酶动力学

酶动力学——米氏动力学原理
摘要：
酶是蛋白质分子，通常操纵其他分子- 的酶的底物。

这些目标分子结合到酶的活性部位，并转化为产品，通过一个已知的酵素作用机制的一系列步骤。

这些机制可以分为单基和多基体的机制。

对酶动力学研究，只能绑定一个基板，如磷酸丙糖异构酶，旨在衡量亲和力与该酶结合本衬底和周转率。

当酶结合多个基板，如二氢叶酸还原酶，酶动力学还可以显示的顺序，并结合这些基板在哪些产品发布顺序。

例如，结合的酶底物和释放一个多种产品的蛋白酶，它劈开成两个多肽底物蛋白产品之一。

如DNA连接一个核苷酸的DNA聚合酶。

虽然这些机制往往是一系列复杂的步骤，通常就是一个速率决定步骤，确定整体动力学。

这个速率决定步骤可能是一种化学反应或酶的构象变化或基板。

并非所有的生物催化剂的酶是蛋白质;如核糖体RNA的核酶和基催化剂是必不可少的许多细胞功能，如RNA的剪接和翻译。

核酶和酶之间的主要区别是，RNA的核苷酸组成的催化剂，而酶的氨基酸组成。

核酶也履行了反应较有限，但他们的反应机制和动力学进行分析，可以以同样的方法分类。

关键词：周转率酶动力学米氏方程进度曲线
一般原则
反应发生率增加为底物浓度的增加，而在由一种酶催化反应衬底非常高浓度饱和使用完全相同的反应物，并产生完全一样的反应相同的产品。

