响
(1) 竟争性抑制
? 某些抑制剂的化学结构与底物相似，因而能与底物竟
争与酶活性中心结合。当抑制剂与活性中心结合后，
底物被排斥在反应中心之外，其结果是酶促反应被抑
制了。
? 竟争性抑制通常可以通过增大底物浓度，即提高底物
的竞争能力来消除。
六、抑制剂对酶活性的影响
2,可逆抑制
抑制剂的作用方式
(2) 非竟争性抑制
? 酶可同时与底物及抑制剂结合，引起酶分子构象变化，
并导至酶活性下降。由于这类物质并不是与底物竞争
与活性中心的结合，所以称为非竞争性抑制剂。
? 如某些金属离子（ Cu2+,Ag+,Hg2+）以及 EDTA等，通
常能与酶分子的调控部位中的 -SH基团作用，改变酶的
空间构象，引起非竞争性抑制。
六、抑制剂对酶活性的影响
抑制剂的作用方式
2,可逆抑制
可
逆
抑
制
作
用
的
动
力
学
特
征
? 加入竞争
性抑制剂
后,Km
变大，酶
促反应速
度减小。
-4 -2 0 2 4 6 8 10
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1/[S]( 1/m m ol,L
-1
)
1/v
（ 1） 竞争性抑制
无抑制剂
竞争性抑制剂
1/Vmax
? 加入非竞争性
抑制剂后,Km
虽然不变，但
由于 Vmax减小，
所以酶促反应
速度也下降了。
（ 2）非竞争性抑制
-4 -2 0 2 4 6 8 10
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1/[S]( 1/m m ol,L
-1
)
1/v
无抑制剂
非 竞争性抑制剂
-1/km
六,激活剂对酶活性的影响
激活剂 (activator)对酶促反应速度的影响（ 380页）
凡是能提高酶活性的物质，都称为激活剂，分为三种,
1、无机离子：金属离子、阴离子（氯离子、溴离子）和
氢离子等。
2、中等大小的分子：谷胱苷肽,Cys,EDTA（乙二胺四
乙酸）等。
3、具有蛋白质性质的大分子物质，如酶原的激活中起作
用的酶。
THE END
1、化学动力学基础：了解反应速率及其测定、反应分子数
和反应级数、各级反应的特征（ 351页）。
2、什么叫酶促反应动力学？ (Kinetics of enzyme-catalyzed
reaction )
酶促反应动力学 是研究酶促反应的速度以及影
响此速度的各种因素的科学，是酶工程研究中的一
个重要内容。
一、化学动力学基础
二、底物浓度对酶反应速度的影响
1、底物浓度对酶促反应速度的影响
?在低底物浓度时,反应速度
与底物浓度成正比，表现为一
级反应特征。
?当底物浓度达到一定值，几
乎所有的酶都与底物结合后，
反应速度达到最大值（ Vmax），
此时再增加底物浓度，反应速
度不再增加，表现为零级反应。
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酶被底物饱和现象和“中间
络合物”假说 k1 k2 E + S ? ES ? E + P
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2、酶促反应的动力学方程式 —— 米氏学说的提出
（ 1） 1913年 Michaelis 和 Menten提出酶促动力学的基本原理 —— 米氏方
程
V=
V m a x [ S ]
K m + [ S ]
?Km 即为米氏常数,
?Vmax为最大反应速度
?当反应速度等于最大速度一半
时,即 V = 1/2 Vmax,Km = [S]
?上式表示,米氏常数是反应速度
为最大值的一半时的底物浓度。
?因此,米氏常数的单位为 mol/L。
二、底物浓度对酶反应速度的影响
When [S] is very low (<<Km),Vo=Vmax[S]/Km
when [S] is very high (>>Km),Vo=Vmax
（ 2）米氏常数（ Km）的意义
1,Km值是酶的特征常数之一，跟只跟酶的性质有关，而与酶的浓度
无关（ 359页）。
2,Km值作为常数只是对一定的底物、一定的 pH、一定的温度条件
而言，测定酶的 Km值可以作为鉴别酶的一种手段。
3,1/ Km可以表示酶对底物亲和力的大小,1/ Km越大，表明亲和力
越大，多底物酶有不同的 Km值,最适底物的 Km值最小。
4,Km值与米氏方程的应用
二、底物浓度对酶反应速度的影响
2、酶促反应的动力学方程式 —— 米氏学说的提出
（ 3） 米氏常数的求法 —— 双倒数作图法（ 362页）
1 Km 1 1
??? = ?? ? ??? + ??
