2018-01-04 18:07:16

米氏常数 免费编辑 添加义项名

B 添加义项
?
义项指多义词的不同概念,如李娜的义项:网球运动员、歌手等;非诚勿扰的义项:冯小刚执导电影、江苏卫视交友节目等。 查看详细规范>>
所属类别 :
其他
其他
编辑分类

米氏常数(Km)的含义是酶促反应达最大速度(Vm)一半时的底物(S)的浓度。它是酶的一个特征性物理量,其大小与酶的性质有关。它被广泛应用到生物化学、分子生物学、基因工程、生物制药、临床用药等领域的理论、实验和实践中。在20世纪初期,就已经发现了酶被其底物所饱和的现象,而这种现象在非酶促反应中,则是不存在的,后来发现底物浓度的改变,对酶反应速度的影响较为复杂。

5
本词条 目录字数过长, 欢迎各位 编辑词条,额外获取5个金币。

基本信息

  • 中文名

    米氏常数

  • 应用

    酶促反应

  • 数值

    达到其最大速度一半时底物浓度

  • 单位

    mol/l

  • 地位

    重要的动力学参数

  • 记法

    Km

折叠 编辑本段 一、概述

,1913年前后Michaelis和Menten作了大量的定量研究,积累了足够的实验证据,从酶被底物饱和的现象出发,按照中间产物设想,提出了酶促反应动力学的基本原理,并归纳为一个数学表达式,称之为米氏方程式:

[E]+[S]↔[ES]↔P+[E]

v=Vm[s]/(Km+[s])=Vm/(1+Km/[s])

式中,[E]为游离酶浓度;[S]为底物浓度;[ES]为酶与底物结合的中间络合物浓度;v为酶促反应速度;Vm为酶促反应最大速度;Km为米氏常数,是酶促反应达最大速度(Vm)一半时的底物(S)的浓度

折叠 编辑本段 二、Km的含义

Km的含义是酶促反应达最大速度(Vm)一半时的底物(S)的浓度。,即当V=Vm/2时,【S】=Km,单位为mol/l。Km是酶极为重要的动力学参数,其物理含义是指ES复合物的消失速度常数(k-1+k2)与形成速度常数(k1)之比。

折叠 编辑本段 三、Km的求法

Km即是当反应速度为最大反应速度一半时的底物浓度。从v-[s]矩形双曲线上可得V,再从V/2处可求得Km值,但实际上,即使用很大的底物浓度,也只能得到趋近于V的反应速度,而达不到真正的V,因此测不到准确的Km值,为了得到准确的Km值,可以把米氏方程式加以改变,使之成为斜截式:y=kx+b的直线方程,然后用图解法求出Km值 。

折叠 1.LineweaverBurk方程(双倒数作图法)

1/V=Km+[S]/Vmax[S]改写成1/V=Km/Vmax[S]+1/Vmax

实验时选择不同的[S]测定相应的v,求出两者的倒数,以1/v对1/[S]绘出工作曲线如下图,然后利用斜率,换算出Km。

实际上,由于操作条件和操作技能所限,以及操作时准确度达不倒要求,引入误差太大等原因,常常得不到这样的一条理想的直线,那么它的斜率就不是一个定值,因而Km的值就不能直接由这种作图法求出,或求出的Km值不准确。如果令1/v=0,则1/[S]的截距为-1/Km,然后根据具体的数值,换算出Km。但这需要在实验操作的同时要进行相关的推导和计算,并且是在明确1/[S]的截距与Km关系的前提之下 。[1]

折叠 2.Hanes作图法

[S]/V=1/Vmax[S]+Km/Vmax

上式也是直线方程式,称为Hanes方程式。用[S]/V对[S]作图,所得直线的斜率为1/Vmax,[S]/V轴上的截距为Km/Vmax,而[S]轴上的截距为-Km。Hanes法的优点为数据点在坐标图中的分布较平坦,但因[S]/V包含两个变数,这就增大了误差,且统计处理也复杂得多。

折叠 编辑本段 四、Km的意义与应用

米氏常数在酶学和代谢研究中均为重要特征数据 。[2]

(1)同一种酶如果有几种底物,就有几个Km,其中尾值最小的底物一般称为该酶的最适底物或天然底物。不同的底物有不同的Km值,这说明同一种酶对不同底物的亲和力不同。一般用1/Km近似地表示酶对底物亲和力的大小,1/Km愈大,表示酶对该底物的亲和力愈大,酶促反应易于进行。

(2)已知某个酶的Km,可计算出在某一底物浓度时,某反应速度相当于Vmax的百分率。

(3)在测定酶活性时,如果要使得测得的初速度基本上接近Vmax值,而过量的底物又不至于抑制酶活性时,一般[S]值需为Km值的10倍以上。

(4)催化可逆反应的酶,对正逆两向底物的Km往往是不同的。测定这些Km值的差别以及细胞内正逆两向底物的浓度,可以大致推测该酶催化正逆两向反应的效率,这对了解酶在细胞内的主要催化方向及生理功能有重要意义。

(5)当一系列不同的酶催化一个代谢过程的连锁反应时,如能确定各种酶的Km及其相应底物的浓度,还有助于寻找代谢过程的限速步骤。

(6)了解酶的Km值及其底物在细胞内的浓度,可以推知该酶在细胞内是否受到底物浓度的调节。如酶的Km远低于细胞内的底物浓度(低10倍以上),说明该酶经常处于底物饱和状态,底物浓度的稍许变化不会引起反应速度有意义的改变。反之,如酶的Km大于底物浓度,则反应的速度对底物浓度的变化就十分敏感。

(7)测定不同抑制剂对某个酶Km及Vmax的影响,可以区别该抑制剂是竞争性还是非竞争性抑制剂。

折叠 编辑本段 五、Km的影响因素

Km值随测定的底物种类、反应的温度、pH及离子强度而改变。

参考资料
  • 1. 李彦华 - 对米氏常数求法的一点补充【J】 - 辽宁工程技术大学学报 , 2006 . 25.
  • 2. 姚文兵 - 生物化学【M】 / 北京 - 人民卫生出版社 . 2015.

阅读全文

热点资讯