中南民族大学研究生酶学第七章多底物酶反应动力学

第七章 多底物酶反应动力学

多底物酶占所有酶的一半以上。见下表：

表 酶反应按底物数的分类

反应底物数 单底物反应 单向一底物反应 假单底物反应 酶类型 异构酶 裂合酶 水解酶 氧化还原酶 双底物反应 基团转移酶 A + BXX + Y + ATP三底物或多底物反应 连接酶 X + Y + ATP7.1 双底物酶反应机制

7.1.1 顺序机制ordered mechanism

X-Y + AMP + PPi AX + B X-Y + ADP + Pi 6 24 AA-B + H2OAH2 + B酶催化反应式 AB B + C A-OH + BH A + BH2 占总酶数的% 5 12 26 27

此机制有三元复合物生成，大部分脱氢酶属于顺序机制。 7.1.2 Theorell Chance机制

此机制也属顺序机制，只是没有三元复合物生成。如肝醇脱氢酶，A为NAD+，B为乙醇，P为乙醛，Q为NADH。 7.1.3 随机机制random mechanism

许多激酶的催化机制属于此类。 7.1.4 乒乓机制ping pong mechanism

转氨酶、转磷酸酶、转酰基酶属于此机制。 7.2 双底物顺序反应动力学 7.2.1 反应模式

7.2.2 速度方程推导

按快速平衡法，如果k4、k5 << k－1、k－2，则总反应的限速步骤为EAB的生成，故可将反应模式简写成：

KmB?K[EA][B]， [EA]?mB?[EAB]

[B][EAB]KiA?KKK[E][A]， [E]?iA?[EA]， [E]?iAmB?[EAB]

[A][A][B][EA]V?kp[EAB]， [E]0?[E]?[EA]?[EAB]

V?VmVm[EAB]? ?KiAKmBKmB[E]?[EA]?[EAB]KiAKmBKmB??1[EAB]?[EAB]?[EAB][A][B][B][A][B][B]kp[EAB][E]0分子分母同乘以[A][B]得

V?KiAKmBVm[A][B]

?KmB[A]?[A][B]KmB?K[EA][B]，[EA]?mB?[EAB]

[B][EAB]KiA?KKK[E][A]， [E]?iA?[EA]， [E]?iAmB?[EAB]

[A][A][B][EA]V?kp[EAB]， [E]0?[E]?[EA]?[EAB]

V?VmVm[EAB]? ?KKK[E]?[EA]?[EAB]KiAKmBKiAmB?mB?1[EAB]?mB[EAB]?[EAB][A][B][B][A][B][B]kp[EAB][E]0分子分母同乘以[A][B]得

V?KiAKmBVm[A][B]

?KmB[A]?[A][B]a．当[A]固定，[B]可变时，速度方程可写成： V?Vm[B]KiAKmB?KmB?[B][A]?V?Vm[B]，此方程形式与米氏方程相同。

?KiA?KmB??1?[A]???[B]??b．当[B]固定，[A]可变时，速度方程可写成：

V?KiAKmB[B]Vm[A]Vm[A]??KmB[A]KiAKmB?KmB???[A]??[A]?1??[B][B][B]???Vm?[A]KmB1?[B]KiAKmB[B]?[A]KmB1?[B]

V?Vm?[A]KmB1?[B]KiAKmB?[A][B]?KmB，此方程形式也与米氏方程相同。

7.2.3 讨论

a．固定两种反应物中的任一种，都可以使速度方程写成米氏方程的形式；两种反应物浓度都变化时，则不为米氏方程的形式。

b．当[A]固定，[B]可变时，[A]影响表观米氏常数，不影响最大反应速度。 c．当[B]固定，[A]可变时，[B]既影响表观米氏常数，又影响最大反应速度。 7.2.4 作图法求动力学参数 7.2.4.1 [A]固定，[B]可变时 a．双倒数作图

1KmB?VVm?KiA?11??1????[A]?[B]V， ??m1?KiA?KmB??1?[A]????。

此直线的横轴截距＝?b．斜率对

1再作图 [A]KmBKiA1K??mBVm[A]Vm斜率＝

此直线的横轴截距＝?1。 KiAc．横轴截距绝对值的倒数对

1再作图 [A]?KiA?1?KmB?1??KK??KmB mBiA?[A]?[A]??此直线的横轴截距＝?1K。 iA7.2.4.2 [B]固定，[A]可变时 a．双倒数作图

1?KiAKmB?1?1?VV?m[B][A]Vm??1?KmB?[B]??? 在不同的[B]下以

11V对[A]作出不同的直线， 这些直线交于第三象限的一点，交点坐标为

?1?[B]??11?KmB??K,?，横轴截距＝?iAVm??K。 iAb．纵轴截距对

1[B]再作图 纵轴截距＝

1????1?KmB?1Vm[B]????KmBV?1? m[B]Vm此直线的横轴截距＝?1K。 mBc．横轴截距的绝对值对[B]再作图

1?[B]｜横轴截距｜＝

KmBK?11iAK?[B]? iAKmBKiA此直线的横轴截距＝?KmB。 7.3 Theorell Chance机制动力学 7.3.1 反应模式