2012臨床執(zhí)業(yè)醫(yī)師考試輔導:酶促反應動力學

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(一)Km和Vmax的概念
     如果我們用底物濃度對反應速度作圖可以看出酶促反應呈雙曲線型,即當?shù)孜餄舛群艿蜁r,反應速度(V)隨著底物濃度([s])的增高,成直線比例上升。而當?shù)孜餄舛壤^續(xù)增高時,反應速度增高的趨勢逐漸緩和。一旦當[s]達到相當高時,反應速度不再隨[s]的增高而增高,達到了極限值,稱反應速度(Vmax)。當反應速度為反應速度一半時的[S]為Km值,Km值亦稱米氏常數(shù),為酶的特征性常數(shù)。不同的酶Km值不同,同一種酶對不同底物有不同的Km值。各種同工酶的Km值不同,也可借Km以鑒別之。上述反應過程經過數(shù)學推導可得出一方程式,即米氏方程:
     V=Vmax[s]/Km+[s]
     (二)最適pH值和最適溫度
     酶活性受其所在環(huán)境pH的影響而有顯著差異。其原因是酶的催化作用主要決定于活性中心及一些必需基團的解離狀態(tài),有的需呈正離子狀態(tài),有的需呈負離子狀態(tài),有的則應處于不解離狀態(tài),這就需要一定的pH環(huán)境使各必需基團處于適當?shù)慕怆x狀態(tài),使酶發(fā)揮活性。通常只在某一pH時,其活性,此pH值稱為酶的最適pH。pH偏離最適pH時,無論偏酸或偏堿,都將使酶的解離狀況偏離最適狀態(tài),使酶活性降低。各種酶的最適pH不同,但大多為中性、弱酸生或弱堿性。少數(shù)酶的最適pH遠離中性,如胃蛋白酶的最適pH為1.5,胰蛋白酶的最適pH為7.8。
     酶對溫度的變化極敏感。若自低溫開始,逐漸增高溫度,則酶反應速度也隨之增加。但到達某一溫度后,繼續(xù)增加溫度,酶反應速度反而下降。這是因為溫度對酶促反應有雙重影響。高溫度一方面可加速反應的進行,另一方面又能加速酶變性而減少有活性酶的數(shù)量,降低催化作用。當兩種影響適當時,即既不因溫度過高而引起酶損害,也不因過低而延緩反應進行時,反應速度最快,此時的溫度即為酶的最適溫度。溫血動物組織中,酶的最適溫度一般在37~40℃之間。僅有極少數(shù)酶能耐受較高的溫度,例如,TagDNA聚合酶在90℃以上仍具有活性。還有些酶,在較高溫度下雖然不表現(xiàn)活性,但卻表現(xiàn)為熱穩(wěn)定性,如胰蛋白酶在加熱到100℃后,再恢復至室溫,仍有活性。大多數(shù)酶加熱到60℃已不可逆地變性失活。酶的最適溫度與酶反應時間有關。若酶反應進行的時間短暫,則其最適溫度可能比反應進行時間較長者高。