酶促反应动力学2学习教案.ppt
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会计学/第一节酶促反应(fǎnyìng)学的特点第二节均相酶促反应(fǎnyìng)动力学2.1酶促反应(fǎnyìng)动力学的基础(一)反应(fǎnyìng)速率及其测定(二)反应(fǎnyìng)分子数和反应(fǎnyìng)级数(2)双分子(fēnzǐ)反应2.反应(fǎnyìng)级数移项(yíxiànꞬ)代入则(2)二级反应(fǎnyìng)情况(qíngkuàng)1:A和B的初始浓度相同,则(3)零级(línꞬjí)反应2.2酶促反应(fǎnyìng)动力学方程式对酶催化反应过程的机理,得到大量实验结果支持的是活性中间复合物学说,该学说认为酶催化反应至少包括两步,首先是底物S和酶E相结合形成中间复合物[ES],然后(ránhòu)该复合物分解成产物P,并释放出酶E。例如:酶反应其反应机理可表示为根据化学动力学,反应速率通常以单位时间、单位反应体系中某一组分的变量来表示。对均相酶的催化反应,单位反应体系常用单位体积表示。反应的速率可表示为rs:底物S的消耗(xiāohào)速率(mol/L﹒s)rp:产物P生成速率(mol/L﹒s)v:反应体系的体积(L)ns、np:底物S和产物P的质量(mol)t:时间(s)根据质量作用(zuòyòng)定律,P的生成速率可表示为:速率控制步骤在反应动力学中是一个重要的概念。在一个多步骤的反应体系中,其中反应速率最慢的一步称为速率的控制步骤,并且控制步骤的速率决定了该反应的速率。根据上述假定(3),可列出KS为解离常数(mol/l)反应(fǎnyìng)体系中酶的总浓度为代入得米氏方程(fāngchéng)或称M—M方程(fāngchéng)rp,max:P的最大生成速率[E0]:酶的总浓度,亦为酶的初始浓度Briggs和J.B.Haldane对上述第三点假设(jiǎshè)进行修正,提出了“拟稳态”假设(jiǎshè)。认为由于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(fēnjiě)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的浓度维持不变,即中间复合物的浓度不再随时间而变化。km与ks的关系(guānxì)为由两种推导方法所得速率方程式形式基本相同,不同的是ks值代表反应的平衡常数,而km值称为米氏常数,它代表动态的平衡常数,表示实际的恒态时的浓率关系(guānxì)。当<<时,km值才接近于ks对米氏方程的讨论(tǎolùn):当[s]<<Km时,属一级反应。当[s]>>Km时,,属零级反应。当[s]=Km时,。Km在数量上等于反应速度达到最大反应速度一半时的底物浓度。例4-1:有一均相酶催化反应,km值为2×10-3mol/l,当底物的初始浓度[S0]为1×10-5mol/l时,若反应进行1min,则有2%的底物转化为产物。试求:(1)当反应进行了3min,底物转化为产物的百分数是多少?此时(cǐshí)底物和产物的浓度分别为多少?(2)当[S0]为1×10-6mol/l时,也反应了3min,底物和产物的浓度又是多少?(3)最大反应速率rmax值为多少?解:(1)根据题意(tíyì),﹤,此时一般可认为按一级反应处理,其动力学方程可表示为:将已知数据(shùjù)代入上式中,求得min-1、当t=3min时,可以求得mol/lxS=6%mol/l(2)当[S0]为1×10-6mol/l时,仍可视为一级反应(fǎnyìng),∴t=3min时,同样可求得xS=6%mol/lmol/l3)据得mol/l·min(1)米氏常数的意义①是酶的一个特性常数:的大小只与酶的性质有关,而与酶浓度无关。值随测定的底物浓度、反应的温度、pH及离子强度(qiángdù)而改变。②根据km值可以推断酶和底物的亲和力。如果酶的专一性不高,可催化几种底物发生反应时,km值最小的就表示酶与这一底物的亲和力最大,反之,则最小。③根据km值,可以估计胞内基质浓度,如<<时,。那么只要稍微改变基质浓度,的变化就很大,即反应速率对基质浓度改变的敏感性很大,如果或时,基质浓度相差1000倍,但反应速率只增加一倍,即在生理上保持>>是没有(méiyǒu)意义的。④若已知某个酶的Km值,就可以计算出在某一底物浓度时,其反应(fǎnyìng)速率相当于Vmax的百分率。⑤Km值可以帮助推断某一代谢反应(fǎnyìng)的方向和途径。催化可逆反应(fǎnyìng)的酶,对正逆两向底物的Km不同。Km可以帮助推断某一反应的方向(fāngxiàng)和途径(2)Vmax和K3(Kcat)的意义(yìyì)四、酶动力学图解法1.双