V Vmax [S] Vmax
V=
V m a x [ S ]
K m + [ S ]
二、底物浓度对酶反应速度的影响
2、酶促反应的动力学方程式 —— 米氏学说的提出
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-1
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双倒数作图法 斜率 =Km/Vmax
-1/Km
1/Vmax
二、底物浓度对酶反应速度的影响
3、多底物的酶促反应动力学
E + A + B === EAB===E + P + Q
1、依次反应机理
2、随机机理
3、乒乓反应机理
三,pH对酶反应速度的影响
? 在一定的 pH 下,
酶具有最大的催
化活性,通常称此
pH 为最适 pH。
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四,温度 对酶反应速度的影响
? 一方面是温度升高,酶促
反应速度加快。
? 另一方面,温度升高,酶的
高级结构将发生变化或变
性，导致酶活性降低甚至
丧失。
? 因此大多数酶都有一个最
适温度。 在最适温度条
件下,反应速度最大。
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五、酶浓度 对酶反应速度的影响
如果底物浓度足
够大，足以使酶饱
和，则反应速度与
酶浓度成正比。
六、抑制剂对酶活性的影响
? 使酶的活性降低或丧失的现象，称为酶的抑制
作用。
? 能够引起酶的抑制作用的化合物则称为抑制剂。
? 酶的抑制剂一般具备两个方面的特点,
? a.在化学结构上与被抑制的底物分子或底物的
过渡状态相似。
? b.能够与酶的活性中心以非共价或共价的方式
形成比较稳定的复合体或结合物。
抑制剂的作用方式
? 1,不可逆抑制
? 抑制剂与酶反应中心的活性基团以共价形式结
合，引起酶的永久性失活。
? 2,可逆抑制
? 抑制剂与酶蛋白以非共价方式结合，引起酶活
性暂时性丧失。抑制剂可以通过 透析等方法 被
除去，并且能部分或全部恢复酶的活性。根椐
抑制剂与酶结合的情况，又可以分为两类
六、抑制剂对酶活性的影响
(1) 竟争性抑制
? 某些抑制剂的化学结构与底物相似，因而能与底物竟
争与酶活性中心结合。当抑制剂与活性中心结合后，
底物被排斥在反应中心之外，其结果是酶促反应被抑
制了。
? 竟争性抑制通常可以通过增大底物浓度，即提高底物
的竞争能力来消除。
六、抑制剂对酶活性的影响
2,可逆抑制
抑制剂的作用方式
(2) 非竟争性抑制
? 酶可同时与底物及抑制剂结合，引起酶分子构象变化，
并导至酶活性下降。由于这类物质并不是与底物竞争
与活性中心的结合，所以称为非竞争性抑制剂。
? 如某些金属离子（ Cu2+,Ag+,Hg2+）以及 EDTA等，通
常能与酶分子的调控部位中的 -SH基团作用，改变酶的
空间构象，引起非竞争性抑制。
六、抑制剂对酶活性的影响
抑制剂的作用方式
2,可逆抑制
可
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征
? 加入竞争
性抑制剂
后,Km
变大，酶
促反应速
度减小。
-4 -2 0 2 4 6 8 10
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1/[S]( 1/m m ol,L
-1
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1/v
（ 1） 竞争性抑制
无抑制剂
竞争性抑制剂
1/Vmax
? 加入非竞争性
抑制剂后,Km
虽然不变，但
由于 Vmax减小，
所以酶促反应
速度也下降了。
（ 2）非竞争性抑制
-4 -2 0 2 4 6 8 10
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1/v
无抑制剂
非 竞争性抑制剂
-1/km
六,激活剂对酶活性的影响
激活剂 (activator)对酶促反应速度的影响（ 380页）
凡是能提高酶活性的物质，都称为激活剂，分为三种,
1、无机离子：金属离子、阴离子（氯离子、溴离子）和
氢离子等。
2、中等大小的分子：谷胱苷肽,Cys,EDTA（乙二胺四
乙酸）等。
3、具有蛋白质性质的大分子物质，如酶原的激活中起作
用的酶。
THE END
