反應機理與催化

米氏動力學(Michaelis–Menten kinetics)

/ my-kay-EE-liss MEN-ten /

想象一個只有一位職員的售票窗口。當只有寥寥幾位顧客陸續到來時,職員能以他們到達的速度處理,於是吞吐量隨人群增加而上升。可一旦排起長隊,職員就開足馬力了——再增加顧客也不再讓什麼加快;窗口已經到了天花板。米氏動力學所描述的,正是一種酶處理其底物時這種飽和的行為。

更準確地說,米氏動力學是描述酶催化反應的速率如何依賴於底物量的標準模型。底物少時,速率幾乎成正比地攀升;底物多時,速率在一個最大速率 Vmax 處趨於平穩,因為每個酶分子都忙著。這個模型由兩個數概括:Vmax(酶滿負荷時的最高速度)和米氏常數 Km(給出 Vmax 一半時的底物濃度,是酶抓握底物緊不緊的一個粗略量度)。

為什麼重要:這條簡單的曲線讓生化學家得以比較不同的酶、預測某個代謝步驟跑得多快,並理解阻斷酶的藥物如何起作用。誠實的提醒是:這個模型建立在簡化假設上——主要是假設酶-底物錯合物維持穩定的水平、且產物不會把過程堵住——所以它對許多酶描述得很好,卻並非對所有酶;具有多個位點或協同行為的酶需要更豐富的模型。

給一種酶投餵越來越多的底物,並把速率畫出來。曲線起初陡峭上升,隨後彎折、趨平向一個上限。速率恰好等於這個上限一半時的底物水平就是 Km;那個上限本身就是 Vmax。兩個數就概括了整條曲線。

一個先攀升、後飽和的速率——由 Vmax 和 Km 概括。

Km 小意味著即使底物濃度低,酶也能達到半速,即它緊緊地結合底物。Km 是一個濃度,不是速率;Vmax 是一個速率,並非酶單獨的常數(它取決於存在多少酶)。

又稱
米氏方程米氏方程Michaelis-Menten equation