最适pH、最适底物浓度和最适缓冲离子强度等。只有在最适条件下测定才能真实反映酶活力的大小。
随时间的延长，酶促反应中底物浓度降低，产物浓度增加，加速逆反应的进行，产物对酶抑制或激活作用以及随时间的延长引起酶本身部分分子失活等，酶促反应速率降低，因此测定活力，应测定酶促反应的初速率，从而避免上述种种复杂因素对反应速率的影响。
底物浓度太低时，5%以下的底物浓度变化实验上不易测准，所以在测定酶的活力时，往往使底物浓度足够大，这样整个酶反应对底物来说是零级反应，而对酶来说却是一级反应，这样测得的速率就比较可靠地反映酶的含量。
7.什么叫核酶和抗体酶它们的发现有什么重要意义
答：具有催化功能的RNA叫核酶。它的发现，表明RNA是一种既能携带遗传信息又有生物催化功能的生物分子。因此很可能RNA早于蛋白质和DNA，是生命起源中首先出现的生物大分子，而一些有酶活性的内含子可能是生物进化过程中残存的分子“化石”。酶RNA的发现，提出了生物大分子和生命起源的新概念，无疑促进对生物进化和生命起源的研究。
抗体酶是20实际80年代后期才出现的一种具有催化能力的蛋白质，其本质上是免疫球蛋白，但是在易变区被赋予了酶的属性，所以又称“催化性抗体”，抗体酶的发现，不仅为酶的过渡态理论提供了有力的实验证据，而且抗体酶将会得到广泛的应用。 8.解释下列名词：
（1） 生物酶工程：酶学和以DNA重组技术为主的现代分子生物学技术相结合的产物。 （2） 固定化酶：将水溶性酶用物理或化学方法处理，使之成为不溶于水的、但仍具有酶活
性的状态。
（3） 活化能：在一定温度下1mol底物全部进入活化状态所需要的自由能（kj/mol） （4） 酶的转化数：在一定条件下每秒钟每个酶分子转换底物的分子数。 （5） 寡聚酶：由两个以上亚基组成的酶。
（6） Kat单位：在最适条件下，酶秒钟催化1mol底物转化为产物所需的酶量，为Kat单
位。
（7） 酶偶联分析法：由于分光光度法有其独特的优点，因此把一些远类没有光吸收变化的
酶反应，可以通过与一些能引起光吸收变化的酶反映偶联使第一个酶反映的产物转变成第二个酶的具有光吸收变化的产物来进行测量。
（8） 诱导契合说：1958年Koshland提出，当酶分子与底物分子接近时，酶蛋白受底物分
子诱导，其构想发生有利于底物结合的变化，酶与底物在此基础上互补契合进行反应。
（9） 反馈抑制：许多小分子物质的合成是由一联串的反应组成的，催化此物质生成的第一
步的酶，往往被它们终端产物抑制。这种抑制叫反馈抑制。
（10）多酶复合体：由几种酶靠非共价键彼此嵌合而成。
9.用AgNO3对在10ml含有ml蛋白质的纯酶溶液进行全抑制，需用μmol AgNO3，求该酶的最低相对分子质量。
μg纯酶（Mr:92×103）在最适条件下，催化反应速率为μmol/min，试计算：（1）酶的比活力。[500U/mg]（2）转换数。[] 解：（1）比活力=μmol/min/1μg=500U/mg
（2）转换数=60×1÷（1×10-6/92×103×106）=
鲜重的肌肉含有40单位的某种酶，其转换数为6×104min-1，试计算该酶在细胞内 浓度（假设新鲜组织含水80%，并且全部在细胞内）。[×10-7 mol/L] 解：1/6×104×40÷（1×80%×103）=[×10-7 mol/L
12.焦磷酸酶可以催化焦磷酸水解或磷酸，其相对分子质量为120×103，由6个相同亚基组成。纯酶的Vmax为2800U/mg酶。它的一个活力单位规定为：在标准测定条件下，37℃、15min内水解10μmol焦磷酸所需要的酶量。问：（1）酶mg酶在每秒钟内水解多少mol 底物[×-5
10mol]。（2）每mg酶中有多少mol的活性部位（假设每个亚基上有一个活性部位）[5×10-8mol
活性中心]。（3）酶的转换数是多少[622s-1或622mol焦磷酸/（s·mol）酶活性中心] 解：（1）2800×10/15×1/（60×106）×1=×10-5 mol （2）1×10-3/120×103×6=5×10-8 mol （3）×10-5÷1×10-3/120×103×1/6=622
13.称取25mg蛋白酶粉配制成25ml酶溶液，从中取出酶液，以酪蛋白为底物，用Folin-酚比色法测定酶活力，得知每小时产生1500μg酪氨酸。另取2ml酶液，用凯氏定氮法测得蛋白质为，若以每分钟产生1μg 酪氨酸的酶量为1个活力单位计算，根据以上数据，求出：（1）1ml酶液中所含蛋白质量及活力单位。[蛋白质，250U]（2）比活力。[400U/mg蛋白质]（3）1g酶制剂的总蛋白含量及总活力。[，×105U] 解：（1）×÷（2×25/25）=
