热动力学方法在酶催化反应研究中的应用

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1、热动力学方法在酶催化反应研究中的应用摘要：木文介绍了热动力学A法在酶催化反成研究屮的成用，主要包括酶活性的测定、酶催化反应动力学研究和生化常数的测矩、酶抑制、激活动力学研究、还包拈在酶反应热力学、物质构效关系研究等方而的应用。关键词：热动力学；酶；应用酶是存在于生物体内的一些具有专一性和高催化活性的蛋白质或核酸，它贯穿于生命活动的全过程，生命系统中的各种生物化学反应绝大多数都是在酶催化下完成的。因而对酶催化反成研究对于认识生命活动的木质，揭示生命的奥秘有着重要的意义。具有非特异性的热动力学方法与具有高选择性和专一性酶催化反应体系相结合

2、，恰好能够优势丸补。因此，热动力学方法自建立之始便将酶反应确立为主要研究对象之一，反之,酶催化反应研究也借助热动力学方法这一科力的武器而得到了突飞猛进的发展。热动力学方法在酶催化反应研究中的应用，主要在以下几个方而取得丫令人嘱FI的成就。1.酶活性的测定与经典的酶活性测定方法相比,热动力学方法的非特异性使其可以广泛地运川于许多酶反应体系的活性检测。热动力学方法作为一种新型的广谱性的酶活性检测方法，既可以用于酶制品的活性检测，也能够用于生物组织中酶活性测定。不仅具有速度快、操作方便等优点,而且吋以将酶活性与其它生化常数同时测定。因而引起

3、丫人们足够的重视。梁毅、汪存信等IUI利用热动力学方法研究了超氣化物歧化酶，提出了一种新的测定该酶活性的方法。望天志、屈松生等

4、3’41测矩了屮国漆树漆酶在厌氧条件不，催化多种类型底物氧化反应的酶活性，讨论了底物的宫能W及其位置对漆酶活性的影响。Lonhienne等［5喇用等湓滴定热量计测定了在不M溫度下，W种不M来源的壳多糖酶的活性，并计算了酶反应速率常数与活化能的参数。Graebner等

5、67］建立了一种通过酶热敏屯阻，一g热法测定固定化酶活性的新方法，对于同定化酶技术的发展和利用有着重要的价位。2.酶催化反应动力学研究和生化常数

6、的测定热动力学方法研究酶催化反应动力学规律，测定反应体系的各种生化参数，足该方法应用于酶反应休系研究的亟:耍内容。根裾酶反应过程的热谱阁，既4以选取前期的热谱曲线，也吋以利川反应全过程的热谱曲线解析得到酶反应的动力学方程，并进而得到诸如米氏常数、最人反成速率以及速率常数等重要参数。梁毅、汪存信等［8_1U］利用热动力学双参数模型研究了黄嗦吟氧化酶催化氧化黄嗦吟这一较快酶促反应的动力学规律，测定了其米氏常数和敁大反应速率。吴鼎泶、屈松生等利川热动力学初始速率法研究了漆酶在厌氣条件下催化多种底物氣化反应的动力学。望天志等利用该方法研究了紫

7、色酸性磷酸酷酶模型化合物催化ATP分解的动力#机制，证明该反应符合米氏机理。1.酶抑制、激活动力学研究酶反应的抑制、激活动力学研究不仅冇助于进一步弄清酶反应机理，探索酶的活性中心及结构，从而全血而清晰地认识酶反应的规律，而且由于酶反应往往对抑制剂极为敏感,极其微量的抑制剂的存在就能对酶反应活性或反应速率有非常大的影响，因此可以利用特定的酶反应体系对经常作为抑制剂的痕M•金属离子、维生素及其它物质的浓度分析。热动力学方法在这方而的研究Wirt/十分活跃。王志勇、汪存信等

8、1U21首次利川热动力学方法研究了过氧化氢酶反应的底物抑制和氰根离

9、了抑制动力学。在此研究基础上，谢修银、汪存信等进一步研究了该酶反应体系的NaN3抑制机刑n31以及抗坏血酸和C'+对过氧化氢酶的协同抑制，提出了对酶反放起抑制作川的主要足抗坏血酸的氧化中间体。梁毅等对粘氨酸酶反应体系的产物及其它外源抑制剂的抑制动力学作了大量的研究丄作,建立了有产物抑制和外源对逆抑制W种怙况下的单底物酶促反应的热动力学对比进度法,提出了三种情况下（产物抑制、外源可逆抑制和不可逆抑制）四种抑制类型（竞争型、非竞争型、反竞争型和混合型）的热动力学判据。热动力学方法川于酶反应激活研究还处于起步阶段，王志勇等在研究氨基酸抑制精

10、氨酸酶反应的过程巾，发现了付氨酸对反应有激活作用。2.酶反应其它方面的研究由于热动力学方法能够同吋提供待研究体系的多种信息，将其应川于酶反应体系，除了在以上几个方血収得了显著的研究成果外，在酶反应热力学、物质构效关系研究等方血也能够发挥其作川。在酶反放热力学研究屮，热动力学方法不仅可以很方便的测定反应的总烩变，对于符合米氏机理的酶反应，热动力学方法还可以给出酶与底物形成酶一底复合物吋的结合焙结合嫡及结合A由能。利用滴定量热法，也可以给fli总反应的嫡变及A由能变化。望天志、吴鼎來等利川热动力学方法研究漆酶催化多种底物反应时，报道丫大f

11、i的反应热力学参数,并借助过度态理论，从反应体系能量变化的角度分析了漆酶反成过程。谢修银、汪存信等进一步研究Y漆酶与底物复合过程的结合嫡和结合B由能，指出漆酶与底物复合过程符合诱导一契合模型。林瑞淼等用微鲎热法以及荧光光