《均相酶反应动力学》PPT课件

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1、生化工程姚璐晔第三章均相酶催化反应动力学酶催化反应的基本特征简单的酶催化反应动力学有抑制的酶催化反应动力学多底物酶催化机理实例：脂肪酶催化酯化反应：生物柴油油料甘油+脂肪酸甲醇NaOH生物柴油高果糖浆：淀粉浆液α-淀粉酶糊精糖化酶葡萄糖葡萄糖异构酶果糖化学反应的基础知识反应进行的方向反应进行的可能性反应进行的限度化学热力学反应进行的速率反应机制化学动力学反应速率及其测定反应速率：单位时间内反应物或生物浓度的改变。设瞬时dt内反应物浓度的很小改变为ds，则：若用单位时间内生成物浓度的增加来表示，则：反应分子数反应分子数：是在反应中

2、真正相互作用的分子的数目。如：AP属于单分子反应根据质量作用定律，单分子反应的速率方程式是：双如：A+BC+D属于双分子反应其反应速率方程可表示为：判断一个反应是单分子反应还是双分子反应，必须先了解反应机制，即了解反应过程中各个单元反应是如何进行的。反应级数根据实验结果，整个化学反应的速率服从哪种分子反应速率方程式，则这个反应即为几级反应。例：对于某一反应其总反应速率能以单分子反应的速率方程式表示，那么这个反应为一级反应。又如某一反应：A+BC+D式中K为反应速率常数符合双分子反应的表达式，为二级反应。把反应速率与反应物浓度无关

3、的反应叫做零级反应。反应分子数和反应级数对简单的基元反应来说是一致的，但对某些反应来说是不一致的。例如：是双分子反应，但却符合一级反应方程式。因为蔗糖的稀水溶液中，水的浓度比蔗糖浓度大得多，水浓度的减少与蔗糖比较可以忽略不计。因此，反应速率只决定于蔗糖的浓度。酶促反应动力学基础——反应速率零级反应一级反应ABK积分后得：K是反应速率常数，C是积分常数若反应开始（t=0）时，A=A0,则C=lnA0，最后得到：A=A0e-kt一级反应二级反应A+BCKK指反应的速率常数反应速率与反应物的性质和浓度、温度、压力、催化剂及溶剂性质有关

4、酶促反应动力学基础——平衡常数平衡：可逆反应的正向反应和逆向反应仍在继续进行，但反应速率相等。反应的平衡常数与酶的活性无关，与反应速率的大小无关，而与反应体系的温度、反应物及产物浓度有关。平衡常数（K）的计算：例：A+3B2C+D酶的基本概念酶可加快反应速率降低反应的活化能（E0）不能改变反应的平衡常数K不能改变反应的自由能变化（ΔG）酶有很强的专一性较高的催化效率反应条件温和酶易失活酶与底物的作用机理LockandkeyModelInduced-FitModel象手与手套的关系。当底物接近酶的活性中心并与之结合时，酶的构象能发

5、生改变，更适合于底物的结合。酶促反应动力学基础影响酶促反应的主要因素浓度因素（酶浓度，底物浓度，产物浓度等）外部因素（温度，压力，pH，溶液的介电常数，离子强度等）内部因素（效应物，酶的结构）酶反应动力学酶反应动力学的两点基本假设：反应物在容器中混合良好反应速率采用初始速率单底物酶促反应动力学＋k1k2ESES＋Ek3Pk4快速平衡学说的几点假设条件：酶和底物生成复合物[ES]，酶催化反应是经中间复合物完成的。底物浓度[S]远大于酶的浓度[E]，因此[ES]的形成不会降低底物浓度[S]，底物浓度以初始浓度计算。不考虑P+EES这

6、个可逆反应的存在。[ES]在反应开始后与E及S迅速达到动态平衡。快速平衡学说对于单底物的酶促反应：由假设4可得到：由假设3可得到产物的合成速率：(1)(2)反应体系中酶量守恒：由前面的公式（1）得：代入公式（3），变换后得：对于酶复合物ES的解离平衡过程来说，其解离常数可以表示为，即，代入公式（2）得到（3）（4）（5）当反应初始时刻，底物[S]>>[E]，几乎所有的酶都与底物结合成复合物[ES]，因此[E0]≈[ES]，反应速率最大，此时产物的最大合成速率为：代入式（5）得：式中：Vp,max：最大反应速率如果酶的量发生改变，

7、最大反应速率相应改变。Ks：解离常数，饱和常数低Ks值意味着酶与底物结合力很强。（6）稳态学说1.酶和底物生成复合物[ES]，酶催化反应是经中间复合物完成的。2.底物浓度[S]远大于酶的浓度[E]，因此[ES]的形成不会降低底物浓度[S]，底物浓度以初始浓度计算。3.在反应的初始阶段，产物浓度很低，P+EES这个可逆反应的速率极小，可以忽略不计。4.[ES]的生成速率与其解离速率相等，其浓度不随时间而变化。当反应系统中[ES]的生成速率与分解速率相等时，[ES]浓度保持不变的状态成为稳态。Experimentaldatademo

8、nstratedtheconcentrationprofiles.由于[S]>>[E0]，所以[S]>>[ES]，[S]-[ES]≈[S]根据稳态假说，(7)(3)(8)(9)(10)式中：Km米氏常数Michaelis-Menten快速平衡学说与稳态学说在动力