v=Vmax[S]/(Km+[S],這個方程稱為Michaelis-Menten方程,是在假定存在一個穩(wěn)態(tài)反應條件下推導出來的,其中 Km 值稱為米氏常數(shù),Vmax是酶被底物飽和時的反應速度,[S]為底物濃度.由此可見Km值的物理意義為反應達到1/2Vmax的底物濃度,單位一般為mol/L,只由酶的性質(zhì)決定,而與酶的濃度無關.可用Km的值鑒別不同的酶.當?shù)孜餄舛确浅4髸r,反應速度接近于一個恒定值.在曲線的這個區(qū)域,酶幾乎被底物飽和,反應相對于底物S是個零級反應.就是說再增加底物對反應速度沒有什么影響.反應速度逐漸趨近的恒定值稱為最大反應速度Vmax.對于給定酶量的Vmax可以定義為處于飽和底物濃度的起始反應速度n.對于反應曲線的這個假一級反應區(qū)的速度方程可寫成一種等價形式:
n(飽和時)=Vmax=k[E][S]0=k[E]total=k cat[ES]
速度常數(shù)k等于催化常數(shù)k cat,k cat是ES轉(zhuǎn)化為游離的E和產(chǎn)物的速度常數(shù).飽和時,所有的E都是以ES存在.方程(3.2)中還有另一個簡單的關系式:Vmax=k cat [E]total.從中得出:k cat=Vmax / [E]total.k cat的單位是s-1.催化常數(shù)可以衡量一個酶促反應的快慢.
米氏常數(shù)Km是酶促反應速度n為最大酶促反應速度值一半時的底物濃度.這可通過用[S]取代米氏方程中的Km證明,通過計算可得n=Vmax /2.
Km和Vmax的意義
①當ν=Vmax/2時,Km=[S].因此,Km等于酶促反應速度達最大值一半時的底物濃度.
②當k-1>>k+2時,Km=k-1/k+1=Ks.因此,Km可以反映酶與底物親和力的大小,即Km值越小,則酶與底物的親和力越大;反之,則越小.
③Km可用于判斷反應級數(shù):當[S]<0.01Km時,ν=(Vmax/Km)[S],反應為一級反應,即反應速度與底物濃度成正比;當[S]>100Km時,ν=Vmax,反應為零級反應,即反應速度與底物濃度無關;當0.01Km<[S]<100Km時,反應處于零級反應和一級反應之間,為混合級反應.
④Km是酶的特征性常數(shù):在一定條件下,某種酶的Km值是恒定的,因而可以通過測定不同酶(特別是一組同工酶)的Km值,來判斷是否為不同的酶.
⑤Km可用來判斷酶的最適底物:當酶有幾種不同的底物存在時,Km值最小者,為該酶的最適底物.
⑥Km可用來確定酶活性測定時所需的底物濃度:當[S]=10Km時,ν=91%Vmax,為最合適的測定酶活性所需的底物濃度.
⑦Vmax可用于酶的轉(zhuǎn)換數(shù)的計算:當酶的總濃度和最大速度已知時,可計算出酶的轉(zhuǎn)換數(shù),即單位時間內(nèi)每個酶分子催化底物轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)物的分子數(shù).
⑷Km和Vmax的測定:主要采用Lineweaver-Burk雙倒數(shù)作圖法和Hanes作圖法.
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