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米氏方程的應(yīng)用
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| 通常米氏方程取倒數(shù)，可以得到雙倒數(shù)方程，即1/V~1/S的曲線，1/s是反應(yīng)時(shí)底物的濃度，但是1/v反應(yīng)時(shí)的速度是如何確定的？高手解答 |
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米氏方程 v=Vmax×[S]/（Km+[S])，這個(gè)方程稱為Michaelis-Menten方程，是在假定存在一個(gè)穩(wěn)態(tài)反應(yīng)條件下推導(dǎo)出來的，其中 Km 值稱為米氏常數(shù)，Vmax是酶被底物飽和時(shí)的反應(yīng)速度，[S]為底物濃度。由此可見Km值的物理意義為反應(yīng)速度（v）達(dá)到1/2Vmax時(shí)的底物濃度（即Km=[S]），單位一般為mol/L，只由酶的性質(zhì)決定，而與酶的濃度無關(guān)�？捎肒m的值鑒別不同的酶。當(dāng)?shù)孜餄舛确浅４髸r(shí)，反應(yīng)速度接近于一個(gè)恒定值。在曲線的這個(gè)區(qū)域，酶幾乎被底物飽和，反應(yīng)相對(duì)于底物S是個(gè)零級(jí)反應(yīng)。就是說再增加底物對(duì)反應(yīng)速度沒有什么影響。反應(yīng)速度逐漸趨近的恒定值稱為最大反應(yīng)速度Vmax。對(duì)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(yīng)速度n。對(duì)于反應(yīng)曲線的這個(gè)假一級(jí)反應(yīng)區(qū)的速度方程可寫成一種等價(jià)形式： n（飽和時(shí)）=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(shí)，所有的E都是以ES存在。方程（3.2）中還有另一個(gè)簡(jiǎn)單的關(guān)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(gè)酶促反應(yīng)的快慢。 米氏常數(shù)Km是酶促反應(yīng)速度n為最大酶促反應(yīng)速度值一半時(shí)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(jì)算可得n=Vmax /2。 Km和Vmax的意義 �、佼�(dāng)ν=Vmax/2時(shí)，Km=[S]。因此，Km等于酶促反應(yīng)速度達(dá)最大值一半時(shí)的底物濃度。 �、诋�(dāng)k-1>>k+2時(shí)，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。 �、跭m可用于判斷反應(yīng)級(jí)數(shù)：當(dāng)[S]<0.01Km時(shí)，ν=（Vmax/Km）[S]，反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)，即反應(yīng)速度與底物濃度成正比；當(dāng)[S]>100Km時(shí)，ν=Vmax，反應(yīng)為零級(jí)反應(yīng)，即反應(yīng)速度與底物濃度無關(guān)；當(dāng)0.01Km<[S]<100Km時(shí)，反應(yīng)處于零級(jí)反應(yīng)和一級(jí)反應(yīng)之間，為混合級(jí)反應(yīng)。 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(cè)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。 �、軰m可用來判斷酶的最適底物：當(dāng)酶有幾種不同的底物存在時(shí)，Km值最小者，為該酶的最適底物。 �、轐m可用來確定酶活性測(cè)定時(shí)所需的底物濃度：當(dāng)[S]=10Km時(shí)，ν=91%Vmax，為最合適的測(cè)定酶活性所需的底物濃度。 �、遃max可用于酶的轉(zhuǎn)換數(shù)的計(jì)算：當(dāng)酶的總濃度和最大速度已知時(shí)，可計(jì)算出酶的轉(zhuǎn)換數(shù)，即單位時(shí)間內(nèi)每個(gè)酶分子催化底物轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)物的分子數(shù)。 �、菿m和Vmax的測(cè)定：主要采用Lineweaver-Burk雙倒數(shù)作圖法和Hanes作圖法。 雙倒數(shù)作圖 酶促反應(yīng)中的Km和Vmax值有幾種測(cè)量方法。固定反應(yīng)中的酶濃度，然后分析幾種不同底物濃度下的起始速度，就可獲得Km和Vmax值。但直接從起始速度對(duì)底物濃度的圖中確定Km或Vmax值是很困難的，因?yàn)榍�接近Vmax時(shí)是個(gè)漸進(jìn)過程。所以通常都是利用米氏方程的轉(zhuǎn)換形式求出Km和Vmax值。常用的米氏方程轉(zhuǎn)換形式是Lineweaver-Burk方程，也稱為雙倒數(shù)方程。 使1/ v 對(duì)1/[S]作圖，可以獲得一條直線。從直線與x軸的截距可以得到1/Km的絕對(duì)值；而1/Vmax是直線與y軸的截距。雙倒數(shù)作圖直觀、容易理解，為酶抑制研究提供了易于識(shí)別的圖形。 抑制作用的影響 競(jìng)爭(zhēng)性抑制 Km值增大，Vmax值不變 非競(jìng)爭(zhēng)性抑制 Km值不變，Vmax值變小 反競(jìng)爭(zhēng)性抑制 Km值變小，Vmax值變小，但Vmax/Km值不變 |
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