1500/60÷（×25/25）=250U （2）250÷=400U/mg
（3）÷（1×25/25）×1×103= ×103mg=
35
1500/60÷（×25/25）÷（1×25/25）×10=×10U
14.有1g淀粉酶酶制剂，用水溶解成1000ml，从中取出1ml测定淀粉酶活力，测知每5min分解淀粉。计算每g酶制剂所含淀粉酶活力单位数[3000U]（淀粉酶活力单位定义：在最适条件下每小时分解1g淀粉的酶量称为1个活力单位） 解：5×60÷（1/1000×1）=3000U
15.某酶的初提取液经过一次纯化后，竟测定得到下列数据：试计算比活力、百分产量及纯化倍数。[比活力：180U/mg蛋白质，百分产量：17%，纯化倍数：9倍] 体积/ml 活力单位/（U/ml） 蛋白质/（mg/ml） 初提取液 120 200 10 （NH4）2SO4盐析 5 810 4 解：（1）810/=180U/mg （2）810×5÷（200×120）×100%=17% （3）180÷（200/10）=9
第九章 酶促反应动力学
提要
酶促反应动力学是研究酶促反应的速率以及影响此速率各种因素的科学。它是以化学动力学为基础讨论底物浓度、抑制剂、pH、温度及激活剂等因素对酶反应速率的影响。化学动力学中在研究化学反应速率与反应无浓度的关系时，常分为一级反应、二级反应及零级反应。研究证明，酶催化过正的第一步是生成酶-底物中间产物，Michaelis-Menten该呢举中间产物学说的理论推导出酶反应动力学方程式，即Km、Vmax、kcat、kcat/Km。Km是酶的一个特征常数，以浓度为单位，Km有多种用途，通过直线作图法可以得到Km及Vmax。Kcat称为催化常数，又叫做转换数（TN值），它的单位为s-1，kcat值越大，表示酶的催化速率越高。kcat/Km常用来比较酶催化效率的参数。酶促反应除了单底物反应外，最常见的为双底物反应，按其动力学机制分为序列反应和乒乓反应，用动力学直线作图法可以区分。
酶促反应速率常受抑制剂影响，根据抑制剂与酶的作用方式及抑制作用是否可逆，将抑制作用分为可逆抑制作用及不可逆抑制作用。根据可逆抑制剂与底物的关系分为竞争性抑制、非竞争性抑制及反竞争性抑制3类，可以分别推导出抑制作用的动力学方程。竞争性抑制可以通过增加底物浓度而解除，其动力学常数Kˊm变大，Vmax不变；非竞争性抑制Km不变，Vˊmax变小；反竞争性抑制Kˊm及Vˊmax均变小。通过动力学作图可以区分这3种类型的可逆抑制作用。可逆抑制剂中最重要的是竞争性抑制，过度态底物类似物为强有力
的竞争性抑制剂。不可逆抑制剂中，最有意义的为专一性Ks型及kcat型不可逆抑制剂。研究酶的抑制作用是研究酶的结构与功能、酶的催化机制、阐明代谢途径以及设计新药物的重要手段。
温度、pH及激活剂都会对酶促反应速率产生重要影响，酶反应有最适温度及最适pH，要选择合适的激活剂。在研究酶促反应速率及测定酶的活力时，都应选择酶的最适反应条件。
习题
1.当一酶促反应进行的速率为Vmax的80%时，在Km和[S]之间有何关系[Km=[S]] 解：根据米氏方程：V=Vmax[S]/(Km+[S])得：
=Vmax[S]/(Km+[S]) Km=[S]
2.过氧化氢酶的Km值为×10-2 mol/L，当底物过氧化氢浓度为100mol/L时，求在此浓度下，过氧化氢酶被底物所饱和的百分数。[80%]
-3-2-3
解：fES=[S]/（Km+[S]）=100×10/×10+100×10)=80% 3.由酶反应S→P测得如下数据：
[S]/molL-1 V/nmolL-1min-1 ×10-6
-5
×10
-4
×10 ×10-3 ×10-2
（1） 计算Km及Vmax。[Km：×10-5，Vmax：75 nmolL-1min-1]
（2） 当[S]= 5×10-5 mol/L时，酶催化反应的速率是多少[ nmolL-1min-1]
（3） 若[S]= 5×10-5 mol/L时，酶的浓度增加一倍，此时V是多少[100 nmolL-1min-1] （4） 表中的V是根据保温10min产物生成量计算出来的，证明V是真正的初速率。 解：（1）由米氏方程得：
