生化工程,第二章酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)-預(yù)覽頁(yè)
【正文】 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。較高的催化效率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。 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。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。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。23由于 [S][E0],所以 [S][ES], [S][ES]≈[S]＋k+1k1E S ES ＋Ek+2 P根據(jù)穩(wěn)態(tài)假說(shuō)，(7)(3)(8)24(Km米氏常數(shù) )(9)(10)式中：MichaelisMenten 25k+1k1k+2m26快速平衡學(xué)說(shuō)與穩(wěn)態(tài)學(xué)說(shuō)在動(dòng)力學(xué)方程形式上是一致的，但 Km和 KS表示的意義是不同的。 Km值代表反應(yīng)速率達(dá)到 Vmax/2時(shí)的底物濃度。因此可以用 Km值來(lái)鑒別酶。 當(dāng) k+2k1時(shí)， Km ＝ KS ，那么 Km可以作為酶和底物結(jié)合緊密程度的一個(gè)度量，表示 酶和底物結(jié)合的親合力 大小。 Km值可以幫助 推斷某一代謝反應(yīng)的方向和途徑。LB法252。信賴域法 (Matlab的優(yōu)化工具箱 )252。 【 抑制 】 (inhibition)：由于酶的必需基團(tuán)化學(xué)性質(zhì)的改變，但酶未變性，而引起酶活力的降低或喪失，稱為抑制作用– 底物 與 效應(yīng)物 【 效應(yīng)物 】 (Effecter)：凡能使酶分子發(fā)生 別構(gòu)作用 的物質(zhì)叫效應(yīng)物，通常為小分子代謝物或輔因子。不可逆抑制抑制39不可逆抑制 ： 殺蟲(chóng)劑：二異丙基氟磷酸（ DFP）對(duì)乙酰膽堿酯酶的抑制－－乙酰膽堿酯酶是神經(jīng)傳導(dǎo)所必需的，這酶的抑制引起生命功能的迅速削弱。 41非競(jìng)爭(zhēng)性抑制 ： 非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑和底物可能分別與酶的不同部位結(jié)合。E + S [ES] + IE + P[ESI]Km’KI50With similar equations and derivatives as before, where and . we can get,51Plots on Unpetitive InhibitionsObviously, the effect of unpetitive inhibitions is a reduction in both and , and the result is a reduction in reaction rate.52EE底物抑制底物抑制 (Substrate Inhibitions)S+ S X PSE SS高濃度的底物會(huì)抑制一些酶促反應(yīng)。? 當(dāng)?shù)孜锓肿优c別構(gòu)酶結(jié)合時(shí)，能誘導(dǎo)酶的結(jié)構(gòu)改變，增加酶與底物的結(jié)合能力，表現(xiàn)出底物對(duì)酶的激活效應(yīng)。pH溫度 表面張力化學(xué)試劑 (醇 , 脲和過(guò)氧化物 )輻射 (光 ,微波 ,離子化 , g 射線等 )66pH對(duì)酶促反應(yīng)的影響對(duì)酶促反應(yīng)的影響I. 一些酶的活性中心存在 離子基團(tuán) ，因此Variation of pHII. 另一方面，底物分子中包含 離子基團(tuán) ，反應(yīng)體系的 pH也有可能會(huì)影響到底物與酶結(jié)合的 親和力 。E + HP+k2K172一般來(lái)說(shuō)中，酶促反應(yīng)的最佳 pH還是很難預(yù)測(cè)的，通常需要通過(guò) 實(shí)驗(yàn) 來(lái)確定。741. 溫度激活作用 (上升區(qū) ).酶催化反應(yīng)速率常數(shù)中的 k2與溫度的關(guān)系符合 Arrhenius方程 :即 , 式中 [E] 活性酶的濃度 。試求：(1)最大反應(yīng)速率是多少最大反應(yīng)速率是多少 ?(2)反應(yīng)反應(yīng) 20min后，底物濃度為多少？后，底物濃度為多少？解：已知米氏方程及題中條件知 [S0]Km則米氏方程可表示為10 min時(shí) ,[S]= 105,代入上式可得：Vmax=(ln10)/10= mol L1 min1當(dāng) t=20 min, ln[S]=ln[S0]Vmaxt/Km =ln() [S]20min= mol/L80I. Random sequential mechanisms 隨機(jī)機(jī)制底物TwoSubstrate Reactions8182Figure. Fixed substrate concentration dependence for enzymes displaying randomsequential mechanisms: (a) Dependence of V max on [A]。8687Figure . Fixed substrate concentration dependence for enzymes displaying pingpong mechanisms: (a) Dependence of V max on [
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