像其他催化剂，酶不改变基材和产品之间的平衡位置。

但是，酶催化反应动力学研究显示饱和。

对于给定的酶浓度和底物浓度较低时，反应速率与底物浓度的增加而呈线性，酶分子在很大程度上是免费的催化反应，增加底物浓度增加速率是指该酶和底物分子彼此相遇。

但是，在相对较高的底物浓度，反应速度渐近接近理论最大值;酶的活性部位几乎所有被占领的，反应速度是由内在的酶周转率决定。

两个最重要的一种酶的动力学性质是如何迅速成为一个特定酶底物饱和，最大速度，可以实现的。

了解这些特性意味着什么可以做的一种酶，能在细胞中的酶将展示如何应对这些条件的变化。

酶活性测定
进度曲线的酶反应。

在初始利率期斜率为反应初始速率如米氏方程描述的，酶浓度变化是实验室检测程序，测量酶反应速率。

由于酶的反应，他们不消耗催化，酶检测通常遵循的任何底物或产物的浓度变化来测量反应速率。

有多种方法测量。

分光实验观察之间的产物和反应物的光吸收变化;辐射实验涉及注册或放射性来衡量产品的数量随着时间的推移作出释放。

光度法检测是最方便，因为它们允许的反应速度要连续测量。

虽然辐射检测要求拆除和样本，他们通常是非常
敏感，可以测量酶的活性非常低的水平计算。

最敏感的酶检测通过使用聚焦显微镜观察激光单酶分子的变化，因为它们催化的反应。

这些测量或者使用的辅助因子荧光变化过程中酶的反应机制，荧光染料或添加到蛋白质的具体地点，报告活动，在催化发生。

这些研究提供了动力学和动力学的新视角单酶，而不是传统的酶动力学，它遵守了酶分子的数百万人口的平均行为。

大多数研究酶动力学精力放在初步的，线性的酶反应的一部分。

但是，它也可以测量反应完全符合这一曲线和数据，以一个非线性方程。

这种测量方法称为酶反应进度曲线分析。

这种方法是快速动力学作为替代当初始速度太快精确测量有用。

单底物反应
单底物酶的机制，包括如二磷酸变位酶异构酶、腺苷酸环化酶的分子裂解酶与核酶，RNA的酶。

然而，有些酶只有一个单一基板不属于这一类机制。

过氧化氢酶就是这样一个例子，因为这种酶与过氧化氢底物分子的第一反应，变成氧化，然后由第二个分子的基质减少。

米氏动力学
作为酶催化反应饱和，其催化速率并没有显示出增加基板线性响应。

如果反应初速度超过了底物浓度范围，反应速率增加为酶浓度的增加，在米氏的单底物反应动力学模型，显示在右边。

有一个初步的酶之间é和底物S双分子反应，形成酶底物复合物的ES。

尽管酶的
单分子反应机制相当复杂，通常有一决速步骤，使酶这是作为一个单一的一个明显的单分子反应速率常数。

米氏方程与常量
米氏方程是大多数单基质酶动力学的基础。

它有两个假设。

第一个假设是所谓的准稳态假设（或伪稳态假设），即对底物结合酶浓度（因此也未绑定的酶）的变化远远慢于产品的那些和底物，从而在复杂的变化时，可设置为零。

第二个假设是，总酶浓度不随时间变化，因此。

一个完整的推导可以在这里找到。

米氏常数Km是实验定义为在该浓度的酶反应速率最大值的一半，可代入验证米氏方程，如果速率决定步骤是缓慢的酶底物的解离比，如果[s]是比较小的知识，那么长期和复杂的也很少形成。

因此，产品形成率的酶浓度以及底物浓度取决于上，类似的方程与相应的伪二级速率常数K2的/公里双分子反应。

这是一个常数催化效率的措施。

米氏方程直接使用时间过程动力学分析
米氏方程可以直接用于模型的过程中衬底的时间消失，通过米氏方程方程纳入到生产的产品为一级化学动力学。

这只能取得然而，如果一承认与欧拉数的一级化学动力学研究使用相关的问题。

即克朗是一个分裂常数，计算中引入了系统误差，可以作为一个常数，代表每一段时间后，剩余的基板上。

动力学常数的现实意义
酶的动力学研究有两个基本原因重要。

首先，它有助于解释如何酶的工作，其次，它可以帮助预测如何在生物酶的行为。

动力学以上，Km和Vmax定义的常量，是至关重要的酶试图了解如何共同努力来控制代谢。

非米氏动力学
饱和酶的酶反应，显示乙状结肠产生情节，这往往表明合作的底物结合到活动现场乙状结肠五。

这意味着，一个底物分子的结合会影响以后的基质分子结合。

这种行为是最常见的多聚酶活性中心与几个相互作用。

这里，合作的机制是类似的血红蛋白与基板一个改变了活性中心的底物分子的亲和力结合其他活动场所。

正协同时会出现第一个基板分子结合增加了其他活性中心的底物的亲和力。

负协同时会出现第一个底物结合降低了酶对其他底物分子的亲和力。

变构酶包括哺乳动物酪氨酰tRNA -合成酶，这表明负协同性，细菌天冬氨酸和磷酸，这表明积极的协同性。

协同是很常见，可以帮助调节酶的反应，在其基质的浓度变化。

正协同使酶更为敏感[S]与他们的活动可以显示在一个狭窄的范围内，底物浓度大的变化。

反之，负协同使酶不敏感的小的变化。

化学机制
酶动力学法测量的一个重要目标是确定的一种酶的反应，即化学
步骤序列的转化产品的基板的化学机制。

上面讨论的动力学方法将显示在什么利率中间体形成和相互转换，但他们无法确切地知道，这些中间体。

动力学测量条件下采取的各种解决方案稍加修改或酶或底物往往阐明这个化学机制轻，因为它们揭示了速率决定步骤或反应中间体。

例如，一个共价键断裂氢原子是一种常见的速率决定步骤。

哪些是可能的氢转移速率决定，可通过测量氘代，其每一个氢同位素的动力学效应所示。

利率将发生改变时临氢被取代，由于主要动力学同位素效应，这是因为以氘债券更难打破比氢键。

它也可以与其他同位素替代措施类似的效果。

催化机制
作为一种反应坐标函数的能量变化显示了过渡态由青睐的酶底物相互作用模型稳定是诱导契合模型。

该模型提出，酶和底物之间的相互作用是初始相对薄弱，但这些弱相互作用中迅速诱导酶的构象变化加强约束力。

这些构象变化也带来在活动现场附近的基板上，将改变化学反应中的催化残基债券。

构象的变化可以用圆二色性测定或双偏振干涉。

结合后需要提供一个替代性化学反应途径的地方，一个或一个以上的催化机制，降低了反应的过渡态能量。

参考文献
《现代生物化学》第二版黄西泰于自然《酶学》第二版郑慧平郭勇
《现代生物学基础》
《生物物理学学报》中山科技
《生物学》
《生理学期刊》
《生物物理学》。