底物浓度对酶促反应速率的影响

一、底物浓度对酶促反应速率的影响

在其他因素不变的情况下，底物浓度的变化对反应速率影响的曲线是矩形双曲线（图7-6）。在底物浓度较低时，反应速率随底物浓度的增加而急剧上升，两者成正比关系，反应为一级反应。随着底物浓度的进一步提高，反应速率不再成正比升高。在这一段，反应表现为混合级反应。如果继续加大底物浓度，反应速率将不再增加，表现出零级反应，这时酶已被底物饱和。

（一）米—曼氏方程式

1913年L.Michaelis和M.L.Menten提出了反应速率与底物浓度关系的数学方程式，即著名的米氏方程式：

式中：vmax为最大反应速率，[S]为底物浓度，KM为米氏常数，v是在不同[S]时的反应速率。

从式中可见，当底物浓度很低（[S]≪KM）时，v=vmax[S]/KM，反应速率与底物浓度成正比。当底物浓度很高（[S]≫KM）时，v=vmax，反应速率达最大速率，再增加底物浓度也不再影响反应速率。

（二）由米—曼氏方程式得到的结论

（1）当酶促反应V=Vmax/2(https://www.daowen.com)

由此看出KM值的物理意义，即KM值是当酶反应速率达到最大反应速率一半时的底物浓度，单位为mol/L。

（2）KM是酶和底物亲和力的量度，也是酶—底物复合物稳定性的量度。1/KM叫作“亲和力常数”，可近似地表示酶对底物亲和力的大小，1/KM越大，表示亲和力越大，因为1/KM越大，KM就越小，达到最大反应速率一半所需要的底物浓度就越小。

（3）KM值是酶的特征性常数之一，只与酶的结构、酶所催化的底物和反应环境（如温度、PH、离子浓度）有关，与酶的浓度无关。

（4）vmax是酶完全被底物饱和时的反应速率，与酶浓度成正比。

（三）KM和vmax值的测定

双倒数作图法又称林—贝氏作图法，是最常用的作图法（图7-7）。它将米氏方程等号两边取倒数，即得到林—贝氏方程式：

若以1/v对1/[S]作图，可得到一条直线，外推至与横轴相交，纵轴上的截距为1/vmax，横轴上的截距为-1/KM值，此作图法可求出KM和vmax。