酶催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)ppt課件(完整版)
【正文】 酶催化底物的反應(yīng)速率下降。 試求出 : (1) 當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行 3min，底物轉(zhuǎn)化 為產(chǎn)物的百分?jǐn)?shù)是多少？此時(shí)底物和產(chǎn)物的濃度分別是多少？ (2) 當(dāng) Cs0為 1 106mol/L時(shí)，也反應(yīng)了 3min，底物和產(chǎn)物的濃 度又是多少？ (3) 最大反應(yīng)速率 rmax值為多少？ 解 ：（ 1） Cs0＝ 1 105mol/L KttKrCCmsso ?? m a xlnt = 1min時(shí)， Xs＝ Cs＝ Cso（ 1Xs）＝ 1 105（ ）＝ 105mol/L K = t = 3min時(shí)， Cs＝ 105mol/L， Xs＝ 6％， Cp＝ 6 107mol/L （ 2）同理得 t = 3min時(shí)， Cs＝ 106mol/L， Xs＝ 6％， Cp＝ 6 108mol/L （ 3） rmax＝ KKm＝ 2 103 ＝ 105mol/（ L ? 如果有一個(gè)酶有幾種底物，則對每一種底物，各有一個(gè)特定的 Km值。 ⑴ 熱變性： Topt ⑵ 酸堿變性： （ pH） opt ⑶ 氧化變性： 巰基酶（ SH酶）易在空氣中氧化SH → SS而失活 酶反應(yīng)的特性 ? 條件溫和，能耗低 ? 反應(yīng)專一，精制易，體系較純易于控制，產(chǎn)物濃度高 ? 立體專一性利于不對稱合成、制備自然界沒有的新物質(zhì) ? 用組合酶、底物完成指定的多步合成轉(zhuǎn)換反應(yīng) 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) ? 只能利用底物中部分組分，一般只能在水溶液中進(jìn)行 ? 溫和的反應(yīng)條件也易于微生物繁殖易使酶染雜菌。 酶的催化共性 ? 反應(yīng)前后狀態(tài)不變：酶在反應(yīng)過程中，其立體結(jié)構(gòu)和離子價(jià)態(tài)可以發(fā)生某種變化，但在反應(yīng)結(jié)束時(shí)，一般酶本身不消耗，并恢復(fù)到原來狀態(tài)。 重點(diǎn)和難點(diǎn)： 第 1章 酶催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 酶催化反應(yīng)概論 簡單的酶催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 有抑制的酶催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 復(fù)雜的酶催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 反應(yīng)條件對酶催化反應(yīng)速率的影響 酶的界面催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 總結(jié) 酶催化反應(yīng)概論 國際生物化學(xué)協(xié)會 IUB（ International Union Biochemistry）按生化反應(yīng)類型分為 6類： 氧化還原，轉(zhuǎn)移，水解，裂合，異構(gòu)，連接酶。 比活力： 指每 1mg酶所具有的酶單位數(shù)，用 U/mg表示。 簡單的酶催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué) Michaelis 與 Menten 發(fā) 展出 酶動(dòng)力學(xué) Michaelis Menten Nelson amp。 1 2 211()ms Kk k kKkk? ? ????? ? ? 動(dòng)力學(xué)特征 Km Csr sr max1/ 2r max當(dāng) rp＝ 1/2 rp,max時(shí)，Km＝ Cs。例如：重金屬離子對木瓜蛋白酶的抑制作用。 酶可以同時(shí)與底物及抑制劑結(jié)合，兩者沒有競爭作用。 CsKCsrCsKKCCsrCkrmImIIESSI???????????m a x,m a x][2)()1(如何判斷復(fù)合物 [SEI]是否分解為產(chǎn)物？ 可通過改變抑制劑的用量并測定底物的反應(yīng)速率來判斷 ? CI增至某一濃度，反應(yīng)速率減小至趨于零：不能分解 ? 隨著 CI的增加，反應(yīng)速率趨于定值：能分解為產(chǎn)物 反競爭性抑制動(dòng)力學(xué) 酶僅與底物結(jié)合后才能與抑制劑結(jié)合 如：肼對芳香基硫酸酯酶的抑制作用就屬于此類。m a x,39。這類酶具有變構(gòu)部位和活性部位。 Michaelis對 pH與酶活力的關(guān)系提出三狀態(tài)模型的假設(shè)： E H 2 H ++ H +E 2 E H H ++ H +][2][][]2[20][220????????????????? E H SpsESE H SSEHEEHEHEE H SCkrrCCCCCCCdtdC][][39。一般是胞外酶較穩(wěn)定，而胞內(nèi)酶在外部環(huán)境中容易失活。 ][121ESEfEtmEtmmdtCCCkkkKCCsKCsKkdtd C E??????????????? δ＝ 1時(shí)，底物對酶失活沒有影響 ? δ＝ 0時(shí)，酶完全被底物所保護(hù)， [ES]完全不失活，此時(shí)只有游離酶失活 ? 0δ1時(shí)，底物對酶有部分保護(hù)作用，能在一定程度上抑制酶的失活 ? δ1時(shí)，底物加速酶的失活 酶的界面催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué) ? 液 固界面的酶催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 酶在底物上的吸附平衡 []adkkE S E S?而 0 [ ]s s ESC C C??[][][]0ESa E S d E Sd E Seqa E SdCk C C k Cdtk C CKkC? ? ???? 當(dāng)?shù)孜锷僧a(chǎn)物反應(yīng)為 C[ES]的一級反應(yīng)時(shí)， 22 [ ]()ESS O Ese q Ek C Cr k CKC????? 液 液界面的酶催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué) *2* * *[]dSKK kE E S E S E P?? ??? ?總結(jié) 簡單介紹酶催化反應(yīng)和普通化學(xué)催化反應(yīng)的共同性。 ？它的物理含義是什 么？抑制百分?jǐn)?shù)是怎樣判斷反應(yīng)的抑制類型？ 書上作業(yè)： 1， 2， 3， 4， 7， 8， 10， 12 。 簡單酶催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 詳細(xì)介紹簡單酶催化反應(yīng)模型、 平衡法、擬穩(wěn)態(tài)法 以及 酶動(dòng)力學(xué)參數(shù) 的求取方法。在使用時(shí)酶的失活對于酶催化反應(yīng)過程的設(shè)計(jì)和控制都是十分重要的。2222,????????????????????E HSHESbSEHHE HSaEHHEbEHHEHaE HSEHsmCCCKCCCKCCCKCCCKCCCK????????????????????????????HHHaaHmmEE H SsCKbKaCfCKKCfCsKCsrCsffKmCsfrCsfKfCsCkCkr39。 ? 變構(gòu)酶的作用機(jī)理十分復(fù)雜。m a x m a x1()eq Pe q P mK KrrK K K???? 雙底物酶催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 隨機(jī)機(jī)制 兩個(gè)底物 S1和 S2隨機(jī)地與酶結(jié)合，產(chǎn)物 P1和 P2也隨機(jī)地釋放出來。)1(m a x,m a x或)1/(39。 酶與底物結(jié)合后，也還可以與抑制劑結(jié)合。 類型： 競爭性抑制，非競爭性抑制，反競爭性抑制， 混合
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