【正文】
在 460nm觀察葡萄糖氧化酶 ( Glucose oxidase) FAD部分的氧化與還原。通過(guò)直接觀察 ES復(fù)合物形成過(guò)程,可以更一般地 直接計(jì)算 k+1和 k+2。 在 x = xmax /2 時(shí)的 s0值,用 s1/2表示 () k + 2 = s 0xm a x t1 / 2x m a x = se 0k 1 + k + 2k + 1 + sk + 1 = k 1 + k + 2s0 ( e 0 / x m a x 1 )如果 k+2 k1 , 那么, 利用 () 式, 則 () 式為 () 如此,我們可以利用 Chance法, 由 中曲線計(jì)算 k+1。 A = ∫0∞ x dt ≈ xmax t1/2 () 這里 xmax為 ES峰值, t1/2 是時(shí)間半寬度, 即 ES減少到它的極大值一半 時(shí)所要求的時(shí)間, 所示。 () 其中, A≡ () 因?yàn)? t = 0 時(shí), p = 0, x = 0 而, t = ∞ , p = p∞ = s0, x = 0 k + 2 = s 0∫0∞ xd t= s 0A∫0∞ x dt因此, ES 曲線下的面積正比于初始的底物濃度 s0, k+2由 s0/A 給出。 為此寫(xiě)出速度方程: dp/dt = k+2 x () 積分, p = k+2∫0t x dx + 常數(shù) () 如果積分是從 t=0 到 t = ∞ , 那么, k+2∫0t x dx = p ∞ = s0 = k+2A () 其中, A為 [ES]=x曲線下的面積?,F(xiàn)以 tryptophan pyrrolase(吡咯酶 )為例,加以說(shuō)明。 現(xiàn)在, 讓我們把注意力放在反應(yīng)中間提 ES復(fù)合物上。 K1 = 1 Sec1 。 S0 = 8 μM。結(jié)果如 所示。然而,由于這個(gè)方程是非 線性微分方程,因此無(wú)法得到解析解。 對(duì)于兩段機(jī)制, () e s x e p 物質(zhì)平衡要求 e0 = e + x s0 = s + x + p () 各組分的微分方程: s′= k+1 e s – k1 x = k+1 (e0 – x) s – k1 x () x′= k+1 (e0 – x) s – (k1 + k +2 ) x = k+1 (e0 – x) (s0 – x – p ) – (k1 + k +2 ) x () p′= k+2 x () 由 () 式有 x = p′/ k +2 x′= p″/ k +2 E + S E S E + P k + 1k 1k + 2在 () 式中, s不能用 s0代替。 (c) 50mM. τ l 的長(zhǎng)度隨底物濃度的不同而不同。 底物濃度為 (a)4mM。 無(wú)花果蛋白酶催化的苯甲酰 L精氨酸乙酯 (BAEE)的水解。 )x 102 M1Sec1, 計(jì)算中利用了 τ l 和 Km = x 102 M。從 ,反應(yīng)曲線有一個(gè) Lag。 Gutfreund 最先分析了蛋白水解酶反應(yīng)預(yù)穩(wěn)態(tài)的過(guò)程。 預(yù)穩(wěn)態(tài)動(dòng)力學(xué)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是觀察預(yù)穩(wěn)態(tài)的產(chǎn)物,可以得到基本階段 的速度常數(shù),甚至當(dāng)直接觀察 ES復(fù)合物困難時(shí),也是可以的。直線斜率為 ?0 。 把方程 , 積分后得到產(chǎn)物的時(shí)間過(guò)程 P = [P] = ?0t Pl( 1 eλ t) () 式中 ?0為穩(wěn)態(tài)初速度, () Pl 可以表示為 () 正如從 , P的時(shí)間過(guò)程為一條直線,斜率為 ?0,直線開(kāi)頭有一個(gè) Lag。為簡(jiǎn)化起見(jiàn),只考慮初相,即只有少量底物被轉(zhuǎn)化成產(chǎn)物。 一 . 