影响酶活力的因素的曲线分析讲述
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●竞争性抑制剂与底物竞争性地与 酶的活性部位结合。它既与酶结合, 又与酶分离,即酶与竞争性抑制剂 的结合是可逆的。竞争性抑制剂的 效应取决于抑制剂与底物的相对浓 度。增加底物浓度,使反应液中的 底物分子%增大,进而使v不断接近 vmax,即竞争性抑制剂可以通过增加 底物浓度来降低抑制剂与酶结合的 概率,以缓解抑制。因此②表示竞 争性抑制剂加入后的情形,随底物 浓度的增加抑制作用逐渐减弱并接 近正常的最大反应速度。
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2.开始时的反应物浓度、酶浓度均不变。 时间——产物浓度;时间——反应物浓度。 每图再增加:①酶浓度增加一倍;②反应物浓度增加一倍。
产物 浓度 ③
改变纵坐标含义
反应物 浓度
③ ①
●比较 ①与 ② ●比较 ①与 ③
②
①
② 时间 时间
●描述曲线 ①的特征(分段、准确); 解释曲线变化的原因(底物浓度降低,产物浓度增加,可能pH 或温度发生变化等) ●在①的基础上,酶浓度增加一倍的曲线【 ② 】 ●在①的基础上,反应物浓度增加一倍的曲线【 ③】 7 ☆4条竖线提示:斜率、拐点的变化。
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温度或PH改变;【红线, 注意斜率和拐点变化】
反应 速度 反应 速度
酶浓度增加一倍;【红线, 注意斜率和拐点变化】
底物浓度 底物浓度
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3.底物浓度——反应速度(酶浓度不变) 再增加:加入竞争性 / 非竞争性抑制剂
反应速率
① ②
③
O
底物浓度
曲线③属于非竞争性抑 制剂作用情形,类似于 不可逆抑制剂霸占酶。 因此,存在非竞争性抑 制剂相当于降低了酶的 浓度,曲线斜率变小, 很快达到最大。
1.催化剂加快反应速度的本质原因:降低反应活化能
[活化分子] 过渡态(活化态)
催化后活化能的减少值 非催化过程的活化能
自由能
无机催化剂
酶催化过程的活化能
(酶使活化能更低)
初态 反应物S 平均能量水平较低 终态 产物P 反应过程
反应前后自由能之差
★反应活化能:反应物进入活化状态所需的能量。 (类似于跨栏时栏的高度)(只调节能够反应的反应速度) 催化剂能降低反应活化能,提高活化分子百分数,因此加快了反应速度。 即:在催化反应中,只需较少的能量就可使反应物进入活化态。 ★某反应在不同情况下的反应速度不同,本质原因是反应活化能的不同。 ★酶与无机催化剂相比,活化能水平被降得更低,显示出高效性。 1
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酶作用曲线
酶活性易受多种因素制约,常用坐标图来表示. 在解读坐标图题型时,要注意以下要点: ●看坐标轴含义——了解两个变量的关系 ●看曲线走势——掌握变量的增减快慢特征与 意义 ●看特殊点——理解特殊点的意义 (起止点、拐点、交叉点) ●看不同曲线的异同——理解曲线之间的内在 联系与区别
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反应速度的测定:
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抑制剂——能与酶结合并降低酶活性的分子
▲某些抑制剂能可逆地与酶 结合 和分离。可逆抑制剂可分为 竞争性抑制剂 竞争性抑制剂 和 非竞争性抑制剂。
①竞争性抑制剂与底物结构相似,都结合在
酶活性部位上,从而阻止酶与底物的结合。
思考:
①限制OA段的因素 是底物浓度; 限制BC段的因素是 酶浓度。
反 应 速 率
B · · A
· C
O
底物浓度
②酶浓度增加1倍,曲线发生怎样的变化? 如图的红色曲线。
【理解走势、斜率、拐点等特征性变化】
相同底物浓度下,酶浓度越高,形成的酶—底物复 合物越多,v越大;酶浓度越高,使酶饱和需要的底 物浓度越大。说出曲线几段的限制因素。 ③请举出两种能够影响这一曲线形状的因素。 酶浓度、温度和pH等
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时间
关于酶的常见曲线图【关注坐标轴的含义】
1.催化剂加快反应速度的本质原因:降低反应活化能。 2.开始时的反应物总量、酶浓度均不变。 时间——产物浓度;时间——反应物浓度。 每图再增加:①酶浓度增加一倍;②反应物浓度增加一倍。 3.底物浓度——反应速度。 再增加:①酶浓度增加一倍; ②加入竞争性抑制剂; ③非竞争性抑制剂 4.酶浓度——反应速度。 再增加:①底物浓度增加一倍; ②温度降低10℃; ③反应开始时加入一定量的不可逆抑制剂。 5.温度——酶活性。 再增加:①嗜冷微生物、嗜热微生物的酶 【加酶洗衣粉、TaqDNA聚合酶】 ②人体内呼吸作用酶活性与环境温度; 6.pH——唾液淀粉酶活性。 再增加:①胃蛋白酶; ②肠肽酶。
3.底物浓度——反应速度
反 应 速 率
B · · A
· C
底物浓度 描述曲线特征: (当酶浓度、温度和pH恒定时)在底物浓度很低的范围 内,反应速度与底物浓度成正比;继续增加底物浓度, 反应速度增加转慢;达到最大后保持不变。
O
解释:酶数量一定时,底物浓度越大,形成的酶—底物 复合物越多;达到一定程度后,有限的酶全部与底物 结合而达到饱和。 BC段有限的酶被饱和,反应速度达到最大,再增加 底物浓度,底物浓度并不影响酶的活性。 8
▲测定反应速度时,可以测定 产物增加量 或 底物减少量。 ▲如果底物过量,则测定底物减少量不容易精确, 而产物从无到有,便于测定,只要方法灵敏。
产物 浓度
最 初 阶 段
?
反应 速度
最 初 阶 段
时间
据图分析回答: ▲如何计算反应速度(v)? △浓度 V= =斜率 t ▲描述反应速度变化的特征: v只是在最初一段时间保持恒定, 随着时间延长,v逐渐下降直到0。 ▲反应速度下降的原因是什么? 底物浓度的降低,产物浓度的增加, pH或温度的变化等。
比较:酶与无机催化剂
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影响酶促ห้องสมุดไป่ตู้应速度的主要因素
反应速率: 单位时间内生成物的增加量,或底物的消耗量 = 酶活力 = 酶的催化效率
底物浓度 酶浓度 酶 酶活性
温度
pH 抑制剂或激活剂等 竞争性抑制
可逆 (降低酶活性,但不使酶变性) 抑制剂作用机制 (形成氢键) 非竞争性抑制 不可逆 使酶永久性失活 (抑制剂与酶共价连接)
相同点: ①改变反应速度,但本身的质、量不变; 【但是,所有酶都必须参与反应过程!】 ②只能催化热力学允许进行的反应; ③加快v,缩短达到平衡的时间,但不改变平衡点; ④降低活化能,使v加快。 不同点: ①高效性; ②专一性(酶对底物); ③多样性; ④易变性; ⑤反应条件的温和性; ⑥酶活性受到调节、控制; ⑦有些酶的活性需要辅助因子。