酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)ppt課件(編輯修改稿)
2025-02-01 20:11 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 10s左右；對(duì)于穩(wěn)態(tài)前速度和常數(shù)的測(cè)定需要快速留管法，它的時(shí)間極限是 t1/2~107s；或馳豫時(shí)間法，它的間歇極限 t1/2103s。 ? 反應(yīng)全過(guò)程和逆反應(yīng) ? ⑴當(dāng)產(chǎn)物不產(chǎn)生抑制，逆反應(yīng)不進(jìn)行，反應(yīng)全過(guò)程僅由底物濃度的降低決定時(shí)，米氏方程的積分式可用來(lái)描述反應(yīng)全過(guò)程： ? ⑵當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到一定時(shí)間后，隨著產(chǎn)物的積累，逆反應(yīng)不可忽視，其總動(dòng)力學(xué)方程為： ? 高底物濃度抑制與活化 ? ⑴高底物濃度引起抑制 ① V只有理論意義，僅能通過(guò) 1/v~1/[S]圖形的線性線段的延伸線與縱軸的交點(diǎn)才能獲得； ② K‘sKs，如 r＝ K‘s/Ks，則實(shí)際的最大速度 此時(shí)的底物濃度為 ③底物濃度很高時(shí)，上式變?yōu)? 39。 /( 2 )VV????ss39。KK39。 / ( 39。 [ S ] )ssv K V K??在酯酶、脲酶、二胺氧化酶等酶反應(yīng)中都可觀察到這種動(dòng)力學(xué)。 ? ⑵ 高底物濃度引起活化 KSaK’s時(shí)， 1/v~1/[S]圖形有線性關(guān)系，測(cè)得的 K’m=Km(1+KSa/K’s)，K’s是表觀 Km， Km的增大是因?yàn)樾纬闪藷o(wú)效的 ES部分。 ? 雙底物反應(yīng) 1 2 1 2S +S P +P根據(jù)反應(yīng) 過(guò)程中是 否形成三 元絡(luò)合物 連續(xù)機(jī)制 乒乓機(jī)制 隨機(jī)機(jī)制 有序機(jī)制 （ b）有序 BiBiNAD(P)+脫氫酶 （ a）有序 UniBi（磷酸酯酶、酯酶） （ c）隨機(jī) BiBi（己糖激酶、丙酮酸激酶） （ d）乒乓 BiBi（抗壞血酸氧化酶） ? ⑴ 連續(xù)機(jī)制反應(yīng)速度方程： ? ⑵ 乒乓機(jī)制反應(yīng)速度方程（ K’m1=0） ： 式中 Km1和 Km2分別為另一種底物大大過(guò)量條件下， v=V/2時(shí)，底物 S1和 S2的濃度，即 S1和 S2的米氏常數(shù)， K‘m為 ES1S2的解離常數(shù)。 當(dāng) S2一定時(shí)，以上兩式可表達(dá)成米氏方程的形式： V’和 K‘m與 V和 Km1不同，它們隨 S2的濃度而變化；但當(dāng) [S2]Km2時(shí)， V’和K’m與 V和 Km1接近。 雙底物反應(yīng)中一種底物大大超過(guò)其 Km時(shí)，其反應(yīng)可轉(zhuǎn)變?yōu)閿M單底物反應(yīng)，反應(yīng)速度可用米氏方程描述。 對(duì)于連續(xù)機(jī)制來(lái)說(shuō)，隨著 [S2]的增大，各直線的截距與斜率都降低；而乒乓機(jī)制的各直線卻是一組平行線，其斜率與 [S2]無(wú)關(guān)。 ? 高酶濃度 ? 在推導(dǎo)米氏方程中必須假定，底物濃度大大高于酶濃度，因此，在酶與底物混合后，酶 底物絡(luò)合物能迅速達(dá)到穩(wěn)態(tài)平衡。這種假定在體外很容易得到滿足，但體內(nèi)就不同，許多酶和它們的底物在細(xì)胞中濃度往往接近于 Km的水平。對(duì)于這種高酶濃度的反應(yīng)系統(tǒng)，米氏方程已經(jīng)不完全適用。 ? ChaCha方程： ? （八）酶濃度對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響 ? 當(dāng) [S] Km 時(shí)， v達(dá)到V， v~[E]呈線性關(guān)系，即酶速度與反應(yīng)速度成正比關(guān)系。 ? 這種線性關(guān)系的兩個(gè)保證條件： ? ①必須是初速度 ? ②必須用高底物濃度，[S]100Km。 ? （九）溫度對(duì)酶促反應(yīng)初速度的影響 ? ：反應(yīng)速度達(dá)到最大值時(shí)的溫度。 ? 動(dòng)物酶： 37~50℃ ；植物酶： 45~60 ℃ ；微生物酶差別較大。 ? 