酶学第六章多种因素对酶反应速度的影响

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1、第六章pH、温度、抑制剂和活化剂对酶反应速度的影响6.1pH对酶反应速度的影响6.1.1酶反应的最适pH如果在不同pH条件下测定酶反应速度，可得到左图中的曲线A,最适pH为6.8。如果将酶在不同pH条件下预保温，然后在pH6.8下测酶反应速度，得到曲线B，说明pH5～8（除了pH6.8附近）使酶可逆失活，当pH回到6.8时，酶活性可完全恢复；当pH〉8或pH〈5时，酶发生了不可逆失活。酶底物等电点最适反应pHα－淀粉酶（猪胰）淀粉5.2～5.66.9β－淀粉酶（麦芽）淀粉6.05.2蔗糖酶蔗糖5.04.5乙酰胆碱酯酶乙酰胆碱5.08.

2、4核糖核酸酶（牛胰）核糖核酸7.87.8胃蛋白酶各种蛋白质3.81.5～2.5胰蛋白酶各种蛋白质7.87.5胰凝乳蛋白酶各种蛋白质8.1～8.68～9木瓜蛋白酶各种蛋白质9.05.0～5.5菠萝蛋白酶各种蛋白质9.5～10.06.0～6.5脲酶尿素5.0～5.16.4～7.6脱羧酶（酵母）丙酮酸5.16.0过氧化氢酶（也叫触酶，牛肝）H2O25.65.7醛缩酶（兔肌）果糖二磷酸6.07.5～8.5己糖激酶（酵母）葡萄糖，ATP4.5～4.88～9黄嘌呤氧化酶（牛乳）黄嘌呤6.78.5～9.0一些酶的最适pH和等电点注意最适pH与等电点

3、的差别。与等电点相比，最适pH偏酸的说明要在带正电荷的情况下工作，最适pH偏碱的说明要在带负电荷的情况下工作。6.1.2最适pH的解释32酶分子中含有多种可解离的基团，如－COOH、－NH2、－SH、－OH、咪唑基、胍基等。在最适pH时，各基团的解离状态处于使构象正常及活性中心处于结合底物和催化反应的最佳状态。当pH偏离最适pH时，活性中心基团的解离状态发生变化，使酶与底物的结合能力（亲和力）下降，催化能力也下降，致使酶活性下降，即保持正确解离状态的酶分子比例下降。若pH偏离得太多，导致构象发生不可逆变化，就会使酶变性失活。如溶菌酶活

4、性中心的两个氨基酸只有处于Asp52－COO－和Glu35－COOH状态下才具有活性。底物的解离状态也受pH的影响，从而影响到底物与酶的结合及被催化反应。6.1.3酶的酸碱稳定性一般来说，酶反应的最适pH也是使酶最稳定的pH，偏离的pH会使酶分子的构象发生变化，构象变化的程度与pH偏离的程度及偏离pH处理的时间有关。若pH偏离不多，或处理时间较短，回复到最稳定pH后，酶活性可得到恢复，这种恢复也是随着时间的推移逐渐发生的。若pH偏离较多或处理的时间较长，则酶发生不可逆失活。6.1.4pH影响酶反应速度的动力学下面讨论几种不同的解离体系

5、的动力学，并假定在实验涉及到的pH范围内，酶的构象不发生变化。6.1.4.1游离酶和ES复合物二者的解离体系A．解离模式假定各可逆过程均迅速达到平衡，ESH→EH＋P为限速反应。B．速度方程的推导用迅速平衡法处理：………①………②………③32………④………⑤由②⑤得；由⑤得；由①⑤得；由④得；由③得；∵V=k2[EHS]，[E]0=[E－]＋[EH]＋[EH2+]＋[ES－]＋[EHS]＋[EH2+S]，∴将式⑥代入上式得分子分母同乘以[S]得分子分母同除以得32……………⑦式中k2[E]0=Vm。将上式取双倒数形式得…………⑧C．讨

6、论[H+]既影响VmH+，又影响KmH+。当[H+]很高或很低时，式子可简化，得KmH+的简化式，但意义不大。D．作图法求常数a．斜率及截距的再作图法：当Ke1≥100Ke2，Kes1≥100Kes2时，可用本法求Ke1、Ke2、Kes1、Kes2、Ks’、Vm等常数。式⑧中的斜率和截距整理得斜率＝截距＝根据式⑧，在不同的pH下作直线，每一个pH可以得到一个斜率和一个截距。当[H+]较高时，上面两式中的项可以忽略不计，剩下的部分为直线方程。以斜率对[H+]作图得左上图，以截距对[H+]作图得右上图。当[H+]很低时，上面两式中的[H+

7、]项可以忽略不计，以斜率对32作图得左下图，以截距对作图得右下图。从这4个图中，可得出各个常数。但如果Ke1和Ke2相近，或Kes1和Kes2相近，或pH居中，则不能忽略任何一项。b．Dixon-Webb对数作图法此方法要求pKe1和pKe2及pKes1和pKes2的差距≥3.5个pH单位。以对pH作图可求得pKes1和pKes2，以对pH作图可求得pKe1和pKe2。根据式⑦，，当处于低pH条件时，[H+]很大，可以忽略不计，因很大，1也可以省略，故上式可写成，，32以对pH作图，得一直线，直线的斜率为1。在高pH时，[H+]很小，

8、和1都可以忽略不计，上式可写成，，以对pH作图得一直线，直线的斜率为－1。在最适pH下，VmH+达到最大，VmH+＝Vm，。以对pH作图得一水平直线，水平直线与斜率为1的直线的交点的横坐标为pKes1，水平直线与斜率为－