生化工程,第二章酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)(已修改)
2025-02-25 23:57 本頁(yè)面
【正文】 p任課教師：鄭志永 副教授 高敏杰 博士p聯(lián)系方式： 13915290760電話(huà)： 13646170202郵箱： 生化工程生化工程第二章 均相酶催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)第二章 均相酶催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)Lysozyme《 生化工程 》Biochemical Engineering3? 脂肪酶催化酯化反應(yīng) : 生物柴油 油料 甘油 ＋ 脂肪酸實(shí) 例? 高果糖漿 : α淀粉酶 糖化酶 葡萄糖異構(gòu)酶 淀粉漿液 糊精 葡萄糖 果 糖甲醇 NaOH生物柴油4化學(xué)反應(yīng)的基礎(chǔ)知識(shí)化學(xué)反應(yīng)的基礎(chǔ)知識(shí)? 反應(yīng)進(jìn)行的方向? 反應(yīng)進(jìn)行的可能性? 反應(yīng)進(jìn)行的限度? 反應(yīng)進(jìn)行的速率? 反應(yīng)機(jī)制化學(xué)熱力學(xué)化學(xué)動(dòng)力學(xué)5反應(yīng)速率及其測(cè)定反應(yīng)速率及其測(cè)定? 反應(yīng)速率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)反應(yīng)物或生成物濃度的改變。? 設(shè)瞬時(shí) dt內(nèi)反應(yīng)物濃度的很小的改變?yōu)?dS，則：? 若用單位時(shí)間內(nèi)生成物濃度的增加來(lái)表示，則：tPtv6反應(yīng)分子數(shù)反應(yīng)分子數(shù)? 反應(yīng)分子數(shù) ：是在反應(yīng)中真正相互作用的分子的數(shù)目。? 如： A → P 屬于單分子反應(yīng)? 根據(jù)質(zhì)量作用定律，單分子反應(yīng)的速率方程式是：? 雙如： A＋ B → C ＋ D 屬于雙分子反應(yīng)? 其反應(yīng)速率方程可表示為：? 判斷一個(gè)反應(yīng)是單分子反應(yīng)還是雙分子反應(yīng)，必須先了解反應(yīng)機(jī)制，即了解反應(yīng)過(guò)程中各個(gè)單元反應(yīng)是如何進(jìn)行的。? 反應(yīng)機(jī)制往往很復(fù)雜，不易弄清楚，但是反應(yīng)速率與濃度的關(guān)系可用實(shí)驗(yàn)方法來(lái)確定，從而幫助推論反應(yīng)機(jī)制。7反應(yīng)級(jí)數(shù)反應(yīng)級(jí)數(shù)又如某一反應(yīng)： A + B → C + D式中 k為反應(yīng)速率常數(shù)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，整個(gè)化學(xué)反應(yīng)的速率服從哪種分子反應(yīng)速率方程式，則這個(gè)反應(yīng)即為幾級(jí)反應(yīng)。例：對(duì)于某一反應(yīng)其總反應(yīng)速率能以單分子反應(yīng)的速率方程式表示，那么這個(gè)反應(yīng)為 一級(jí)反應(yīng) 。符合雙分子反應(yīng)的表達(dá)式，為 二級(jí)反應(yīng) 。8把反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度無(wú)關(guān)的反應(yīng)叫做把反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度無(wú)關(guān)的反應(yīng)叫做 零級(jí)反應(yīng)零級(jí)反應(yīng) 。 v = k [A]0? 反應(yīng)分子數(shù)和反應(yīng)級(jí)數(shù)對(duì)簡(jiǎn)單的基元反應(yīng)來(lái)說(shuō)是一致的，但對(duì)某些反應(yīng)來(lái)說(shuō)是不一致的。例如：? Sucrose + H2O ─→ Glucose + Frucose? 是雙分子反應(yīng)，但卻符合一級(jí)反應(yīng)方程式。Sucrase因?yàn)檎崽堑南∷芤褐校?水的濃度比蔗糖濃度大得多 ，水濃度的減少與蔗糖比較可以忽略不計(jì)。因此，反應(yīng)速率只決定于蔗糖的濃度。 