一、酶促反应1913年,Michaelis和Menten根据Henri等提出的酶-底物复合物学说,用简单的快速平衡或准平衡概念推导了单底物的酶促反应方程,即米-曼氏方程(Michaelis-Menten equation)。酶促反应可表示为:
k1 k2 E + S ------------- ES -------- E + P k-1 酶 底物 酶-底物复合物 酶 产物
根据公式进行推导,反应速率(V0或v)与底物浓度[S]、酶浓度[E]和产物浓度[P]的关系如下:
式中Vmax为最大反应速率。这一公式与根据快速平衡学说推导的米-曼氏原始方程形式相同,区别在于用米氏常数Km取代了复合物ES的解离常数Ks,因此仍称为米-曼氏方程。
二、Km与Vmax(一)Km 若v=0.5Vmax,则Km=[S],可见Km值等于酶促反应的初速率为最大速率Vmax一半时的底物浓度。Km值一般在10-6~10-2mol/L之间。Km只与酶的性质有关,而与酶的浓度无关。Km是酶的特征性常数之一,在临床酶学分析中有重要意义。
1. 1/Km可近似地表示酶对底物的亲和力的大小,Km值越小,表示酶与底物的亲和力越大,反之亦然。
2. 如果一个酶有几种底物,则对每一种底物各有一个特定的 Km值,其中Km值最小的底物大都是该酶的最适底物或天然底物。
3.如已知酶的Km,可计算某一底物浓度时反应速率v和最大速率Vmax的比值,并可推知酶的活性中心被底物饱和的分数。同样,如要求v和Vmax有一定的百分比,也可算出所需底物浓度为其Km的多少倍。
4.利用工具酶来测定体液中某一成分的浓度或某一酶的催化活性浓度时,可根据米-曼氏方程或其衍变方程式来计算工具酶的用量。
5.测定Km值可鉴别不同来源但催化相同反应的酶是同一种酶或是同工酶。
6.如一个酶催化正逆两个方向,测定正逆两个方向底物的Km及底物浓度,可大体推测该酶在体内催化反应的方向及其催化效率。
7.在代谢酶系中,当一组酶催化连续的代谢反应时,如已知各酶的Km及其相应底物的浓度,有助于寻找代谢的限速步骤。