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文档简介

化学反应是由具有一定能量的活化分子相互碰撞发生的。分子从初态转变为激活态所需的能量称为活化能。无论何种催化剂,其作用都在于降低化学反应的活化能,加快化学反应的速度。5.4酶的催化机理5.4.1活化能一个可以自发进行的反应,其反应终态和始态的自由能的变化(∆G’)为负值。这个自由能的变化值与反应中是否存在催化剂无关。催化剂降低了反应物分子活化时所需的能量非催化反应和酶催化反应活化能的比较

Ea,活化能;ΔG,自由能变化酶是如何使反应的活化能降低的呢?中间产物

反应过程

S+EESES*EPP+E过渡态复合物中间产物学说

酶介入了反应过程。通过形成不稳定的过渡态中间复合物,使原本一步进行的反应分为两步进行,而两步反应都只需较少的能量活化。从而使整个反应的活化能降低。催化剂降低了反应物分子活化时所需的能量非催化反应和酶催化反应活化能的比较

Ea,活化能;ΔG,自由能变化诱导契合学说酶与底物如何结合成中间产物,如何完成催化?酶表面并没有一种与底物互补的固定形状,只是由于底物的诱导才形成了互补性状5.4.2酶作用高效性的机理(1)邻近效应和定向效应邻近效应:酶与底物有很高亲和力

低物集中于酶分子表面(包括活性中心附近)

活性部位底物浓度提高

基团间相互靠近,碰撞几率增大

提高反应速度。定向效应:底物的反应基团与催化基团之间、底物与底物之间的正确取向,有助于加速化学反应。两底物不接近,取向不同两底物接近,取向不同两底物接近,取向相同酶底物2底物1(2)底物分子形变或扭曲底物

酶分子构象改变

使底物分子扭曲(削弱化学键)

有利于反应(3)酸碱催化化学反应中,通过反应向反应物提供质子或从反应物接受质子以稳定过渡态,加速反应的机制,叫酸碱催化。向底物分子提供质子,称酸催化;从底物上接受质子,称为碱催化。当酸催化基团和碱催化基团共同发挥催化作用时,可以大大提高底物反应速率。

酶分子中Glu,Asp,Lys,Cys,Tyr,His等都可以参与酸碱催化。(4)共价催化共价催化指酶和底物间以不稳定共价键结合成E-S复合物,从而降低反应活化能,以加速化学反应速度。(5)活性部位的低介电性酶分子的活性部位常常是疏水性基团组成的,疏水性环境的介电常数比水的介电常数低,在介电常数低的媒介中

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