酶促反应动力学课件.ppt

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1、第二章均相酶促反应动力学2.1酶促反应动力学的特点2.2单底物均相酶促反应动力学2.3固定化酶促反应动力学2.4酶的失活动力学2.1酶促反应动力学的特点2.1.1酶的基本概念酶是一种催化剂具备催化剂的特性降低反应的活化能；不影响反应的平衡常数；加速反应的进行。酶的化学本质是蛋白质酶催化的特性酶有很强的专一型；酶的催化效率很高。2.1.2酶促反应的特征优点在常温、常压、中性范围条件下进行；由于酶促反应的专一性，副产物较少；与微生物相反应相比，体系简单，易控制最适条件不足酶促反应多限于一步或几步较简单的生化反应，与微生物体系相比，在经济上有时并不理想；

2、酶促反应条件温和，但一般周期较长，有发生染菌可能；固定化酶反应体系有许多优于有利酶反应体系的优点，但并非是最佳的生物催化剂。2.2单底物均相酶促反应动力学2.2.1酶促反应动力学基础1.零级反应：酶促反应速率与底物浓度无关式中：[S]---底物浓度；rmax—最大反应速率。2.一级反应：反应速率与底物浓度的一次方成正比，即酶催化A→B的反应过程。式中：K1—一级反应速率常数；a0—底物A的初始浓度；b—t时产物B的浓度。3.二级反应：反应速率与底物浓度的一次方成正比，即酶催化A+B→C的反应过程。式中：K2—二级反应速率常数；a0—底物A的初始浓度

3、；b0—底物B的初始浓度；c—t时产物c的浓度。4.连锁酶促反应式中：k1,k2—各步骤反应速率常数；a,b,c—底物A,B,C的初始浓度；t＝0时,b＝0，代入上式求得C5.举例葡萄糖G葡萄糖内酯L葡萄糖酸Pk2k11.米氏方程[快速平衡说]AnEnzymaticReactionEenzymeSsubstrateESenzyme-substratecomplexPproduct4个假设：在反应过程中，酶的浓度保持恒定，即[E]tot=[E]free+[ES]与底物浓度[S]相比，酶的浓度是很小的，因而可以忽略由于生成中间复合物而消耗的底物。产物的

4、浓度是很低的，因而产物的抑制作用可以忽略，即不必考虑逆反应的存在。换言之，据此假设所确定的方程仅适用于反应初始状态。生成产物的速率要慢于底物与酶生成复合物的可逆反应速率，因此，生成产物的速率决定整个酶催化反应的速率，而生成复合物的可逆反应达到平衡状态。因此，又称为“平衡”假设。2.2.2M-M方程的建立及其特征参数的求取2.米氏方程[稳态法]AnEnzymaticReactionEenzymeSsubstrateESenzyme-substratecomplexPproduct4个假设：在反应过程中，酶的浓度保持恒定，即[E]tot=[E]free

5、+[ES]与底物浓度[S]相比，酶的浓度是很小的，因而可以忽略由于生成中间复合物而消耗的底物。产物的浓度是很低的，因而产物的抑制作用可以忽略，即不必考虑逆反应的存在。换言之，据此假设所确定的方程仅适用于反应初始状态。当从中间复合物生成产物的速率不能忽略，反应体系中底物浓度要比酶的浓度高得多，中间复合物分解时所得到的酶又立即与底物相结合，从而使反应体系中复合物浓度维持不变，即中间复合物的浓度不再随时间而变化，这就是“拟稳态”假设。Michaelis-MentenConstant由米氏方程可知：当[S]<>Km

6、rp≈rp,max=k+2e3.特征常数Km和rp,max的求法Lineweaver-burk法，双倒数法1/rp1/rp1/[S]斜率=Km/rp,max1/rp,max0⊙⊙⊙⊙⊙说明双倒数图解法用得最为广泛；在S浓度较低的一侧，常因测定困难，rp值的误差有增大的倾向。Eadie-Hofstee法rprp/[S]斜率=-Km0⊙⊙⊙⊙⊙说明此方法的优点是即使S浓度范围很大，也能通过图解法求得rp值；但因两轴上都包含实测值rp，故误差较大。Hanes—Woolf法(简称H—W法)，又称Langmuir作图法[S]/rp[S]斜率=1/rp,max

7、0⊙⊙⊙⊙⊙-Km其中：k1=k+2e/Kmk1=1/Km积分法⊙-1/Km斜率=k+2e/Km0⊙⊙⊙⊙式中[SES]-不具有催化反应活性,是不能分解为产物的三元复合物。有些酶反应，在底物浓度增加时，反应速率反而会下降，这种由底物浓度增大而引起反应速率下降的作用称为底物抑制作用。稳态法2.2.3底物抑制动力学稳态法2.2.4产物抑制动力学稳态法2.3有抑制剂酶促反应动力学2.3.1竞争性抑制剂稳态法2.3.2非竞争性抑制剂对上述机理同样存在下述关系:CE0=CE+C[ES]+C[EI]+C[SEI]式中C[SEI]—底物-酶-抑制剂三元复合物浓度

8、式中rI,max—存在非竞争性抑制时的最大反应速率2.3.3反竞争性抑制剂2.4复杂的酶反应动力学拟稳态假设rES==02