v = k [S]9酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)－反應(yīng)速率酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)－反應(yīng)速率零級(jí)反應(yīng)一級(jí)反應(yīng) A ─→ B 積分后得：這兒： k是反應(yīng)速率常數(shù)， C是積分常數(shù)若反應(yīng)開(kāi)始 (t=0)時(shí) ,A=A0,則 C=lnA0, 最后得到 : A=A0ektk AtA0一級(jí)反應(yīng)10二級(jí)反應(yīng) A+B ─→ Ckk指反應(yīng)的速率常數(shù)。反應(yīng)速率與反應(yīng)物的性質(zhì)和濃度、溫度、壓力、催化劑及溶劑性質(zhì)有關(guān)11酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)－平衡常數(shù)酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)－平衡常數(shù)? 平衡：可逆反應(yīng)的正向反應(yīng)和逆向反應(yīng)仍在繼續(xù)進(jìn)行，但反應(yīng)速率相等的動(dòng)態(tài)過(guò)程。? 反應(yīng)的平衡常數(shù)與酶的活性無(wú)關(guān)，與反應(yīng)速率的大小無(wú)關(guān)，而與反應(yīng)體系的溫度、反應(yīng)物及產(chǎn)物濃度有關(guān)。? 平衡常數(shù) (K)的計(jì)算：例： A+3B 2C+D12酶的基本概念酶的基本概念252。酶有很強(qiáng)的專(zhuān)一性252。較高的催化效率252。反應(yīng)條件溫和252。酶易失活l酶可加快反應(yīng)速率l降低反應(yīng)的活化能 (Ea)l不能改變反應(yīng)的平衡常數(shù) Kl不能改變反應(yīng)的自由能變化 (ΔG)13酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)影響酶促反應(yīng)的主要因素252。濃度因素 （酶濃度，底物濃度，產(chǎn)物濃度等）252。外部因素（溫度，壓力， pH，溶液的介電常數(shù)，離子強(qiáng)度等）252。內(nèi)部因素（效應(yīng)物，酶的結(jié)構(gòu)）14酶與底物的作用機(jī)理酶與底物的作用機(jī)理?Lock and Key Model15InducedFit Model? 手與手套的關(guān)手與手套的關(guān)系系 .? 當(dāng)?shù)孜锝咏府?dāng)?shù)孜锝咏傅幕钚灾行牟⒌幕钚灾行牟⑴c之結(jié)合時(shí)，與之結(jié)合時(shí)，酶的構(gòu)象能發(fā)酶的構(gòu)象能發(fā)生改變，更適生改變，更適合于底物的結(jié)合于底物的結(jié)合。合。16酶反應(yīng)動(dòng)力學(xué)酶反應(yīng)動(dòng)力學(xué)216。 酶反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的兩點(diǎn)基本假設(shè)： 反應(yīng)物在容器中混合良好 反應(yīng)速率采用初始速率17＋k+1k1E S ES ＋E單底物酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)單底物酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)k+2快速平衡學(xué)說(shuō)的幾點(diǎn)假設(shè)條件：1. 酶和底物生成復(fù)合物 [ES]，酶催化反應(yīng)是經(jīng)中間復(fù)合物完成的。2. 底物濃度 [S]遠(yuǎn)大于酶的濃度 [E]，因此 [ES]的形成不會(huì)降低底物濃度 [S]，底物濃度以初始濃度計(jì)算。3. 不考慮 P+E→ES 這個(gè)可逆反應(yīng)的存在。4. [ES]在反應(yīng)開(kāi)始后與 E及 S迅速達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。P18＋k+1k1E S ES ＋Ek+2快速平衡學(xué)說(shuō)由假設(shè) 3可得到產(chǎn)物的合成速率為：216。 對(duì)于單底物的酶促反應(yīng) :(2)(1)P由假設(shè) 4可得到：19對(duì)于酶復(fù)合物 ES的 解離平衡過(guò)程 來(lái)說(shuō)，其 解離常數(shù) 可以表示為 ,ES E + Sk1
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