溫度對(duì)酶的影響： ? ①提高溫度可以增加反應(yīng)速度 ? ②提高溫度會(huì)使酶蛋白逐步變性而失活 ? ③最適溫度是酶的特征常數(shù)。 ? 酶的溫度溫度不是固定不變的常數(shù)，可隨作用時(shí)間等條件改變而變化。 測(cè)定酶的穩(wěn)定溫度的方法： 先讓等量的酶溶液分布在不同溫度下分別保溫一定時(shí)間，然后迅速冷卻，測(cè)酶活。 ? （十） pH對(duì)酶反應(yīng)初速度的影響 ? pH：酶表現(xiàn)最大反應(yīng)速度的某一 pH范圍。 ? 酶的最適 pH是酶的特征常數(shù)，但不是固定不變的常數(shù)。 ? ? ① pH直接影響了酶活性中心的必需基團(tuán)的解離狀態(tài)； ? ② pH影響了 ES中間復(fù)合物的解離狀態(tài)； ? ③ pH影響了底物的解離狀態(tài)； ? ④酶分子表面上其他可解離基團(tuán)的解離狀態(tài)隨 pH的改變而變化，可能影響了酶分子呈現(xiàn)活性所需的構(gòu)象； ? ⑤過(guò)高或過(guò)低的 pH可以引起酶蛋白的變性失活； ? ? 把等量酶分別放到一系列不同 pH的緩沖液中，在一定溫度下處理一段時(shí)間，然后再回到最適 pH，測(cè)反應(yīng)初速度，即酶活。 ? （十一）激活劑和抑制劑對(duì)酶促反應(yīng)初速度的影響 ? 激活劑（ Activator）：凡是能提高酶活性的物質(zhì) ? ? 陽(yáng)離子： H+和各種金屬離子，如： K+ 、 Na+ 、 Ca2+、Mg2+ 、 Zn2+ …… ? 陰離子： Cl、 Br、 I、 CN、 NO等。陰離子對(duì)酶的激活隨 pH的變化而變化。 ? 無(wú)機(jī)離子對(duì)酶活性的影響規(guī)律： ? ①與濃度有關(guān)，呈雙曲線關(guān)系； ? ②在一起的兩種離子對(duì)酶活性有拮抗作用。 Mg提高ATP酶活性， Ca則降低。 ? ③有時(shí)金屬離子之間可以相互替代； ? ④一種無(wú)機(jī)離子，對(duì)一種酶是激活，對(duì)另一種酶可能是抑制； ? ? 還原劑能使巰基酶分子內(nèi)的二硫鍵還原成 SH基，從而提高酶活性。如還原型谷胱甘肽等。 ? 金屬熬合劑能去除酶分子中的重金屬離子，從而解除重金屬離子對(duì)酶活性的抑制。如 EDTA。 ? ? 、 ? 某些蛋白酶能使無(wú)活性的酶原變成有活性的酶。如，胰蛋白酶可水解無(wú)活性的胰凝乳蛋白酶原成有活性的胰凝乳蛋白酶。 ? 激活劑對(duì)酶的激活作用的 類型 ： ? ①必須型：使無(wú)活性的酶變成有活性的酶； ? ②非必須型：使低活性的酶變成高活性的酶； 三、雙底物酶促反應(yīng)穩(wěn)態(tài)動(dòng)力學(xué) ? （一）按底物數(shù)分類的酶促反應(yīng) 底物數(shù) 酶分類 催化反應(yīng) 酶種類占總酶% 說(shuō)明 異構(gòu)酶 A? B 5% 真正單底物 裂合酶 A? B+C 12% 逆向反應(yīng)是雙底物反應(yīng) 水解酶 AB+H2O?A OH+BH 26% [H2O]可視為常數(shù) 氧化還原酶 基團(tuán)轉(zhuǎn)移酶 AH2+B?A+BH 2 A2++B3+?A 3++B2+ A+BX?AX+B 27% 24% 連接酶 A+B+ATP?AB+ADP+Pi A+B+ATP?AB+AMP+PPi 5% ? （二）雙底物酶促反應(yīng)機(jī)制的類型 ? ：指底物 A和 B與酶的結(jié)合有嚴(yán)格的順序，必須是先 A后 B。產(chǎn)物從酶分子上釋放，也有嚴(yán)格的順序，必須先 P后 Q。 ? 反應(yīng)步驟： ? 反應(yīng)機(jī)理： A和 B兩個(gè)底物結(jié)合在酶分子的不同位點(diǎn)上。當(dāng)酶和底物 A結(jié)合后，改變了酶分子構(gòu)象，使原來(lái)隱藏在酶分子內(nèi)部的底物 B的結(jié)合部位暴露出來(lái)，底物 B才與酶結(jié)合。 EA B P Q?????? ??+ B PE A E A E A B E PQ E Q E Q??? ????? ? ?? ? ??? ：指底物 A、 B與酶結(jié)合的順序是隨機(jī)的，無(wú)嚴(yán)格的先后之分。產(chǎn)物的釋放也是隨機(jī)的。 ? 反應(yīng)機(jī)理：酶分子與兩個(gè)底物 A和 B的兩個(gè)結(jié)合位點(diǎn)都處于暴露狀態(tài)，兩者與底物的結(jié)合，既互不依賴，也互不干擾。 A B P Q E EA EQ EB (EABEPQ) EP E
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