15=Vmax·×10-6/ (Km+×10-6)……① 60=Vmax·10-4/（Km+10-4）……② 由①、②得：Km=×10-5，Vmax=75 nmolL-1min-1
（2）V=75×5×10-5/（×10-5+5×10-5）= nmolL-1min-1 （3）50×2=100 nmolL-1min-1 （4）带如米氏方程可验证。
5.某酶的Km为×10-5 molL-1，Vmax为22μmolL-1 min-1，底物浓度为2×10-4 molL-1。试计算：（1）竞争性抑制剂，（2）非竞争性抑制剂，（3）反竞争性抑制剂的浓度均为5×10-4 molL-1时的酶催化反映速率这3中情况的Ki值都是3×10-4 molL-1，（4）上述3种情况下，抑制百
-1-1-1-1
分数是多少[（1）μmolL min，24%；（2）μmolL min，%；（3）μmolL-1 min-1，%] 解：（1）竞争性抑制剂的米氏方程为：V=Vmax[S]/(Km(1+[I]/Ki)+[S])
代入数据得：V=μmolL-1 min-1
i%=（1-a）×100%=（1-Vi/Vo）×100%=24%
（2）非竞争性抑制剂的米氏方程为：V=Vmax[S]/((Km+[S])(1+[I]/Ki)) 代入数据得：V=μmolL-1 min-1
i%=（1-a）×100%=（1-Vi/Vo）×100%=%
（3）反竞争性抑制剂的米氏方程：V=Vmax[S]/(Km+[S](1+[I]/Ki)) 代入数据得：V=μmolL-1 min-1
i%=（1-a）×100%=（1-Vi/Vo）×100%=%
6．今制得酶浓度相同、底物浓度不同的几个反应混合液，并测得反应初速率，数据见下表。请利用“Eadie-Hofstee”方程式，用图解法求出Km值及Vmax值。这种作图法与
Lineweaver-Burk作图法比较有何优点[Vmax=160μmolL-1 min-1,Km=×10-5 molL-1]
[S]/molL-1 V/μmolL-1min-1 ×10-4 130
-4
×10 110
-4
×10 89
-5
×10 62 ×10-5 53 ×10-5 38 ×10-5 32
解：将米氏方程改写成：V=Vmax-Km·V/[S],以V-V/[S]作图，得一直线，其纵截距为Vmax，斜率为-Km，由图得Vmax=160μmolL-1min-1,Km=×10-5 molL-1 优点：实验点相对集中于直线上，Km和Vmax测定值较准确。
7.对一个遵从米氏方程的酶来说，当底物浓度[S]=Km，竞争抑制剂浓度[I]=Ki时，反应的初速率是多少[V=1/3Vmax]
解：根据米氏方程可得：V=Vmax[S]/ (Km(1+[I]/Ki)+[S]),其中[S]=Km，[I]=Ki
V= VmaxKm/ (Km(1+Ki/Ki)+Km)=1/3 Vmax 8.用下列表中数据确定此酶促反应：（1）无抑制剂和有抑制剂的Vmax和Km值。[无抑制剂时Km=×10-5 molL-1，Vmax=50μmolL-1min-1，有抑制剂时：Km=×10-5 molL-1，Vmax=50μmolL-1min-1]（2）EI复合物的解理常数Ki。[Ki= ×10-3molL-1] [S]/molL-1 V/μmolL-1min-1 无抑制剂 有抑制剂（×10-3 molL-1） ×10-5 ×10-5 -5×10 ×10-5 ×10-5 解：（1）无抑制剂时：V=Vmax[S]/(Km+[S])，将表中数据代入此式可得Km=×10-5 molL-1，Vmax=μmolL-1min-1
对表中数据用V对[S]作图，求Km值，可判断有抑制剂时，Km值明显增大，故该抑制剂应为竞争性抑制剂。据V=Vmax[S]/(Km(1+[I]/Ki)+[S])以及Vmax不变的性质可得，此时Vmax=μmolL-1min-1，Km=×10-5 molL-1，Ki= ×10-3molL-1 9．同上。
10.从速率对底物浓度作图9-31中，求出下列参数（反应混合物中酶量为10-3μmol）。（1）Km；（2）Vmax；（3）kcat/Km；(4)转换数。[Km:5×10-4molL-1；Vmax:6μmolL-1min-1；kcat/Km: 2×105 mol-1Ls-1；转换数:100s-1]
