酶的動力學部分中有一些常數容易混淆,這裡簡單介紹一下。
1. Km和Ks
Km是米氏常數,定義為Km=(k-1+k2)/k1,物理意義是反應速度達到Vm一半時的底物濃度。
Ks是酶與底物複合物的解離常數,定義為Ks=k-1/k1。1/Ks是反映酶與底物親和力的參數。因為當k2極小時Km就近似等于Ks,所以說1/Km可近似表示酶與底物的親和力,1/Km越大,親和力越大。解離常數在研究兩個分子結合的時候經常寫作Kd。
2. 酶的轉化數(TN)與催化常數(kcat)
酶有一個重要的常數,叫做轉化數或轉換數,定義是:每分子酶或每個酶活性中心在單位時間内能催化的底物分子數(turnover number,TN)。對于具有多個活性中心的酶,一般計算單個活性中心的轉換數。時間一般用分鐘或秒。
轉化數有很多名字,它相當于酶反應的速度常數kp。也稱為催化常數(kcat)。在推導米氏方程的時候,它就是k2。1/kcat稱為催化周期。碳酸酐酶是已知轉換數最高的酶之一,高達60萬/秒,就是說,催化周期隻有1.7微秒。
轉換數的計算比較簡單,用Vm除以酶濃度即可。
3. 酶的專一性常數kcat/Km
kcat/Km稱為酶的專一性常數,它不受非生産性結合與中間産物積累的影響,可以表示酶對相互競争的幾種底物的專一性。生理條件下許多反應的底物濃度是很低的。在底物濃度很低時,v=(kcat/Km)[E][S],即kcat/Km是表觀二級速度常數。因為kcat /Km=k2k1/(k-1+k2),所以它小于k1,即小于酶和底物複合物生成的速度常數。
它不是真實的微觀速度常數,隻有當反應的限速步驟是酶與底物的相互碰撞時,它才是真實的微觀速度常數。擴散限制決定了速度常數的上限是一億到十億/M/s,碳酸酐酶、磷酸丙糖異構酶、乙酰膽堿酯酶等都接近這一極限,說明他們的進化已經很完善。
最後科普一下,速度常數用小寫的k,平衡常數用大寫的K。
有話要說...