生物学反应中的物理量变化

《生物学反应中的物理量变化》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第二章生物学反应中的物理量变化生命科学技术学院金丽虹光颜色物理量变化热焓阻抗质量传感装置（一）生物反应的热力学1、热力学第二定律ΔG=ΔH-T·ΔSΔG：自由能ΔH：热焓ΔS：熵T：温度ΔS很小，ΔG>0，放热反应；ΔS很大，ΔG<0，吸热反应。任何生物学反应过程都伴随着热力学变化！！（一）生物反应的热力学2、分子相转换中的热力学生物分子三维结构（有序），由弱相互作用力（与热有关）维持测量：需采用稀释溶液（排除分子内部之间的作用）样品量少于1mg如量热仪对蛋白质和核酸样品量需1mL，浓度<1%应

2、用：日本建立了蛋白质和突变体热力学数据库（一）生物反应的热力学3、分子间相互作用的热力学分子结合力属弱相互作用——高度的特异性测定（一次实验测得一个分子上的多个结合位点）等温线确定（恒温）流通式方法应用：基于结构信息的热力学分析法对药物和功能蛋白的设计和阐述结合机理，已建立数据库（一）生物反应的热力学4、酶催化反应热力学表1-1酶促反应的摩尔焓变酶底物-ΔH/kJ·mol-1酶底物-ΔH/kJ·mol-1过氧化氢酶过氧化氢100NADH-脱氢酶NADH225胆固醇氧化酶胆固醇53青霉素酶青霉素G

3、67，115葡萄糖氧化酶葡萄糖80胰蛋白酶苯甲酰-L-精氨酸29乙醇氧化酶乙醇180尿酸酶尿酸61已糖激酶葡萄糖28，75脲酶尿素49乳酸脱氢酶丙酮酸钠62研制了一大批热生物传感器（一）生物反应的热力学5、微生物细胞反应的热力学放热活跃时约为pW（10-12W）如：大肠杆菌105~106个/mL，最大产热为0.146J/s·mL放热反应变化←微生物细胞的总的活性变化可用于药物、抑制剂等对细菌细胞活性的影响，微生物对各种底物的代谢能力、环境条件改变对微生物反应的影响等等。（二）生物发光1、生物发光

4、是由于某些生物体内一些特殊物质（如荧光素）的氧化而产生的现象。萤火虫的ATP依赖性发光E+ATP+LH2Mg2+E-LH2-AMP+PPiO2E-L-AMP+H2O+hvE：虫荧光素酶LH2：还原荧光素O2过量放光量取决于ATP（二）生物发光1、生物发光明亮发光杆菌NADH+FMN+氧化还原酶Mg2+FMNH2+NADO2EFMNH（OOH）-EFMN：黄素蛋白NADH：还原型辅酶ⅠRCHO：长链脂肪醛过量放光量取决于O2RCHOFMN+R-CO2H+E+H2O+hv蓝绿色（三）颜色反应和光吸收

5、1、颜色反应颜色反应色素叶绿色、类胡萝卜素和其他杂色素等生物体与底物作用后产生颜色物质酶2、光吸收一些生物分子尽管不显示颜色，却有特征吸收峰。表1-2几种物质的显色反应及吸收波长物质显色试剂吸收波长/nm氨基酸茚三酮570，620蛋白质双缩脲，Folin660，540还原糖二硝基水杨酸，碱性酒石酸盐540类固醇乙酸酐，硫酸，三氯甲烷625核糖核酸Biology试剂665（三）颜色反应和光吸收微生物反应可使培养基中的电惰性物质代谢为电活性产物。当微生物生长和代谢旺盛时，培养基中生成的电活性分子和离

6、子增多，其导电性增大，阻抗降低。反之亦然。（四）阻抗变化