米氏方程 v=Vmax×[S]/(Km+[S]),這個方程稱為Michaelis-Menten方程,是在假定存在一個穩態反應條件下推匯出來的,其中 Km 值稱為米氏常數,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速度(v)達到1/2Vmax時的底物濃度(即Km=[S]),單位一般為mol/L,只由酶的性質決定,而與酶的濃度無關。可用Km的值鑑別不同的酶。當底物濃度非常大時,反應速度接近於一個恆定值。在曲線的這個區域,酶幾乎被底物飽和,反應相對於底物S是個零級反應。就是說再增加底物對反應速度沒有什麼影響。反應速度逐漸趨近的恆定值稱為最大反應速度Vmax。對於給定酶量的Vmax可以定義為處於飽和底物濃度的起始反應速度n。對於反應曲線的這個假一級反應區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k等於催化常數k cat,k cat是ES轉化為遊離的E和產物的速度常數。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係式:Vmax=k cat [E]total。從中得出:k cat=Vmax / [E]total。k cat的單位是s-1。催化常數可以衡量一個酶促反應的快慢。 米氏常數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。這可透過用[S]取代米氏方程中的Km證明,透過計算可得n=Vmax /2。Km和Vmax的意義 ①當ν=Vmax/2時,Km=[S]。因此,Km等於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可用於判斷反應級數: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,反應處於零級反應和一級反應之間,為混合級反應。 ④Km是酶的特徵性常數:在一定條件下,某種酶的Km值是恆定的,因而可以透過測定不同酶(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可用於酶的轉換數的計算:當酶的總濃度和最大速度已知時,可計算出酶的轉換數,即單位時間內每個酶分子催化底物轉變為產物的分子數。 ⑷Km和Vmax的測定:主要採用Lineweaver-Burk雙倒數作圖法和Hanes作圖法。雙倒數作圖 酶促反應中的Km和Vmax值有幾種測量方法。固定反應中的酶濃度,然後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底物濃度的圖中確定Km或Vmax值是很困難的,因為曲線接近Vmax時是個漸進過程。所以通常都是利用米氏方程的轉換形式求出Km和Vmax值。常用的米氏方程轉換形式是Lineweaver-Burk方程,也稱為雙倒數方程。 使1/ v 對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的絕對值;而1/Vmax是直線與y軸的截距。雙倒數作圖直觀、容易理解,為酶抑制研究提供了易於識別的圖形。抑制作用的影響競爭性抑制 Km值增大,Vmax值不變非競爭性抑制 Km值不變,Vmax值變小反競爭性抑制 Km值變小,Vmax值變小,但Vmax/Km值不變
米氏方程 v=Vmax×[S]/(Km+[S]),這個方程稱為Michaelis-Menten方程,是在假定存在一個穩態反應條件下推匯出來的,其中 Km 值稱為米氏常數,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速度(v)達到1/2Vmax時的底物濃度(即Km=[S]),單位一般為mol/L,只由酶的性質決定,而與酶的濃度無關。可用Km的值鑑別不同的酶。當底物濃度非常大時,反應速度接近於一個恆定值。在曲線的這個區域,酶幾乎被底物飽和,反應相對於底物S是個零級反應。就是說再增加底物對反應速度沒有什麼影響。反應速度逐漸趨近的恆定值稱為最大反應速度Vmax。對於給定酶量的Vmax可以定義為處於飽和底物濃度的起始反應速度n。對於反應曲線的這個假一級反應區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k等於催化常數k cat,k cat是ES轉化為遊離的E和產物的速度常數。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係式:Vmax=k cat [E]total。從中得出:k cat=Vmax / [E]total。k cat的單位是s-1。催化常數可以衡量一個酶促反應的快慢。 米氏常數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。這可透過用[S]取代米氏方程中的Km證明,透過計算可得n=Vmax /2。Km和Vmax的意義 ①當ν=Vmax/2時,Km=[S]。因此,Km等於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可用於判斷反應級數: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,反應處於零級反應和一級反應之間,為混合級反應。 ④Km是酶的特徵性常數:在一定條件下,某種酶的Km值是恆定的,因而可以透過測定不同酶(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可用於酶的轉換數的計算:當酶的總濃度和最大速度已知時,可計算出酶的轉換數,即單位時間內每個酶分子催化底物轉變為產物的分子數。 ⑷Km和Vmax的測定:主要採用Lineweaver-Burk雙倒數作圖法和Hanes作圖法。雙倒數作圖 酶促反應中的Km和Vmax值有幾種測量方法。固定反應中的酶濃度,然後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底物濃度的圖中確定Km或Vmax值是很困難的,因為曲線接近Vmax時是個漸進過程。所以通常都是利用米氏方程的轉換形式求出Km和Vmax值。常用的米氏方程轉換形式是Lineweaver-Burk方程,也稱為雙倒數方程。 使1/ v 對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的絕對值;而1/Vmax是直線與y軸的截距。雙倒數作圖直觀、容易理解,為酶抑制研究提供了易於識別的圖形。抑制作用的影響競爭性抑制 Km值增大,Vmax值不變非競爭性抑制 Km值不變,Vmax值變小反競爭性抑制 Km值變小,Vmax值變小,但Vmax/Km值不變