发布时间 : 星期二 文章第三章 酶化学（含答案）更新完毕开始阅读
Vmax ＝ 134 × 10 -6 mol/L 当 [S] ＝ 1 × 10 -4 mo1/L 时
v ＝（ Vmax × [S] ）／（ [S] ＋ Km ）
＝（ 134 × 10 -6 × 1 × 10 一 4 ）／（ 1 × 10 一 4 ＋ 24 × 10 一 4 ） ＝ 5.36 × 10 -6 mol/( L · min ） ＝ 5.36 μ mol/( L · min)
8. 每毫升酶制剂含有 42 × 12 ＝ 504 活力单位
① 20 μ L 酶制剂含有 20 × 10 -3 × 504 ＝ 10.08 活力单位 酶促反应速度为： 10.08 μ mol/(mL · min)
② 5 μ L 酶制剂含有 5 × 10 -3 × 504 ＝ 2.52 活力单位 酶促反应速度为： 2.52 μ mo1/(mL · min)
③一般情况下，酶制剂都应当稀释 , 以便在适当的试验期间底物不被过分消耗，例如： 1 Omin 内 ,1mL 反应液内含 5 μ L 酶制剂，消耗的底物为：
[2.52 × 10 -6 mol ／（ mL · min ） ] × 10min ＝ 2.52 × 10 -2 mol/L
因此，为了保证底物的消耗低于 5 ％，必须使 [S]>0.5mo1/L 。如此大的底物浓度实际上很难达到的，所以酶制剂在使用前应当稀释。
9.pH5.5 。由于弱酸性 A - 离子底物的 pKa=4.5, 要保持底物呈负离子状态则 pH 一定要大于 4 .5 ；而同时组氨酸残基 (pKa ＝ 6.5) 又要保持质子化状态，所以 pH 一定要小于 6.5 。这样要最大限度地满足两者的要求，选择两者的中间 pH 是非常合适的，即 pH ＝ 5.5 。 10. 解：比活力＝总活力 /mg 蛋白 市售商品比活力为 2000U/1000mg=2U /mg 商品酶总活力为 l0mg × 2(U/mg)=20U 其比活力为 :20U/25mg=0.8U/mg 蛋白
11. 解 : ①米氏方程： v ＝ Vmax[S] ／（ Km+[S] ）根据 Lineweaver-Burk 作图法，将表中的数据换成 mmol/L , 并将 v 和 [S] 取倒数（ v -1 ， [S] -1 ），列表如下：
[S] -1 (mmol/L -1 )
20 10 5 2
v -1 ( 无抑制 )
1 0.666 0.5 0.4
v -1 （加琥珀酸 50 mmol/L ）
1.75 1.05 0.714 0.47
②用表中 [S] -1 分别对无抑制剂及加琥珀酸的 v -1 按 Lineweaver-Burk 作图法作图，求 Km 及 Vmax 。
从你自己的图中看出无抑制剂 -1/Km=-10,Km=0.1, 有抑制剂时 Km=0.2 ， Vmax ＝ 3.33 ，加抑制剂只改变了 Km, 增大了 Km ，而 Vmax 未变，说明属竞争性抑制。 12. 略
13. 解 : ①每个单位为 l0 μ mol ， 15min 内 lmg 酶催化焦磷酸水解速度为 （ 3600 × IO μ mo1 ） /15min ＝ 2400 （μ mol/min ） ＝ 2400 μ mol/60s ＝ 40 μ mol/s
＝ 4 × 10 -5 （ mol/s ） ②每毫克酶中有酶分子的摩尔数为
0.OO 1g /120000 （酶相对分子质量）＝ 8.33 × 10 -9 mol
17
＝ 8.33nmol
由于每个酶分子含有 6 个亚基（ 6 个活性中心），所以每毫克酶中含有活性中心的活性中心摩尔数为 8.33 × 10 -9 mol × 6 ＝ 5 × 10 -8 mol
③酶的转换数指“分子活力”或“摩尔活力”，即在最适条件下每摩尔酶每分钟转换的底物摩尔数。对于多亚基（多活性中心）酶则为每摩尔活性中心在最适条件下每分钟转换底物的摩尔数，即： Kcat ＝ 2400 × 10 -6 ／ (5 × 10 -8 ) ＝ 48000 （ min -1 ） 14. 解：①可用双倒数作图法求 Km 及 Vmax
注意：在此类题目中不能用解方程的方法来计算。因为表中所给出的数据一般是从实验中得到的。这类数据一般都有一定的误差，而这些误差只能用作图法来消除。如果用列方程的方法来计算，我们只能选出其中的两组数据进行计算，这样得到的结果实际上是在这两点所得的直线上，每两组数据所得的直线都是不同的，所以这样得到的结果一定误差很大。 15. 解 :[S] 为 0.5mo1/L 时的速度可以称为最大速度，据米氏方程计算为 v = 5 μ mol/min.
