第二章-酶促反应动力学.pptVIP

第二章 均相酶促反应动力学 2.1 酶促反应动力学的特点 2.2 单底物均相酶促反应动力学 2.3 固定化酶促反应动力学 2.4 酶的失活动力学 2.1 酶促反应动力学的特点 2.1.1 酶的基本概念 酶是一种催化剂具备催化剂的特性 降低反应的活化能； 不影响反应的平衡常数； 加速反应的进行。 酶的化学本质是蛋白质 酶催化的特性 酶有很强的专一型； 酶的催化效率很高。 2.2 单底物均相酶促反应动力学 2.2.1 酶促反应动力学基础 2.2.2 M-M方程的建立及其特征参数的求取 由米氏方程可知： 当[S]Km rp=k+2e[S]/Km 当[S]Km rp≈rp,max=k+2e 3.特征常数Km和rp,max的求法 Lineweaver-burk法，双倒数法 说明 双倒数图解法用得最为广泛； 在S浓度较低的一侧，常因测定困难，rp值的误差有增大的倾向。 说明 此方法的优点是即使S浓度范围很大，也能通过图解法求得rp值； 但因两轴上都包含实测值rp，故误差较大。 Hanes—Woolf法(简称H—W法)，又称Langmuir作图法 ⊙ -1/Km 斜率=k+2e/Km 0 ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ 式中[SES]-不具有催化反应活性,是不能分解为产物的三元复合物。 有些酶反应，在底物浓度增加时，反应速率反而会下降，这种由底物浓度增大而引起反应速率下降的作用称为底物抑制作用。 稳态法 2.2.3 底物抑制动力学 稳态法 2.2.4 产物抑制动力学 稳态法 2.3 有抑制剂酶促反应动力学 2.3.1 竞争性抑制剂 稳态法 2.3.2 非竞争性抑制剂 对上述机理同样存在下述关系: CE0=CE+C[ES]+C[EI]+C[SEI] 式中C[SEI] —底物-酶-抑制剂三元复合物浓度 式中rI,max —存在非竞争性抑制时的最大反应速率 2.3.3 反竞争性抑制剂 2.4 复杂的酶反应动力学 拟稳态假设rES==0 * 第二章 酶促反应动力学 * 2.1.2 酶促反应的特征 优点 在常温、常压、中性范围条件下进行； 由于酶促反应的专一性，副产物较少； 与微生物相反应相比，体系简单，易控制最适条件 不足 酶促反应多限于一步或几步较简单的生化反应，与微生物体系相比，在经济上有时并不理想； 酶促反应条件温和，但一般周期较长，有发生染菌可能； 固定化酶反应体系有许多优于有利酶反应体系的优点，但并非是最佳的生物催化剂。 1.零级反应：酶促反应速率与底物浓度无关 式中： [S]---底物浓度； rmax—最大反应速率。 2.一级反应：反应速率与底物浓度的一次方成正比，即酶催化A→B的反应过程。 式中： K1—一级反应速率常数； a0—底物A的初始浓度； b—t时产物B的浓度。 3.二级反应：反应速率与底物浓度的一次方成正比，即酶催化A+B→C的反应过程。 式中： K2—二级反应速率常数； a0—底物A的初始浓度； b0—底物B的初始浓度； c—t时产物c的浓度。 4.连锁酶促反应 式中： k1,k2—各步骤反应速率常数； a,b,c—底物A,B,C的初始浓度； t＝0时,b＝0，代入上式求得C 5.举例 葡萄糖G 葡萄糖内酯L 葡萄糖酸P k2 k1 1.米氏方程[快速平衡说] An Enzymatic Reaction E enzyme S substrate ES enzyme-substrate complex P product 4个假设： 在反应过程中，酶的浓度保持恒定，即[E]tot =[E]free + [ES] 与底物浓度[S]相比，酶的浓度是很小的，因而可以忽略由于生成中间复合物而消耗的底物。 产物的浓度是很低的，因而产物的抑制作用可以忽略，即不必考虑逆反应的存在。换言之，据此假设所确定的方程仅适用于反应初始状态。 生成产物的速率要慢于底物与酶生成复合物的可逆反应速率，因此，生成产物的速 率决定整个酶催化反应的速率，而生成复合物的可逆反应达到平衡状态。因此，又称为“平衡”假设。 2.米氏方程[稳态法] An Enzymatic Reaction E enzyme S substrate ES enzyme-substrate complex P product 4个假设： 在反应过程中，酶的浓度保持恒定，即[E]tot =[E]free + [ES] 与底物浓度[S]相比，酶的浓度是很小的，因而可以忽略由于生成中间复合物而消耗的底物。 产物的浓度是很低的，因而产物的抑制作用可以忽略，即不必考虑逆反应的存在。换言之，据此假设所确定的方程仅适用于反应初始状态。 当从中间复合物生成产物的速率不能忽略，反应体系中底物浓度要比酶的浓度高得多，中间复合物分解时所得到的酶又立即与底物相结 合，从而使反应