預(yù)穩(wěn)態(tài)分析( e0 S0 ) 下面討論兩步機(jī)制: () E + S E S E + P k + 1k 1k + 2E + S E S E + P k + 1k 1k + 2 令 [E] = e, [E]0=e0, , [ES] = x , [S] = s, [S]0 = s0, [p]= p , 則有, e0 = e + x, s0 = s + x + p () ES生成速度方程為 dx/dt = k+1 e我們把預(yù)穩(wěn)態(tài)和 非穩(wěn)態(tài)成為酶反應(yīng)的瞬變相。 (2) 當(dāng) CA0 = C B0時(shí),則有 d CA/dt = k+1CA2,積分后, 1/CA=1/ CA0 + k+1t ( ) 讓 CA=CB≡ C, CA0 = C B0≡ C0, 那么 1/C = 1/C0 + k+1t ( ) 由 1/C對(duì) t圖的斜率可得到 k+1。根據(jù)條件的不同,有下面的一些結(jié)果: (1) 在 CA0? C B0時(shí),則有 A + B k + 1 Cl n [ ]C A0 ( C B 0 C C )C B 0 ( C A 0 C C ) = ( C B0 C A 0 ) k + 1 t( ) 若 CA0CB0, 則可以把反應(yīng)看成是一級(jí)反應(yīng) , 表觀一級(jí)速度常數(shù)為 k+1′ 。 如果下面條件成立 ( ) Δ C 0 = C A C A 0 = C B C B = C C C C Δ C = 1 k+ 1 Δ C 0 τ ( 1 e t /τ )Δ C 0 e t / τ1 /τ = k + 1 [ ( C A + C B ) ] + k 1C A + C B Δ C那么, ( )式中的 (?C)2可以略去,并且 的指數(shù)形式: ΔC = ΔC 0 e –t/τ ( ) 當(dāng)一種試劑如 A大過(guò)量時(shí), 我們有 ΔC CB0 CA0 ≈ CA 在這種情況下,可以把反應(yīng)處理成表觀一級(jí)反應(yīng),表觀一級(jí)速度常數(shù) kapp為 kapp = 1/τ= k+1 CA0 + k1 (CA0 CB0) 2. 不可逆反應(yīng) ( ) 這種情況處理起來(lái)要簡(jiǎn)單得多,即使 CA0≈ CB0也如此。 讓 t = 0 時(shí), A和 B 的其始濃度分別為 C0A和 C0B,那么, ?C0 表示 如下 ?C的時(shí)間過(guò)程有如下形式( ) ( ) 弛預(yù)時(shí)間的倒數(shù) 與 ()式相同。 對(duì)于下述反應(yīng) ( ) 可以得到有關(guān) ?C 的微分方程 d ?C /dt = { k+1 [( CA + CB ) ?C ] + k1} ?C = [ k+1 [( CA + CB )+ k1 ] ?C k+1 (?C)2 ( ) A + B Ck + 1k 1此時(shí), (?C)2 不能再略去,然而,微分方程 仍有解析解,但形式 復(fù)雜一些。 從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō) , 可以把 停流法的數(shù)據(jù)分析稱為遠(yuǎn)平衡處理 。 這樣我們可以把流動(dòng)法包括在 化學(xué)弛豫 (松弛 )法中 。恰當(dāng)?shù)卣f(shuō),體系至少含有比觀察到的弛預(yù)時(shí)間多的基本步驟。然而,實(shí)際上,大小接近的 τ很難分開(kāi),某些信號(hào)振幅小,也不容易探測(cè)到。它包括平衡濃度和速度常數(shù),也依賴于 弛預(yù)時(shí)間。上述微分方程的解有如下形式, i = 1,2,3,…… n 弛預(yù)時(shí)間等于特征方程實(shí)根本征值 λj 的倒數(shù)。 (b) 比 慢 得多時(shí),即如 。 A + B Ck + 1k 1 k + 2k 2 D (a) 比 快得多(見(jiàn) ) ,這里 K1 等于當(dāng) 1/τ2 = ( k+2+2k2)/2 時(shí)( CA + CB)濃度。如果能測(cè)出兩個(gè) 弛豫時(shí)間,那么,所有的速度常