16. 答：酶量不能用重量或浓度表示，而用酶活力（单位）来表示。酶活力单位的定义是在一定条件下，一定时间内将一定量的底物转化为产物的酶量定为一个单位。酶活力测定可以测定底物的单位时间消耗量，更常用的是产物的单位时间的产量，测定结果是否真实反映酶活力与测定时的酶促反应条件是否适宜有关。
①对 pH 的要求，同一种酶在不同的 pH 下测得的反应速度不同，最适 pH 时酶的活力最大。 pH 之所以影响酶活力是因为酶是蛋白质，过酸过碱都会使酶变性， pH 既影响酶活性中心基团的解离状态，又影响底物的解离，从而影响催化活性，最适 pH 能保证酶本身的稳定性及催化活性。但酶的最适 pH 不是一个特征常数，它因不同的酶、底物、反应类型及缓冲液成分而不同。
②对温度的要求。酶对温度最敏感，但一般不在酶活性最大的最适温度下进行，这是因为测定酶活力需要一定时间，而在最适温度下，酶的稳定性差，很短时间内就会变性，因此，通常在 20 -50 ℃ 测定，且因酶的Q 10 在 1-2, 每改变 1 ，反应速度就差 10 ％，所以应把温度控制在正负 0 。 1 ℃ 的范围内。
③对底物浓度的要求，要求底物浓度大大超过酶浓度，使酶达到饱和从而达到最大速度。
④对酶浓度的要求，在测定酶活力时，要求酶浓度远小于底物浓度，从而保证酶促反应速度与酶浓度成正比，这是测定酶活力的依据。
⑤对反应时间则要求测定反应初速度，测定酶活力要求时间越短越好，一般反应恰当的程度是指底物浓度消耗不超过 5% ，以保证酶活力与速度成正比的直线关系。这是因为随时间的延长产物积累，加速了逆反应，酶活性稳定性下降，底物浓度降低。
17. ①米氏常数（ Km 值）是酶促反应动力学中间产物理论中的一个常数，根据中间产物酶促反应动力学原理，酶促反应过程可作如下表达 E ＋ S==ES → E ＋ P ， 1961 年国际酶学委员会规定：修改后的米氏常数为上式三个解离常数的复合函数 , 即 Km ＝（ K 2 ＋ K 3 )/K 1 。因此 Km 可看作是 ES 形成和解离趋势的代表。在特殊情况下， Km 在数值上等于酶促反应速度达到 Vmax/2 时的 [S] ，单位 mol/L 。 Km 值在 K3< ② Km 的意义： Km 是酶的特征常数，即当底物一定 ,pH, 温度和离子强度等因素不变时， Km 具常数意义，其值一般在 10 -6 至 10 -2 的数量级范围内， Km 是一种酶针对一种底物及化学反应而言的， Km 在酶学及代谢中具重要意义，可利用实验数据对下列方面进行探讨。 a. 在测酶活力时，如果要使测得的初速度基本接近 Vmax , 可根据已知 Km 求出应加人的底物的合理浓度，一般 [S] 至少为 Km 值的 10 倍以上，反过来，根据 [S] 与 Km 的倍数关系，可以计算出在某一底物浓度时的反应速度，如 [S] ＝ 3Km 时 v=0.75 Vmax 。 b.Km 值在特殊情况下 v=Vmax/2 时，等于 [S] ，单位也同 [S] 一样，这反映了 Km 的物理意义 , 又因酶的催化活性与酶的活性中心相一致，所以 Km 可视为酶的活性中心被底物占据一半时所需的 [S] ，当 Km 已知时，任何 [S] 时酶活性中心被底物饱和的分数 f ES 可求出，用来研究活性中心 f ES ＝ v/Vmax ＝［ S ］ / （ Km ＋ [S] ）。 