107年:藥學三(第2次)

藥物經由酵素代謝的速率可用 Michaelis-Menten 方程式表示,下列何種情形下,酵素代謝的速率以一階次(first-order )速率進行?

A藥物濃度遠小於親合常數( C<<K M)
B藥物濃度等於親合常數( C = K M)
C藥物濃度遠大於親合常數( C>>K M)
D藥物濃度略大於親合常數( C>K M)

詳細解析

本題觀念:

Michaelis-Menten 方程式描述酵素催化反應速率與受質濃度(CC)的關係:

v=Vmax⋅CKM+Cv = \frac{V_{max} \cdot C}{K_M + C}

其中 VmaxV_{max} 為最大反應速率,KMK_M(Michaelis-Menten 常數)為反應速率達到 Vmax2\frac{V_{max}}{2} 時的受質濃度。本題考驗 CC 與 KMK_M 的大小關係如何決定反應動力學的級次(order)。

選項分析

(A) 藥物濃度遠小於親合常數(C≪KMC \ll K_M)✅ 當 C≪KMC \ll K_M 時,分母 KM+C≈KMK_M + C \approx K_M(CC 可忽略),方程式簡化為:

v≈VmaxKM⋅Cv \approx \frac{V_{max}}{K_M} \cdot C

此式中 VmaxKM\frac{V_{max}}{K_M} 為常數,vv 與 CC 成正比 → 一階次(first-order)動力學。消除速率常數 k=VmaxKMk = \frac{V_{max}}{K_M},藥物半衰期固定。

(B) 藥物濃度等於親合常數(C=KMC = K_M) 當 C=KMC = K_M 時,v=Vmax⋅KM2KM=Vmax2v = \frac{V_{max} \cdot K_M}{2K_M} = \frac{V_{max}}{2},反應速率為最大值的一半,屬於**混

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