第二节_酶促反应的特点与机制.ppt

第二节酶促反应的特点与机制 第二节酶促反应的特点与机制 酶与一般催化剂相比的共性用量少而催化效率高 能催化热力学上允许进行的化学反应 而不能实现那些热力学上不能进行的反应 能缩短反应达到平衡所需的时间 而不能改变平衡点 一般情况下 对可逆反应的正反两个方向的催化作用相同 反应前后没有质和量的改变 特点 机制 特点 共性 1 2 1 2 第二节酶促反应的特点与机制 高效性酶的催化作用可使反应速度提高106 1012倍 例如 过氧化氢分解H2O2 H2O O2用Fe 催化 效率为6 10 4mol mol S 而用过氧化氢酶催化 效率为6 106mol mol S 用 淀粉酶催化淀粉水解 1克结晶酶在65 C条件下可催化2吨淀粉水解 特点 机制 特点 共性 高效性 特异性 条件温和 可调节 变性失活 1 2 1 2 第二节酶促反应的特点与机制 特异性酶的专一性Specificity又称为特异性 是指酶在催化生化反应时对底物以及对反应方向的选择性 特点 机制 特点 共性 高效性 特异性 条件温和 可调节 变性失活 1 1 2 2 第二节酶促反应的特点与机制 催化条件温和酶促反应一般在pH5 8水溶液中进行 反应温度范围为20 40 C 特点 机制 特点 共性 高效性 特异性 条件温和 可调节 变性失活 1 1 2 2 第二节酶促反应的特点与机制 酶的活性可以被调节酶的活性可以被调节和控制 在生物体可以通过多种方式调节酶的活性 从而使体内的各种新陈代谢能够相互协调 许多因素可以影响或调节酶的催化活性 如代谢物 对酶分子的共价修饰 酶蛋白的合成改变等 特点 机制 特点 共性 高效性 特异性 条件温和 可调节 变性失活 1 1 2 2 第二节酶促反应的特点与机制 酶易变性失活酶是蛋白质 所以在某些理化因子的作用下易变性失活 特点 机制 特点 共性 高效性 特异性 条件温和 可调节 变性失活 1 1 2 2 第二节酶促反应的特点与机制 三点结合 的催化理论酶与底物的结合处至少有三个点 而且只有一种情况是完全结合的形式 只有这种情况下 不对称催化作用才能实现 特点 机制 高效性 三点结合 锁钥学说 诱导契合 特异性 1 1 2 2 第二节酶促反应的特点与机制 锁钥学说整个酶分子的天然构象是具有刚性结构的 酶表面具有特定的形状 酶与底物的结合如同一把钥匙对一把锁一样 特点 机制 高效性 三点结合 锁钥学说 诱导契合 特异性 1 1 2 2 第二节酶促反应的特点与机制 诱导契合学说酶不具有与底物相识别的固定构象 当底物与酶接近时 底物分子可以诱导酶活性中心的构象发生改变 使之成为能与底物分子密切结合的构象 特点 机制 高效性 三点结合 锁钥学说 诱导契合 特异性 诱导契合机制 酶与底物靠近 定向 酶与底物相互诱导变形 契合形成中间产物 产物脱离 靠近电性吸引 疏水作用 定向 底物 酶 B 诱导契合 诱导互补性结构变化 契合 活性中心催化基团进行催化 能否契合 专一性的由来 酶复原 催化剂 C 产物脱离 1 1 2 2 第二节酶促反应的特点与机制 中间产物学说在酶催化的反应中 第一步是酶与底物形成酶 底物中间复合物 当底物分子在酶作用下发生化学变化后 中间复合物再分解成产物和酶 E S E S P E许多实验事实证明了E S复合物的存在 E S复合物形成的速率与酶和底物的性质有关 特点 机制 高效性 中间物 活化能 机制 特异性 1 1 2 2 第二节酶促反应的特点与机制 活化能是指一定温度下 使1mol反应物全部转化为活化分子所需要的能量 活化分子是指具有反应能量的分子 催化剂的作用是降低反应活化能Ea 从而起到提高反应速度的作用 特点 机制 高效性 中间物 活化能 机制 特异性 1 1 2 2 第二节酶促反应的特点与机制 酶促反应的机制邻近效应 定向效应 酸碱催化多元催化 特点 机制 高效性 中间物 活化能 机制 特异性 羧肽酶催化中的电子云形变 定向极性专一性契合区 H2 N C精氨酸 C O 1 1 2 2 碱催化 酸催化 有些酶的作用对象不是一种底物 而是一类化合物或一类化学键 这种专一性称为相对专一性 RelativeSpecificity 键 Bond 专一性 只对作用的键有选择性 如酯酶催化酯的水解 对于酯两端的基团没有严格的要求 族 group 专一性 对键和该键一端或两端的基团都有选择性 如 葡萄糖苷酶 催化由 葡萄糖所构成的糖苷水解 但对于糖苷的另一端没有严格要求 相对专一性 相对专一性 立体化学专一性 光学专一性酶的一个重要特性是能专一性地与手性底物结合并催化这类底物发生反应 如 乳酸脱氢酶只作用于L 乳酸 而对D 乳酸无作用 几何专一性 有些酶只能选择性催化某种几何异构