酶促反應(yīng)動力學(xué)(2)-資料下載頁
2025-05-26 22:00本頁面
【正文】 1111可通過實(shí)驗(yàn)測得不同 [I]下 rI,max的，進(jìn)而確定 KI值。 如果 SEI也能分解為產(chǎn)物 ， 同樣可整理 出形式與 類似的速率方程式 ， 所不同的只 是 rI,max所包含的參數(shù)上 。 如何判斷復(fù)合物 SEI是否分解為產(chǎn)物 ，可通過改變抑制劑用量并測定底物的反應(yīng)速率來判斷 。 當(dāng) [I]增加到某一程度 ， rSI減小直至趨于 0， 則為 SEI不能分解為產(chǎn)物；如果隨著 [I]的增加 ， rSI趨于一定值 ， 則 SEI能分解為產(chǎn)物 。 PEISE I k ?? ?? ? 6? ?? ?SKSrrmISI ??? m a x,非競爭性抑制與競爭性抑制的主要不同點(diǎn)是：對競爭性抑制，隨著底物濃度的增大，抑制劑的影響可減弱；而對非競爭性抑制，即使增大底物濃度也不能減弱抑制劑的影響。從這個意義上說，競爭性抑制作用是可逆的，非競爭性抑制作用是不可逆的。 第四節(jié) 酶的失活動力學(xué) 酶是一種不穩(wěn)定的物質(zhì)，常因溫度、 pH等因素的影響而產(chǎn)生不可逆的活性下降。 酶在保存和參與反應(yīng)時均可能失活。前者的失活又稱為穩(wěn)定性。在使用時酶的失活規(guī)律對于酶催化反應(yīng)過程的設(shè)計(jì)和控制都是十分重要的。其中酶的熱失活，或稱作熱變性是最重要的一種酶失活形式。 一、 未反應(yīng)時的熱失活動力學(xué) 了解未反應(yīng)時酶的熱穩(wěn)定性關(guān)系到酶的保存。測定酶未反應(yīng)時的熱穩(wěn)定的方法，是在一定條件下，使酶溶液恒溫保持一定的時間，然后在最適宜的 pH和溫度下測定殘存的酶活力，即殘存酶活。 在不同溫度下反復(fù)測定，即可得到一條曲線。該曲線可以表示的酶失活特性，稱為酶的熱穩(wěn)定性。若改變保溫時間，則會得到不同的穩(wěn)定曲線。 如要了解酶在未反應(yīng)時的失活速率，可將殘存的酶活性對其失活時間作圖，則又可得到一條曲線，該曲線稱為失活曲線 。 這些曲線反映了酶的真正熱穩(wěn)定性。酶的熱變性失活很復(fù)雜。一般將其分為可逆失活與不可逆失活兩大類，并提出了多種失活動力學(xué)模型。下面主要介紹一步失活模型。 該模型又稱為一級失活模型。以 E和 D分別表示活性酶與失活酶，則失活反應(yīng)方程式可表示為 Kd和 Kr分別表示正、逆反應(yīng)的速率常數(shù)。 時間為 t時，活性酶 E的濃度為 [Et]，則活性酶的濃度隨時間的凈減少速率為 E Dk dk r? ? ? ? ? ?DkEkdtEdrtdt ???系統(tǒng)中酶的總濃度若以 [E0]表示 ， 則存在下式 [D]為失活的酶濃度 。 代入上式 ， 并利用初始條件 t=0， [Et]=[E0] ， 經(jīng)整理可得下式 對不可逆失活反應(yīng) ， Kr=0。 因此 ? ? ? ? ? ?DEE t ??0? ? ? ? ? ?? ?? ?tkkkkkk EE rddrrdt ????? e x p0? ? ? ? ? ?tkEE dt ?? e x p0 多數(shù)酶的熱失活服從上式 ， kd可稱為衰變常數(shù) ，單位為 。 kd的倒數(shù)稱為時間常數(shù) td。 當(dāng) [Et]為 [E0]的一半的時間稱為半衰期 。 用 表示 。 kd、td和 之間的關(guān)系為 ? ? 1?時間21t21t212ln1ttkdd ??二、反應(yīng)時酶的熱失活動力學(xué) 反應(yīng)時酶的穩(wěn)定性將直接關(guān)系到酶的使用壽命 ， 因而特別重要 。 酶在反應(yīng)中的穩(wěn)定性稱為操作穩(wěn)定性 。 假如做不同溫度下反應(yīng)轉(zhuǎn)化率隨時間的變化曲線 ， 即反應(yīng)過程曲線 ， 可得到如圖所示的結(jié)果 。 （ a）以溫度 T為參數(shù)，轉(zhuǎn)化率 X與時間 t的關(guān)系曲線 （ b）以時間 t為參數(shù)，轉(zhuǎn)化率 X溫度 T的關(guān)系曲線 從圖中可以看出，在時間一定時，隨著溫度的升高，反應(yīng)速率在增大，因而轉(zhuǎn)化率在提高；但當(dāng)溫度高到某一數(shù)值時，其轉(zhuǎn)化率反而下降。這時因?yàn)楫?dāng)溫度升高到某一值，酶的熱失活速率也在加速，致使活性酶的量在減少，因而反應(yīng)速率下降，最終為 0。又從圖中曲線可看出，對某一反應(yīng)時間，就有一轉(zhuǎn)化率最高的溫度，該溫度稱為最佳溫度。不同的反應(yīng)時間，有不同的最佳溫度。最佳溫度是溫度對酶催化速率和酶失活速率雙重作用的結(jié)果。 對于底物濃度的變化對酶穩(wěn)定性的影響，提出了下述模型。 E + S k+1k1ESk +2P + EDk dD + S k d 根據(jù)上述機(jī)理可看出 ， 無論是游離酶還是酶的復(fù)合物均有可能失活 ， 其失活速率方程可表示為 式中 其中 為底物對酶穩(wěn)定性的影響系數(shù) , [Ef]為游離酶濃度 。 ? ? ? ?? ? ? ?tmmdt ESKSKkdtEd ????? ?121??? ??kkkKm? ? ? ? ? ?ESEE ft ??? 根據(jù)上述模型可知： ① 時 ， 底物對酶失活沒有影響； ② 時 ， 酶完全被底物所保護(hù) ， 復(fù)合物 [ES] 完全不失活 ， 此時只有游離酶失活； ③ 時 ， 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； ④ 時，底物加速酶的失活。 1??0??10 ?? ?1??
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