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正文內(nèi)容

動(dòng)物生化第三章酶ppt課件(編輯修改稿)

2025-02-01 07:16 本頁(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 底物分子的活化能 。 增加了底物反應(yīng)速度 ? (二 ) 底物形變 ? 當(dāng)酶遇到它的專一性底物時(shí)不僅酶構(gòu)象受底物作用而變化,底物分子常常也受酶作用而變化。 ,稱為 應(yīng)變或形變效應(yīng) (strain effect)。 ? 使底物分子中內(nèi)敏感鍵中的敏感鍵的一端更加敏感,更易于發(fā)生反應(yīng)。 (三 ) 共價(jià)催化 ? 某些酶分子的催化基團(tuán)可以通過共價(jià)鍵與底物分子結(jié)合形成不穩(wěn)定的共價(jià)中間產(chǎn)物中間產(chǎn)物極易變成過渡態(tài) , 因而大大降低了活化能 , 使反應(yīng)速度大為提高這種催化稱為 共價(jià)催化 ? 共價(jià)催化分為 親核催化 和親電子催化 。 ? 酶中參與共價(jià)催化的基團(tuán)主要包括以下 親核基團(tuán): His 的咪唑基, Cys 的硫基, Asp 的羧基, Ser 的羥基等; 親電子基團(tuán): H+ 、 Mg2+、 Mn2+ 、 Fe3+ ? 某些輔酶,如焦磷酸硫胺素和磷酸吡哆醛等也可以參與共價(jià)催化作用。 ?(四 ) 酸堿催化 ? 酸催化 ? 在酶活性中心上,有些催化基團(tuán)是質(zhì)子供體 (酸催化基團(tuán) ),可以向底物分子提供質(zhì)子,稱為酸催化 (acid catalysis); ? 堿催化 ? 有些催化基團(tuán)是質(zhì)子受體 (堿催化基團(tuán) ),可以從底物分子上接受質(zhì)子,稱為堿催化。 ? 當(dāng)酸催化基團(tuán)和堿催化基團(tuán)共同發(fā)揮催化作用時(shí),可以大大提高底物反應(yīng)速度。 ? 在 pH接近中性的生物體中, His咪唑基,一半以酸的形式存在,另一半以堿的形式存在,既可以作為質(zhì)子供體,又可以作為質(zhì)子受體,而且,反應(yīng)速度很快。因此, His咪唑基成為許多酶的酸堿催化基團(tuán)。 酶活性中心上的催化基團(tuán) 氨基酸種類 酸催化基團(tuán) 堿催化基團(tuán) 質(zhì)子受體( )質(zhì)子供體( )G l u A s pL y sC y sT y rH i s, C O O H C O ONH3SH SOHC CHHNNH2+ONCH+C CHHN NHCH:酶分子中可作為酸堿催化的功能基?(五 ) 活性部位疏水空穴的影響 ? 已知某些化學(xué)反應(yīng),在非極性 (低介電常數(shù) )的介質(zhì)中,其反應(yīng)速度比在極性 (高介電常數(shù) )介質(zhì)中的反應(yīng)速度快得多。 ? 酶分子的活性中心是位于非極性的空穴中的。因此,可以推測(cè),非極性的空穴有利于提高酶促底物反應(yīng)速度。 第五節(jié) 酶活力測(cè)定 一、酶活力測(cè)定 ?酶活力 ( enzyme activity) ? 也稱酶活性,指酶催化一定化學(xué)反應(yīng)的能力。 ? 其大小可用在一定條件下,它所催化的某一化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速度來表示 ?酶反應(yīng)速度 ( reaction rate) ? 用單位時(shí)間內(nèi)、單位體積中底物的減少量或產(chǎn)物的增加量來表示。 ? 單位:濃度 /單位時(shí)間 產(chǎn)物濃度 酶反應(yīng)速度曲線 時(shí)間 斜率 =濃度 /時(shí)間 =? 引起酶反應(yīng)速度降低的原因: 底物濃度的降低; 酶的部分失活;產(chǎn)物對(duì)酶的抑制; 產(chǎn)物增加引起的逆反應(yīng)速度的增加等 研究酶反應(yīng)速度以酶促反應(yīng)的初速度( initial speed)為準(zhǔn)。 酶活力測(cè)定方法 ? 分光光度法( spectrophotometry) ? 多利用產(chǎn)物在紫外或可見光部分的光吸收性質(zhì),選擇適當(dāng)波長(zhǎng),測(cè)定反應(yīng)過程的進(jìn)行情況。簡(jiǎn)便、節(jié)約時(shí)間和樣品,可以檢測(cè) nmol/L水平的變化。 ? 熒光法 (fluorometry) ? 主要利用底物或產(chǎn)物的熒光性質(zhì)。靈敏度高,但易受到干擾。 ? 同位素測(cè)定法 ? 同位素標(biāo)記底物,反應(yīng)后經(jīng)分離,檢測(cè)產(chǎn)物的脈沖數(shù),即可換算成酶的活力單位。靈敏度最高。 ? 電化學(xué)方法: pH計(jì)、 氧電極法 二、酶的活力單位 ?酶的活力單位 ? 1961年,提出用“國(guó)際單位”( IU)表示酶活力, ?1個(gè)酶活力單位,是指在特定條件下, 1分鐘內(nèi)能轉(zhuǎn)化1微摩爾底物的酶量,或轉(zhuǎn)化底物中 1微摩爾有關(guān)基團(tuán)的酶量。 (25?C,最適底物濃度和最適 pH) ? 1IU=?mol/min ? 1972年,提出新的酶活力國(guó)際單位 ?最適條件下,每秒鐘能催化 1mol底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物所需的酶量 ?定為 1Kat=1mol/s 所以: 1Kat=60X106 IU ? 習(xí)慣用法:每小時(shí)催化 1克底物所需的酶量。 三、酶的比活力 ? 定義 ? 每毫克酶蛋白所具有的酶活力單位數(shù),用 U/mg蛋白、 IU/mg蛋白、 Kat/mg蛋白 表示 ? 實(shí)質(zhì)表示單位蛋白質(zhì)的催化能力 ? 酶制劑的酶含量及純度常用比活力的大小表示 ? 酶分離提純過程中,每一關(guān)鍵步驟都需測(cè)定酶的總活力和比活力,以監(jiān)視酶的去向 第六節(jié) 酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 化學(xué)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ) 一、底物濃度對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響 ? 在低底物濃度時(shí) , 反應(yīng)速度與底物濃度成正比 ? 當(dāng)?shù)孜餄舛冗_(dá)到一定值,反應(yīng)速度達(dá)到最大值( Vmax),此時(shí)再增加底物濃度,反應(yīng)速度不再增加 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20020406080100C o n c e n t r a t i o n o f S u b s t r a t e ( u mo l / L )Rate of Reaction(v)1903年, Henri用蔗糖酶水解蔗糖的實(shí)驗(yàn) ? 1913年前后, Michaelis和 Menten ? 假定 S+E≒ ES快速建立平衡 ? 底物濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于酶濃度 ? ES分解產(chǎn)物的逆反應(yīng)忽略不計(jì) ?推導(dǎo)出 米氏方程 方程: V=V m a x [ S ]K m + [ S ] 在 Michaelis和 Menten的酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)上, 1925年, Briggs和 Haldane提出酶反應(yīng)分兩步進(jìn)行,即 “ 穩(wěn)態(tài)平衡 ” 理論: 第一步: 第二步: [ES] 為中產(chǎn)物濃 [S] 為底物濃度 ES的形成速度為: ES的分解速度: 11v k [ E ] [ S ]?2 2 3v k [ ES ] k [ ES ]??當(dāng)整個(gè)反應(yīng)體系達(dá)到恒態(tài)時(shí),二者速度相等 1 2 3k [ E ] [ S ] k [ ES ] k [ ES ]??231kk[ E ] [ S ][ E S ] k??23m1kk Kk? ?m[ E ] [ S ] K[ E S ] ?令 則 整理得 [E]和 [ES]數(shù)值難測(cè),用 [Et]( 酶總濃度 )代替 [Et]= [E]+[ES] [Et] 為酶的總濃度 [Et]— [ES] 為游離酶濃度 tm( [ E ] [ E S ] ) [ S ] K[ E S ]? ?tm[ E ] [ S ][ E S ]K [ S ]? ?經(jīng)整理得 因?yàn)槊阜磻?yīng)速度與 [ES]成正比,所以 即 3v k [ E S ]?3v[E S ]k?代入上式,整理后得 3tmk [ E ] [ S]vK [ S]? ?當(dāng)?shù)孜餄舛葮O大時(shí) 代入上式,得 m a x 3V k [ ES ]? m a xmV [ S]vK [ S]??? 當(dāng)?shù)孜餄舛容^低時(shí), 反應(yīng)速度與底物濃度成正比,符合 一級(jí)方程 ? 當(dāng)?shù)孜餄舛容^高時(shí), 反應(yīng)速度與底物無關(guān),符合 零級(jí)反應(yīng) mK [ S]m a xmV v [ S]K?m[ S ] Km a x 3 tv V k [ E ]??0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20020406080100C o n c e n t r a t i o n o f S u b s t r a t e ( u mo l / L )Rate of Reaction(v)、求法及應(yīng)用 ?將米氏方程整理后,得 當(dāng)反應(yīng)速度等于最大速度一半時(shí) ,即 V = 1/2 Vma
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