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2.酶催化反应机制类型酸碱催化01共价催化02金属离子催化作用03(1)酸碱催化酸碱催化可分为狭义的酸碱催化和广义的酸碱催化。酶参与的酸碱催化反应一般都是广义的酸碱催化方式。广义酸碱催化(general-basecatalysis)是指通过Bronsted酸(质子酸)提供部分质子,或通过Bronsted碱(质子碱)接受部分质子的作用,达到降低反应活化能的过程。这种机制参与绝大多数酶的催化。蛋白质分子上的某些侧链基团(如Asp、Glu和His)可以提供质子并将质子转移到反应的过渡态中间物而达到稳定过渡态的效果。影响酸碱催化的反应速率的因素有两个:酸或碱的强度;质子传递速率。pH和缓冲溶液浓度对特定酸碱催化和广义酸碱催化的影响广义的酸催化广义的碱催化酮式--烯醇式互变异构反应,在无催化剂的条件下,由于其过渡态活化能比较高,异构化速率很慢,当存在广义酸(碱)情况下,过渡态活化能明显降低,异构化速率加快。氨基酸残基广义酸基团(质子供体)广义碱基团(质子受体)Glu,AspR—COOHR—COO-Lys,ArgR—NH3R—NH2CysR—SHR—S-HisTyr酶蛋白中His残基咪唑基的pKa约为6-7,说明咪唑基上解离下来的质子浓度与水中H+也就是说咪唑基既可以作为质子供体,又可以作为质子的受体在酶促反应中发挥作用。咪唑基供给质子和接受质子的速率非常快,供给和接受质子速率几乎相等His是酶的酸碱催化作用中最活泼的一个催化功能性氨基酸咪唑基作为广义酸催化酯水解机制咪唑基作为广义碱催化酯水解机制4.4.4酶的催化作用机制STEP1STEP2STEP3STEP4酶促反应(Enzymecatalysis)又称酶催化或酵素催化作用,指的是由酶作为催化剂进行催化的化学反应。酶促反应与非酶促反应比较非酶促反应:S?S≠→P酶促反应:E+S?ES?ES≠→EP→E+P反应方向,即化学平衡方向,主要取决于反应自由能变化ΔG。而反应速率快慢,则取决于反应活化能Ea反应酶Ea/(KJ·mol-1)H2O2分解反应无75.3H2O2分解反应肝过氧化氢酶23.01脲的水解无99.6脲的水解脲酶49.8酶催化作用的本质是酶的活性中心与底物分子通过短程非共价力(如氢键,离子键和疏水键等)的作用,形成ES反应中间物,其结果使底物的价键状态发生形变或极化,起到激活底物分子和降低过渡态活化能作用
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