環(huán)境工程微生物學第六章-文庫吧資料
2025-01-22 09:41本頁面
【正文】 競爭性抑制：抑制劑與底物機構類似，爭先與酶的活性中心結合， 從而降低酶促反應速度； – 非競爭性抑制：抑制劑與酶的活性中心以外的位點結合，并不妨礙酶與底物的結合； – 反競爭性抑制：抑制劑只能與中間產物 (ES)結合為酶 抑制劑 底物的復合物 (IES)，而不能與 E結合為酶 抑制劑 (IE)的抑制作用 。 – 不可逆抑制是與酶蛋白結合后很難自發(fā)分解、不能用透析法除去的抑制劑，必須用其他化學反應才能將抑制劑從酶分子上移去。 (3) 溫度對酶促反應速率的影響(續(xù) ) (4) pH值 pH 反 應 速 度 pH對酶反應速度的影響 最適 pH (4) pH值 （續(xù)） ? 引起底物分子和酶分子的帶電狀態(tài)的改變，從而影響酶和底物的結合 ? 過高、過低 pH會影響酶的穩(wěn)定性，進而遭到不可逆性的破壞 緩沖劑種類及 pH值對酶促反應速率的影響 a乙酸鹽； b檸檬酸鹽； c磷酸鹽 分類 時間 細胞或酶的濃度 持續(xù)的 可誘導的 細胞 酶 時間 時間 添加基質 添加化合物 如氨基酸 可抑制的 (5)、激活劑 ? 激活劑：引起酶的催化活性或強化催化活性的物質 ? 激活作用：酶促反應只有當某一種適當?shù)奈镔|存在時，才表現(xiàn)出酶的催化活性或強化其催化活性，該性質叫對酶的激活作用。 ? 溫度系數(shù) (Q10)：溫度每升高 10℃ ，酶促反應速率隨之相應提高的因數(shù)。 – 高濃度的底物降低了水的有效濃度，降低了分子擴散性，從而降低了酶促反應速率； – 過量的底物會與激活劑結合，降低了激活劑有效濃度，也會降低酶促反應速率； – 過量的底物聚集在酶分子上，生成無活性的中間產物，不能釋放出酶分子，從而也會降低反應速率。 Ks＝ mg/L 0 100 2000100200300400?/ssm1 ? ?m sk ? ?td＝ ln2/ μmax＝ h smmS KS??? ??典型微生物的生長速度 生物 生長速率 倍增時間 μ [h1] [h] 2 Yeast 雜交瘤細胞 昆蟲細胞 影響酶促反應速率的因素 ? (1)、酶 – 當?shù)孜餄舛茸銐驎r，酶促反應速率在一定范圍內與酶的濃度成正比，當酶濃度很高時，速度曲線逐漸折向平緩 . (2) 底物濃度 ? 當酶的濃度一定而其他條件不變時，酶促反應速率與低底物濃度成正比關系； ? 隨著底物濃度的增加，酶促反應速率逐漸趨向一個極限值 (vmax)。 Monod方程的參數(shù)求解 (雙倒數(shù)法 )： 將 Monod方程取倒數(shù)可得： 1 1 1smm SK? ????smmS KS??? ??或： 這樣通過測定不同限制性基質濃度下，微生物的比生長速度，就可以通過回歸分析計算出 Monod方程的兩個參數(shù)。 – 細胞生長動力學遵循經驗關系； – 基質利用速率： ? S=基質濃度； ? X=細胞濃度； ? k=最大的比基質利用率，類似于 Vmax； ([S]/[X] time) ? Ks=半速度常數(shù)（ [S]/體積 )：是基質可降解性和酶系數(shù)（生化途徑）的方程 SKk SXdtdSs ???132][]][[3KKKKKmmmSKSEKV????：米氏常數(shù)；細菌生長動力學（ Monod方程） ? Monod動力學方程類似于單一基質下的酶動力學； ? 細胞產量：直接與基質利用相關 ????????????基質濃度細胞濃度基質消耗量細胞合成量dtdSdtdXSXY//SKk SXdtdSs ???132][]][[3KKKKKmmmSKSEKV????：米氏常數(shù)；細胞生長的速度： dX r dt ? dX dt ? ? X 細胞生長的 比速 ： () (h s1) 單位時間內單位菌體消耗基質或形成產物（菌體）的量稱為 比速 ，是生物反應中用于描述反應速度的常用概念 X S（底物） ─→ X（菌體） ＋ P（產物） 細菌生長動力學（ Monod方程） SKSM o n o dYkSKY k SSKk S XXYdtdSXYt i medtdXXdtdSYdtdXsss??????????????????????m a xm a x1][1??????方程常量比生長速率定義生長速率細菌生長率，經驗上類似于米氏方程 132][][m a xKKKKKmmmSKSVV????：米氏常數(shù)；KS 189。 酶促反應動力學 ? 酶催化反應式 ? 酶促反應的速度方程式 (米氏公式 ) PEESSE KK最終產物酶中間產物底物酶?? ???? ??? 32K1 132][]][[3KKKKKmmmSKSEKV????：米氏常數(shù)；? 利用基質濃度表示反應速率； ? 首先建立速率方程； ? 在平衡狀態(tài)下 : ][][]][[][ 321 ESkESkSEkdtESd ???k1 PEESSE k ?? ???? 3k2 0][ ?dtESd酶促動力學的數(shù)學模型 ][21][][][]][[][]][[][1][][][][][][:][][]][[][][][][:][]][[][][][]][[m a xm a x3m a x33132132132321SKVvSKSVvEkVSKSEkvESkvdtdPSKSEESSKESESSKESEkkkKESSkkkESEESEESSkkkESEESkESkSEkmmtmtmtmmtmtt???????????????????????????????????當反應速率定義酶濃度假設米氏方程：是表示底物濃度和酶促反應速率之間相互關系的方程； Vmax=最大基質利用速率 Km=酶促反應速率達到最大速率的一半時的底物濃度； 即 Km=S 當 v=1/2 Vmax 單個酶的飽和行為 Km 189。 酶促反應動力學 ? 酶催化 反應速度 ：指單位時間內底物的減少量或產物生成的量表示。 ? 以上三種分類和命名方法可有機地聯(lián)系和統(tǒng)一起來。需要消耗 ATP以獲取能量。其反應通式為： A A` 酶的種類（續(xù)） ? ⑤裂解酶類 ：催化有機物裂解為小分子有機物。其反應通式為： AH2+B A+BH2 AH2是供氫體，根據供氫體的性質分為氧化酶、脫氫酶 酶的種類（續(xù)） ? ③轉移酶類：催化底物的基團轉移到另一有機物上的酶。 – 2H2O2 → 2H2O+O2 – 1molFe每秒催化 105mol的 H2O2分解 – 1mol的 H2O2酶每秒能催化 105mol的 H2O2分解 酶的種類 ? (1)按照酶所催化的化學反應類型 – ①水解酶類：催化大分子有機物水解成小分子的酶。高溫、強酸、強堿都能使酶喪失活性；等重金屬離子能使酶鈍化，失去活性。 – 酶只需在常溫、常壓和近中性的水溶液中就可使催化反應進行。 – 絕對專一性：只能催化一種物質發(fā)生反應，對其他物質不起作用 – 相對專一性：指一種酶能催化一類具有相同化學鍵或基團的物質進行某種類型的反應 – 立體異構專一性：是指某種酶只能對含不對稱碳原子的某一種異
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