酶学第六章多种因素对酶反应速度的影响(1).doc

第六章 pH、温度、抑制剂和活化剂对酶反应速度的影响
pH对酶反应速度的影响
酶反应的最适pH
如果在不同pH条件下测定酶反应速度,可得到左图中的曲线A,。如果将酶在不同pH条件下预保温,,得到曲线B,说明pH5~8()使酶可逆失活,,酶活性可完全恢复;当pH 〉8或pH〈5时,酶发生了不可逆失活。
酶
底物
等电点
最适反应pH
α-淀粉酶(猪胰)
淀粉
~

β-淀粉酶(麦芽)
淀粉


蔗糖酶
蔗糖


乙酰胆碱酯酶
乙酰胆碱


核糖核酸酶(牛胰)
核糖核酸


胃蛋白酶
各种蛋白质

~
胰蛋白酶
各种蛋白质


胰凝乳蛋白酶
各种蛋白质
~
8~9
木瓜蛋白酶
各种蛋白质

~
菠萝蛋白酶
各种蛋白质
~
~
脲酶
尿素
~
~
脱羧酶(酵母)
丙酮酸


过氧化氢酶(也叫触酶,牛肝)
H2O2


醛缩酶(兔肌)
果糖二磷酸

~
己糖激酶(酵母)
葡萄糖,ATP
~
8~9
黄嘌呤氧化酶(牛乳)
黄嘌呤

~
一些酶的最适pH和等电点
注意最适pH与等电点的差别。与等电点相比,最适pH偏酸的说明要在带正电荷的情况下工作,最适pH偏碱的说明要在带负电荷的情况下工作。
最适pH的解释
酶分子中含有多种可解离的基团,如-COOH、-NH2、-SH、-OH、咪唑基、胍基等。在最适pH时,各基团的解离状态处于使构象正常及活性中心处于结合底物和催化反应的最佳状态。当pH偏离最适pH时,活性中心基团的解离状态发生变化,使酶与底物的结合能力(亲和力)下降,催化能力也下降,致使酶活性下降,即保持正确解离状态的酶分子比例下降。若pH偏离得太多,导致构象发生不可逆变化,就会使酶变性失活。如溶菌酶活性中心的两个氨基酸只有处于Asp52-COO-和Glu35-COOH状态下才具有活性。
底物的解离状态也受pH的影响,从而影响到底物与酶的结合及被催化反应。
酶的酸碱稳定性
一般来说,酶反应的最适pH也是使酶最稳定的pH,偏离的pH会使酶分子的构象发生变化,构象变化的程度与pH偏离的程度及偏离pH处理的时间有关。若pH偏离不多,或处理时间较短,回复到最稳定pH后,酶活性可得到恢复,这种恢复也是随着时间的推移逐渐发生的。若pH偏离较多或处理的时间较长,则酶发生不可逆失活。
pH影响酶反应速度的动力学
下面讨论几种不同的解离体系的动力学,并假定在实验涉及到的pH范围内,酶的构象不发生变化。
游离酶和ES复合物二者的解离体系

假定各可逆过程均迅速达到平衡,ESH→EH+P为限速反应。

用迅速平衡法处理:
………①
………②
………③
………④
………⑤
由②⑤得; 由⑤得;
由①⑤得; 由④得;
由③得;
∵ V = k2[EHS], [E]0 = [E-]+[EH]+[EH2+]+[ES-]+[EHS]+[EH2+S],
∴
将式⑥代入上式得
分子分母同乘以[S]得
分子分母同除以得
……………⑦
式中k2 [E]0 = Vm 。将上式取双倒数形式得
…………⑧

[H+]既影响VmH+,又影响KmH+。当[H+ ]很高或很低时,式子可简化,得KmH+ 的简化式,但意义不大。

:
当Ke1≥100 Ke2,Kes1≥100 Kes2时,可用本法求Ke1、Ke2、Kes1、Kes2、Ks’、Vm等常数。
式⑧中的斜率和截距整理得
斜率=
截距=
根据式⑧,在不同的pH下作直线,每一个pH可以得到一个斜率和一个截距。
当[H+]较高时,上面两式中的项可以忽略不计,剩下的部分为直线方程。以斜率对[H+]作图得左上图,以截距对[H+]作图得右上图。
当[H+]很低时,上面两式中的[H+]项可以忽略不计,以斜率对作图得左下图,以截距对
作图得右下图。
从这4个图中,可得出各个常数。但如果Ke1和Ke2相近,或Kes1和Kes2相近,或pH居中,则不能忽略任何一项。
-Webb对数作图法
此方法要求pKe1和pKe2及pKe