生化反應(yīng)工程酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)(編輯修改稿)
2025-02-02 05:57 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 得底物不能與其結(jié)合或者結(jié)合后不能生成產(chǎn)物。 ? pH對(duì)酶反應(yīng)速度的影響 操作參數(shù)對(duì)酶促反應(yīng)的影響 ? 溫度對(duì)酶反應(yīng)速度的影響 A、在一定范圍內(nèi)，當(dāng)溫度升高時(shí)，與一般的化學(xué)反應(yīng)一樣，反應(yīng)速度加快。 B、當(dāng)溫度過(guò)高，會(huì)導(dǎo)致酶的變性，從而失去活性。 ?失活與 抑制 【 失活 】 (inactivation)：由于酶蛋白分子 變性 而引起的酶活力喪失的現(xiàn)象稱為失活。 【 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。 競(jìng)爭(zhēng)性抑制 非競(jìng)爭(zhēng)性抑制 反競(jìng)爭(zhēng)性抑制 可逆抑制 【 可逆抑制 】 (reversible inhibition)：抑制劑與酶以 非共價(jià)鍵 結(jié)合而引起酶活力降低或喪失，能用物理方法除去抑制劑而使酶復(fù)性，這種抑制作用是可逆的，稱為可逆抑制。 【 不可逆抑制 】 ：如果抑制劑與酶的基團(tuán)成共價(jià)結(jié)合，則此時(shí)不能用物理方法去掉抑制劑。此類抑制可使酶永久性地失活。例如：重金屬離子對(duì)酶的抑制作用。 不可逆抑制 抑制 可逆抑制和不可逆抑制 競(jìng)爭(zhēng)性抑制 (petitive inhibitions) E S I E I X P E + S + I [ES] E + P [EI] K3 K1 K1 K2 K3 當(dāng)反應(yīng)物系中存在與底物的結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，這一物質(zhì)也可能與酶的活性部位結(jié)合，形成非活性的復(fù)合物，阻礙了酶與底物的結(jié)合，從而影響酶促反應(yīng)，這種抑制作用稱為競(jìng)爭(zhēng)性抑制。 CSVVm a xKm有競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑無(wú)抑制劑抑制劑是底物的類似物； 提高底物濃度可消除競(jìng)爭(zhēng)性抑制。 競(jìng)爭(zhēng)性抑制 (petitive inhibitions) 非競(jìng)爭(zhēng)性抑制 (Nonpetitive Inhibitions) E + S + I [ES] + I E + P [EI]+S [ESI] K1 Km’ KI KI K1 K2 當(dāng)反應(yīng)物系中存在與酶的活性部位以外相結(jié)合，且這一結(jié)合與底物的結(jié)合無(wú)競(jìng)爭(zhēng)性關(guān)系的抑制作用稱為非競(jìng)爭(zhēng)性抑制。 E S E I S I X P 與競(jìng)爭(zhēng)性抑制相比較，當(dāng)有非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑時(shí)，無(wú)論如何提高底物的濃度也不會(huì)消除其抑制作用。 非競(jìng)爭(zhēng)性抑制 (Nonpetitive Inhibitions) CSVVm a xKm有非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑無(wú)抑制劑Vm a x I反競(jìng)爭(zhēng)性抑制 (Unpetitive Inhibitions) S E I + E S E S I X P 這種抑制劑僅能與 ES復(fù)合物 結(jié)合，而與 游離酶 不能直接結(jié)合。 E + S [ES] + I E + P [ESI] K1 KI K1 K2 各種抑制的比較 競(jìng)爭(zhēng)性抑制 非競(jìng)爭(zhēng)性抑制 反競(jìng)爭(zhēng)性抑制 Vmax 不變 減小 減小 Km 增大 不變 減小 ][)][1(][m axSKIKSVvImPP???])[)(][1(][m a xSKKISVvmIPP???])[][1(][m axSKIKSVvImPP???E E 底物抑制 (Substrate Inhibitions) S + S X P S E S S 底物抑制：對(duì)于某些酶促反應(yīng)，當(dāng)?shù)孜餄舛容^高時(shí)，反應(yīng)速率呈下降趨勢(shì)，稱為底物抑制。 E + S [ES] + S E + P [ESS] K1 KSI K1 k2 應(yīng)用穩(wěn)態(tài)理論，可得到底物抑制的酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程為 SIm KSSKSVv2m a x][][][????產(chǎn)物抑制 (product inhibitions) E E S E P P S P E + S + P [ES] E + P [EP] Km’ KP k2 產(chǎn)物抑制：酶促反應(yīng)中，有時(shí)隨產(chǎn)物濃度提高，產(chǎn)物與酶形成復(fù)合物，阻礙了底物與酶的結(jié)合，從而降低了酶促反應(yīng)的速度。 ][)/][1(][m a xSKPKSVvPm ???? 多底物酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 前面討論的都是指單底物的酶催化反應(yīng)，而實(shí)際酶催化反應(yīng)更復(fù)雜，可用下列通式表示： A+B+C+…=P+Q+R+… 這里僅討論雙底物的酶促反應(yīng)，根據(jù)反應(yīng)過(guò)程中形成的中間復(fù)合物的不同，可分為： 順序反應(yīng)機(jī)制 。 乒乓反應(yīng)機(jī)制。 順序反應(yīng)機(jī)制 順序反應(yīng) 是指所有底物與酶結(jié)合之后再釋放產(chǎn)物。 有序順序反應(yīng) 隨機(jī)順序反應(yīng) 順序反應(yīng) 有序順序反應(yīng) 隨機(jī)順序反應(yīng) 乒乓反應(yīng)機(jī)制 乒乓反應(yīng) 是酶先與一種底物結(jié)合后即釋放一種產(chǎn)物，酶發(fā)生了必要的變構(gòu)，然后再結(jié)合另一種底物，再釋放一種產(chǎn)物，釋放產(chǎn)物之后酶一般恢復(fù)為最初狀態(tài)。 3141 2 3E kk kk k kE A E E B E????? ??? ??? ???? ?? ? ?? ? ??Q A P B 各種抑制的比較 Km 抑制 抑制 競(jìng)爭(zhēng)性 反競(jìng)爭(zhēng)性 非競(jìng)爭(zhēng)性 Vmax 抑制 變大 不變 不變 變小 變小 變小 固定化酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 固定化酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ) 2個(gè) W和 1個(gè) H? ?What?什么是固定化酶？ 固定化酶： 水溶性酶通過(guò)物理和化學(xué)的方法，使之與不溶性載體結(jié)合形成的一種不再溶解的酶。 酶的固定化技術(shù) ：是將水溶性的酶分子通過(guò)一定的方式，如靜電吸附，共價(jià)鍵等與載體，如角叉菜膠、離子交換樹(shù)脂等材料，制成固相酶的技術(shù)。 固定化酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ) 2個(gè) W和 1個(gè) H? ?Why?為 什么要固定化？ 生物工業(yè)用酶大多
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