【6.3.1】酶动力学(U)

动力学有关于化学反应的速率,而酶动力学则研究酶促反应的速率。研究酶动力学有助于理 解酶的催化机制、调节机制、酶在代谢中的作用和药物及毒物对它的作用

酶动力学是研究酶促反应速度及其变化规律和影响因素的一门学科。有多种因素可影响酶促反应的速度和酶的活力。

一. 酶促反应速率的测量

和一般化学反应相同,酶促反应速率(reaction velocity)用单位时间内底物浓度的减少或产物浓度的增加来表示。以不同时间的产物浓度对时间作图,可得到反应过程曲线。不同时间的反应速率为对应点的曲线斜率反应速率在最初的时间内保持恒定,随着酶促反应时间的延长,反应速率不断下降。引起这种现象的原因有多种,例如底物浓度下降、产物抑制、酶的活性发生变化、产物浓度增加从而加速逆反应的进行等。为了便于进行酶学研究,酶促反应速率以初速率(initial velocity)为准。

二. 酶的活力单位

酶的多少通常用酶的活力单位(U,activity unit)来度量。1个酶的活力单位(U)定义为在一定条件下,单位时间内转化单位量底物所需的酶量。1961年国际酶学委员会规定:1个酶活力国际单位(IU)是指在特定条件(温度为25℃,最适pH和最适底物浓度等),1分钟内转化1μmol底物所需的酶量。1972年国际酶学委员会又推荐了一种新的酶活力国际单位(Kat)。1 Kat是指在最适条件,1秒内转化1mol底物所需的酶量。Kat与IU之间的换算关系为:1Kat=6×107IU。

  • 1963年国际生化协会酶学委员会推荐采用国际单位(IU)来统一表示酶活性的大小.
  • 1976年对酶活性单位定义为:在特定的条件下,1 min能转化1μmol底物的酶量,即1IU=1μmol/min.目前国内外大多数临床实验室常省略国际二字,即将IU简写为U.
  • 1979年国际生物化学协会为了使酶活性单位与国际单位制(SI)的反应速率相一致,推荐用Katal单位(也称催量,Kat).即在规定条件下,每秒(s)钟催化转化1 mol底物的酶量,即1katal=1mol.s.
  • 我国法定计量单位制中,酶催化活性单位为katal,因表示血浆中酶量时过大,故常用mkatal或 nkatal表示.IU和katal间关系如下:1katal=6000U,1U=16.67nmol.s=16.67nkatal.

三. 酶的比活力

比活力(specific activity)可以表示酶的纯度,比活力是指每毫克蛋白质所含酶的活力单位数。有时比活力用每克酶制剂或每毫升酶制剂所含酶的活力单位数来表示。在酶学研究中,比活力是评价酶提纯效果的重要指标。

四. 影响酶促反应速度的因素

影响酶促反应速度的主要因素包括:

  1. 酶浓度
  2. 底物浓度
  3. 反应温度
  4. 反应介质的pH和离子强度
  5. 有无抑制剂或激活剂的存在等

。其中最重要的因素是酶和底物的浓度。

底物浓度如何影响反应速率的(How does substrate concentration affect the reaction rate)?

参考资料

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