解：Vmax=kcat·[Et]=k3·[E]=k3·[ES]
11.下面的叙述哪一个是正确的胰凝乳蛋白酶的转换数100s-1，DNA聚合酶是15s-1。 （1） 胰凝乳蛋白酶结合第五比DNA聚合酶有更高的亲和性。 （2） 胰凝乳蛋白酶反映速率比DNA聚合酶反映速率更大。
（3） 在特别的酶浓度和饱和底物水平下胰凝乳蛋白酶反应速率比DNA聚合酶在相同条件
下更低。
（4） 在饱和底物水平下，两种酶的反应速率，假若DNA聚合酶反应速率的倍则与胰凝乳蛋
白酶相等。
12.今有一酶反应，它符合Michaelis-Menten动力学，其Km为1×10-6molL-1。底物浓度为
molL-1时，反应初速度为μmolL-1min-1。试问：底物浓度分别为10-2molL-1、10-3molL-1和10-6molL-1时的反应初速率是多少[1×10-7 molL-1min-1，5×10-8 molL-1min-1] 解：∵Km=1×10-6molL-1《[S]= ∴V=Vmax=μmolL-1min-1
将题中数据代入米氏方程：V=Vmax[S]/(Km+[S])得：设[S]=xKm V=Vmax·xKm/((x+1)Km)=x/(x+1)·Vmax=1/(1+1/x)·Vmax V1= V2= V3=1/2·Vmax= 13．假设2×10-4 molL-1的[I]抑制了一个酶催化反应的75%，计算这个非竞争性抑制剂的Ki[×10-5 molL-1]
解：i%=（1-a）×100%=（1-Vi/Vo）×100%=75% Vi/Vo=1/4 → Vo=4Vi……①
再根据无抑制剂时的米氏方程：Vo=Vmax[S]/(Km+[S])……②
加入非竞争性抑制剂时：V=Vˊmax[S]/((Km+[S])(1+[I]/Ki))……③，此时Vmax变小，Km不变。
由①②③得：Ki=2×10-4/（4·Vˊmax/ Vmax-1） Vˊmax = Vmax
-5-1
Ki=×10 molL 14.如果Km为×10-4 molL-1 。Ki为2×10-5mol/L。在底物浓度为×10-3mol/L时，要得到75%的抑制，需竞争性抑制剂的浓度是多少[×10-4mol/L]
解：i%=（1-a）×100%=（1-Vi/Vo）×100%=75% Vi/Vo=1/4 → Vo=4Vi……①
再根据无抑制剂时的米氏方程：Vo=Vmax[S]/(Km+[S])……②
加入竞争性抑制剂时：V=Vˊmax[S]/(Kˊm(1+[I]/Ki) +[S])……③，此时Vmax变小，Km不变。
由①②③得：[I]=4KmKi/Kˊm-Ki+3[S][Ki]/Kˊm 加入抑制剂时，Km=Kˊm ∴[I]= ×10-4mol/L
15.举例说明什么是Ks型和kcat型不可逆抑制剂。什么是过度态底物类似物它属于何种类型抑制剂
答：Ks型抑制剂根据底物的化学结构设计，具有底物类似的结构，可以和相应的酶结合，同时还代有一个活泼的化学基团，能与酶分子中的必需基团反应进行化学修饰，从而抑制酶。因其专一性取决于抑制剂与活性部位必需基团在反应前形成非共价络合物的解离常数以及非活性部位同类基团形成非共价络合物的解离常数之比，即Ks比值，故这类抑制剂称不可逆Ks抑制剂。例如：胰蛋白酶要求催化的底物具有一个带正电荷的侧链，如Lys、Arg侧链。对甲苯磺酰-L-赖氨酰氯甲酮（TLCK）和胰蛋白酶活性部位必需集团His57共价结合，引起不可逆失活。
Kcat型不可逆抑制剂具有天然底物的类似结构，其本身也是酶的底物，能与酶结合发生类似于底物的变化。但抑制剂还有一个潜伏的反应基团，当酶对它进行催化反应时，这个潜伏反映基团被暴露或活化，并作用于酶活性部位的必需基团或酶的辅基，使酶不可逆失活，其专一性极高。例如β-卤代-D-Ala是细菌中丙氨酸消旋酶（AR）的不可逆抑制剂，属于磷酸吡哆醛类的自杀性底物。
过渡态底物类似物是化学结构类似过渡态底物（底物和酶结合成中间复合物后被活化的过渡形式）的抑制剂，属于竞争性抑制剂，如嘌呤腺苷水合形成是小牛脱氨酶反应过渡类似物。
第十章 酶的作用机制和酶的调节
提要
酶的活性部位对于不需要辅酶的酶来说，就是指酶分子中在三维结构上比较靠近的几个氨基酸残基负责与底物的结合与催化作用的部位，对于需要辅酶的酶来说，辅酶分子或辅酶分子上的某一部分结构，往往也是酶活性部位的组成部分。酶活性部位有6个共同特点。研
王镜岩《生物化学》课后习题详细解答
