王镜岩生化第三版考研课件 第二章均相酶促反应动力学.pptVIP

第二章 均相酶催化反应动力学 化学反应的基础知识 反应进行的方向 反应进行的可能性 反应进行的限度 反应进行的速率 反应机制 反应速率及其测定 反应速率：单位时间内反应物或生成物浓度的改变。 设瞬时dt内反应物浓度的很小的改变为dS，则： 若用单位时间内生成物浓度的增加来表示，则： 反应分子数 反应分子数：是在反应中真正相互作用的分子的数目。 如：A → P　　　属于单分子反应 根据质量作用定律，单分子反应的速率方程式是： 双如：A＋B → C＋D　　属于双分子反应 其反应速率方程可表示为： 判断一个反应是单分子反应还是双分子反应，必须先了解反应机制，即了解反应过程中各个单元反应是如何进行的。 反应机制往往很复杂，不易弄清楚，但是反应速率与浓度的关系可用实验方法来确定，从而帮助推论反应机制。 反应级数 把反应速率与反应物浓度无关的反应叫做零级反应。　　　　　　　　　　v = k 反应分子数和反应级数对简单的基元反应来说是一致的，但对某些反应来说是不一致的。例如： Sucrose + H2O ─→ Glucose + Frucose 是双分子反应，但却符合一级反应方程式。 酶促反应动力学基础－反应速率 零级反应 一级反应　A ─→ B 积分后得： 这儿：k是反应速率常数，C是积分常数 若反应开始(t=0)时,A=A0,则C=A0, 最后得到: A=A0e-kt 二级反应　A+B ─→ C 酶促反应动力学基础－平衡常数 平衡：可逆反应的正向反应和逆向反应仍在继续进行，但反应速率相等的动态过程。 反应的平衡常数与酶的活性无关，与反应速率的大小无关，而与反应体系的温度、反应物及产物浓度有关。 平衡常数(K)的计算： 例：A+3B　　　2C+D 酶 作业一 1、何谓酶，酶与无机催化剂相比有哪些异同点？ 2、影响酶促反应的因素有那些？ 酶的基本特性 酶与无机催化剂比较： 1、相同点： 1）改变化学反应速率，本身几乎不被消耗； 2）只催化已存在的化学反应； 3）加快化学反应速率，缩短达到平衡时间，但不改变平衡点； 4）降低活化能，使化学反应速率加快。 5）都会出现中毒现象。 　　 酶促反应动力学基础 影响酶促反应的主要因素 浓度因素（酶浓度，底物浓度，产物浓度等） 外部因素（温度，压力，pH，溶液的介电常数，离子强度等） 内部因素（底物及效应物浓度，酶的结构） 酶与底物的作用机理 Lock and Key Model Induced-Fit Model 象手与手套的关系. 当底物接近酶的活性中心并与之结合时，酶的构象能发生改变，更适合于底物的结合。 酶反应动力学 酶反应动力学的两点基本假设： 反应物在容器中混合良好 反应速率采用初始速率 反应速率、底物浓度与时间的关系 底物浓度与反应速率的关系 反应速率、底物浓度与时间的关系 米氏常数Km的意义 Km值代表反应速率达到Vmax/2时的底物浓度。 Km是酶的一个特性常数，Km的大小只与酶的性质有关，而与酶浓度无关。但底物种类、反应温度、pH和离子强度等因素会影响Km值。因此可以用Km值来鉴别酶。 Km值可以判断酶的专一性和天然底物。 当k+2k-1时， Km ＝KS ，那么Km可以作为酶和底物结合紧密程度的一个度量，表示酶和底物结合的亲合力大小。 若已知Km值，可以计算出某一底物浓度时，其反应速率相当于Vmax的百分率。 例如:当[S]=3 Km时，代入米氏方程后可求得 v=0.75Vmax Km值可以帮助推断某一代谢反应的方向和途径。 催化可逆反应的酶，对正逆两向底物的Km值往往是不同的，例如谷氨酸脱氢酶，NAD+的Km值为2.5×10-5mol/L，而NADH为1.8×10-5 mol/L。测定这些Km值的差别及正逆两向底物的浓度，可以大致推测该酶催化正逆两向反应的效率。 问 题 动力学参数的求解 作图法(通过方程变换，将方程线性化) L-B法 H-W法 E-H法 积分法 非线性最小二乘法回归处理 信赖域法(Matlab 的优化工具箱) 遗传算法(不依赖于初值，可并行计算) L-B双倒数法 将米氏方程式两侧取双倒数，得到下列方程式： 以　　　　作图,得到一直线 缺点：实验点过分集中在直线的左下方，影响Km和Vmax的准确测定。 积分法 酶的转换数 酶的催化效率可用酶的转换数表示。在酶浓度一定，底物浓度大大大于酶浓度[Et]情况下，酶对特定底物的最大反应速度（Vmax）也是一个常数。 此时Vmax = K3[Et]。 K3表示酶被底物完全饱和时，每单位时间