第10章酶促反应动力学概述.ppt

一、有关化学动力学概念 化学反应的两个基本问题： 反应进行的方向、可能性和限度 反应进行的速率和反应机制 （一）基元反应和化学计量方程 （二）化学反应的速率方程 基元反应瞬时速率： 基元反应速率方程： 单分子反应 v = kc 双分子反应 v = kc1c2 c 、c1、c2 ：反应物浓度（mol/l） k：比例常数/反应速率常数 2.反应级数 能以v = kc表示，为一级反应； 能以v = kc1c2表示，则为二级反应； v 与反应物浓度无关，则为零级反应。 （四）各级反应的特征 1.一级反应： 反应速率与反应物浓度的一次方成正比。 v = kc 稳态时ES浓度不变 反应速度 ：V0=k3[ES] (Ⅲ) 最大反应速度 ： Vm=k3[Et] (Ⅳ) ES的生成速度=消耗速度 k1[E][S]=k2[ES] + k3[ES] (Ⅰ) E的质量平衡方程 [E]=[Et] - [ES] (Ⅱ) a.当[S]很小时 V=V[S]/Km 一级反应 其它： ①Km是酶的特性常数： 与pH 、温度、离子强度、酶及底物种类有关，与酶浓度无关，可以鉴定酶。 3.双底物反应的动力学方程 （1）序列机制的底物动力学方程及动力学图 （2）乒乓机制的底物动力学方程及动力学图 最适pH因酶而异，多数酶在7.0左右 2、抑制程度的表示方法 1.相对活力（残余活力分数） 抑制作用可通过透析等方法除去。原因：非共价键结合 竞争性抑制作用 利用竞争性抑制是药物设计主要思路 磺胺类药抗菌机理： （与对氨基苯甲酸是结构类似物） 竞争性抑制细菌叶酸形成，抑制细菌繁殖 人通过食物直接补充叶酸，对人无毒害。 反竞争性抑制作用 非竞争性抑制作用 2、不可逆抑制作用 ： 抑制剂与酶必需基团以牢固的共价键相连 很多为剧毒物质 重金属、有机磷、有机汞、有机砷、 氰化物、青霉素、毒鼠强等。 小结： 小结： V下降 Km不变 Vmax减小 有无抑制剂存在时酶促反应的动力学方程 竞争性抑制曲线 非竞争性抑制曲线 反竞争性抑制曲线 应用举例 有机磷化合物（敌百虫、沙林） 乙酰胆碱酯酶OH P OC2H5 OC2H5 S 有机磷农药部分 胆碱酯酶 胆碱 乙酰胆碱 积累导致神经中毒症状 RO O RO O RO X RO O—E P + E—OH P + HX 有机磷化合物 羟基酶 磷酰化酶(失活) 酸 RO O RO O—E P + -CHNOH 磷酰化酶(失活) N + CH3 -CHN N + CH3 O OR O OR +E—OH P 解磷定 解毒 -- -- -- 解磷定(PAM)： 青霉素（penicillin） 与细菌糖肽转肽酶Ser-OH活性，影响细胞壁合成。 1：反应体系不加I 2： 体系中加入 一定量不可逆抑制剂 3：体系中加入 一定量可逆抑制剂 v 1 2 3 [E] 可逆和不可逆抑制作用的鉴别 (三）可逆抑制作用动力学 1.竞争性抑制 消去[ES] 斜率 斜率 V下降 Km增大 Vmax不变 Km 变大，Vmax不变 2.非竞争性抑制 截距 v V [S] Vmax 斜率－Km 四、多底物的酶促反应动力学 分为单底物、双底物和三底物反应 1.酶促反应按底物分子数分类： ①有序反应（ordered reactions） 先导底物 释放 释放 A和Q竞争地与自由酶结合 （1）序列反应或单置换反应 2.多底物反应按动力学机制分类： ②随机反应（random reactions） 如肌酸激酶使肌酸磷酸化的反应