18 c.Km( 或 1/Km) 大小，能反应酶与底物的亲和关系， 1/Km 愈小，酶与底物亲和力愈小，反之愈大。在一些专一性较差的酶中，常有几个底物，也就有几个 Km ，根据 1/Km 的大小，可判断 1/Km 值最大的那个底物是此酶的天然最适底物，而酶即根据天然底物命名。同理，根据 Km 值反映出的酶与底物的亲和力，可以鉴别不同来源的同工酶是原级还是次级同工酶。次级同工酶对同一底物的 Km 往往是不同的 , 而原级同工酶对同一底物的 Km 常是相同的。 d. 了解酶的 Km 及其底物在细胞内的浓度可推知该酶在细胞内是否受到底物浓度的调节，如 Km 值远低于胞内 [S] （ 10 倍以上），说明该细胞常处于底物饱和状态，稍变化的 [S] 不会引起反应速度有意义的改变，反之， Km ＞ [S] 则酶促反应速度对 [S] 十分敏感。 e. 催化可逆反应的酶，对正逆反应底物的 Km 往往不同， Km 测定差别可以推测主要催化方向及其生理意义。 f. 当一系列不同酶催化一个连锁反应时，如已确定 Km 值及相应底物浓度，可有助于了解限速步骤。 g. 测定不同抑制剂对某个酶的 Km 及 Vmax 的影响，可区别抑制剂是竞争性的还是非竞争性的抑制剂。 18. 答 : ①米氏方程是根据中间产物学说推导出酶促反应中的 [S] 与 v 关系的数学式，它反应了 [S] 与 v 之间的定量关系，可以根据其中的 Km 对酶进行一系列研究（参阅上题），另外将米氏方程的 1/v 对 1/[S] 作图，可直接从图中求出 Vmax 及 Km; 将米氏方程变为（ v - Vmax ）＝ - vKm 时，与（ x-a ）（ y+b)=K 的典型双曲线方程一致，因此公式推导和实验得到的 [S] 对 v 的曲线完全相同，给中间复合物理论一个有力的证据。 ②局限性：米氏方程假定形成一个中间复合物因而其动力学只适合单底物反应，对实际存在的多底物、多产物的酶促反应均不适用；对体内的多酶体系催化的反应过程也不能很好解释；在一些变构酶催化的反应中表现出的协同效应也与米氏方程表示的 [S] 与 v 的关系不大相符。 19. 答 : ①变构酶一般都含 2 个以上亚基，亚基在结构上及功能上可相同或不同。 ②变构酶的分子中一般有两种与功能相关的部位，即调节部位和催化部位，二者在空间上分开，可在同一亚基或不同亚基上。 ③每个酶分子可结合一个以上的配体（包括底物，效应剂，激活剂，抑制剂），理论上结合底物和效应剂的最大数目同分别与催化部位和调节部位数目一致。 ④配体和酶蛋白的不同部位相结合时，可在底物 - 底物，效应剂 - 底物和效应剂 - 效应剂之间发生协同效应，此效应可是正协同也可是负协同，其中同促效应以正协同居多。 ⑤协同效应可用动力学图来鉴别，可用协同系数大于 1 、小于 1 或等于 1 表示。 ⑥别构酶因其协同效应，因而动力学曲线为 S 形（正协同效应），而非双曲线或是表观双曲线（负协同效应）不符合米氏方程。 ⑦别构酶出现协同效应的机制，可以是酶和配体结合引起酶分子空间构象的改变，从而增加或降低了酶和下一分子配体的亲和力。 20. 请自己参考教材。 19