反应机理与催化

米氏动力学(Michaelis–Menten kinetics)

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

想象一个只有一位职员的售票窗口。当只有寥寥几位顾客陆续到来时,职员能以他们到达的速度处理,于是吞吐量随人群增加而上升。可一旦排起长队,职员就开足马力了——再增加顾客也不再让什么加快;窗口已经到了天花板。米氏动力学所描述的,正是一种酶处理其底物时这种饱和的行为。

更准确地说,米氏动力学是描述酶催化反应的速率如何依赖于底物量的标准模型。底物少时,速率几乎成正比地攀升;底物多时,速率在一个最大速率 Vmax 处趋于平稳,因为每个酶分子都忙着。这个模型由两个数概括:Vmax(酶满负荷时的最高速度)和米氏常数 Km(给出 Vmax 一半时的底物浓度,是酶抓握底物紧不紧的一个粗略量度)。

为什么重要:这条简单的曲线让生化学家得以比较不同的酶、预测某个代谢步骤跑得多快,并理解阻断酶的药物如何起作用。诚实的提醒是:这个模型建立在简化假设上——主要是假设酶-底物络合物维持稳定的水平、且产物不会把过程堵住——所以它对许多酶描述得很好,却并非对所有酶;具有多个位点或协同行为的酶需要更丰富的模型。

给一种酶投喂越来越多的底物,并把速率画出来。曲线起初陡峭上升,随后弯折、趋平向一个上限。速率恰好等于这个上限一半时的底物水平就是 Km;那个上限本身就是 Vmax。两个数就概括了整条曲线。

一个先攀升、后饱和的速率——由 Vmax 和 Km 概括。

Km 小意味着即使底物浓度低,酶也能达到半速,即它紧紧地结合底物。Km 是一个浓度,不是速率;Vmax 是一个速率,并非酶单独的常数(它取决于存在多少酶)。

又称
米氏方程米氏方程Michaelis-Menten equation