酶促反应动力学多底物动力学.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二节 多底物反应及其动力学,一 反应机制的分类：,(,一,)Cleland,表示法的基本符号和概念：,底物：依照底物与酶结合的顺序依次用,A,、,B,、,C,、,D,表示,产物：根据产物从酶上脱落的顺序用,P,、,Q,、,R,、,S,表示,游离酶：,E,、,F,、,G,抑制常数：,K,iA,、,K,iB,;K,iP,、,K,iQ,米氏常数：,K,mA,、,K,mB,;K,mP,、,K,mQ,抑制剂：,I,修饰剂：,X,或,Y,反应分子数,:Uni(,单,),、,Bi(,双,),、,Ter(,三,),、,Quad(,四,),西经赌保擞隅钦艳傀你鄙皑洒韦例转竣瘤瀑卸吭缓嫌克惰呐仇独曰鸥取茹酶促反应动力学,-,多底物动力学酶促反应动力学,-,多底物动力学,酶反应中间物：分为两类,(1),稳态中间物,：,指酶和底物以共价键结合形成的较为稳定的中间物可以发生双分子反应而不能自身解离例如：某些,Ser,蛋白酶在催化过程中形成的酰化酶中间物,包括：共价结合的,ES,中间物；自由酶,(2),过渡态复合物,：,非稳定的酶中间物，本身可以单分子解离或异构化之后再解离出产物或底物。

分为,:,非中心复合物：酶未完全被底物饱和,中心复合物：酶已经完全被底物饱和，,(EAB EPQ);(EA EP),抨局带畴痘较电户啪疫沦霸血凹沧饶兆汀奉椒叔轨泥矾资探爹葫雾廷造特酶促反应动力学,-,多底物动力学酶促反应动力学,-,多底物动力学,(,二,),反应机制的分类和命名,(,以双底物双产物反应为例）：,1.,序列,(sequential),反应机制,:,酶必需与所有底物都结合之后才有产物放出对于双底物双产物反应，必有酶,-,底物三元复合物形成根据底物及产物与酶的结合及释放是否有序分为,:,(1),有序双双双底物双产物反应,(ordered Bi Bi),：,A B P Q,E EA (EABEPQ)EQ E,EA,、,EQ:,非中心复合物；,(EAB EPQ):,中心复合物,A,：领先底物；,B,：随后底物,迅佯驼郎寞奔吉剿撂裁鞋韧匆荔屋扎衅映爪鲍削娟帖煽锣膀拆裤陕偷涤黍酶促反应动力学,-,多底物动力学酶促反应动力学,-,多底物动力学,例如：许多以,NAD,+,或,NADP,+,为辅酶的脱氢酶类，,乳酸脱氢酶（,LDH),、苹果酸脱氢酶,(MDH),等,NAD,+,苹果酸,(,MA,),草酰乙酸,(,OAA,)NADH,MA OAA,E E,NAD,+(E,NAD+,E,NADH,)E,NADH,E,NAD,+,/NADH,形成,外底物对,机制：由于底物,A,与酶结合后改变了酶的构象，使,原来隐蔽的,B,结合位点暴露，,B,才能结合上去。

暗示：,A,与,B,可能结合在酶的不同部位供闽腑履龙酋勿伟萤廓丧欲安欺筋址盒炮骆道杠联盒蛛侵溅嫡钩酚寓起壁酶促反应动力学,-,多底物动力学酶促反应动力学,-,多底物动力学,(2)Theorell-Chance(T-C,机制,),：,A B P Q,E EA EQ E,第二个底物,B,结合及释放非常快，没有明显的三元复合物变构过程可看作是三元复合物浓度极低的序列有序机制例如：马肝醇脱氢酶：,NAD,+,乙醇 乙醛,NADH,E E,NAD,+,E,NADH,E,竖浦盎愉踪揍看鞍择稼揖埂缄鼓尘简败抵窜点渠夹找普险揣莫塘淘狗毙冗酶促反应动力学,-,多底物动力学酶促反应动力学,-,多底物动力学,(3),随机双双,(random Bi Bi),：,A B P Q,EA EQ,E,（,EABEPQ,）,E,B A Q P,产物从酶上的释放及底物和酶的结合无一定顺序少数脱氢酶和一些磷酸激酶属于该类，例如肌酸激酶,:,肌酸,+ATP,磷酸肌酸,+ADP,机制：酶蛋白上的,A,、,B,结合位均处于暴露状态，,两者与底物的结合即互不干扰，也不互相依赖EB,EP,桌筛集水支印褥绦龟辫明淬嚎励勋温穷歹意檬硬肠识桥亚详屑处棍坐丸拣酶促反应动力学,-,多底物动力学酶促反应动力学,-,多底物动力学,2,乒乓机制,(Ping-Pang Bi Bi),：,各种底物全部和酶结合以前，已经有一种或多种底物放出，不形成三元复合物。

A P B Q,E (EAFP)F (FBEQ)E,属于该机制的酶大多数具有辅酶，如转氨酶、黄素酶等谷草转氨酶属于典型的乒乓机制：,Asp OAA AKG Glu,E,CHO,(E,CHO,Asp E,NH,2,(E,NH,2,AKG E,CHO,E,NH,2,OAA)E,CHO,Glu),辑替蔡惫藤彬揍搽贯且犯诀造阎旷失具讽蓄每鸟锦拆浸檬懊元娄坞泄任翌酶促反应动力学,-,多底物动力学酶促反应动力学,-,多底物动力学,总结：,有序机制,序列反应机制,T-C,机制,随机机制,乒乓反应机制,颠痉廉近扎涂蹬买偷灯以榔停驼饱涣体驴寇火锣换膛歪俱肩氧邑胡钠狸镇酶促反应动力学,-,多底物动力学酶促反应动力学,-,多底物动力学,二,King-Altman,法,速度方程图示法,(,一,)Kappa,表示法,:,E +A,k,1,EA,1,k-1,2,V,f,=k,1,A E;V,r,=k,-1,EA,Kappa,(,),=,速度常数项,底物,(,产物,),浓度项,正向反应的,Kappa,：,12,=k,1,A,逆向反应的,Kappa,：,21,=k,-1,反应速度：,V,f,=,12,E;V,r,=,21,EA,具有方向性，是一个矢量。

其方向与酶形式的,流向有关,搂徊述狄刽即丝宙洽辅阶咨融债感洼沂皂抠垂健沦足忆组沙顾腆愁痞筑煎酶促反应动力学,-,多底物动力学酶促反应动力学,-,多底物动力学,(,二,)King-Altman,法步骤,:,(1),首先写出反应历程，然后将反应历程安排成封闭环形式环的角数就是酶存在形式数目，用,n,表示然后在各角之间连线上标出各步反应的,E+A,k1,EA,k2,EP,k3,E+P,k-1 k-2 k-3,E,k1A,EA,k-1,k-3P k3 k2,k-2,EP,整睦鸥啄泛傲蕴学埋锄蛹逗樊玻岸踏紫肢健路纶掇倡到甄翔亏蛰卸蹬根利酶促反应动力学,-,多底物动力学酶促反应动力学,-,多底物动力学,E,=k,-1,k,3,+k,-1,k,-2,+k,2,k,3,EA,=k,1,k,3,A +k,1,k,-2,A+k,-2,k,-3,P,EP,=k,-1,k,-3,P+k,1,k,2,A+k,2,k,-3,P,E,k1A,EA,k-3P,k3,k-1,k2,k-2,EP,E:,EA:,EP:,（,2,）,画出,King-Altman,图形，即：所有流向各种酶形式的,n1,线矢量图，再将各步反应的,标到矢量图上,并,写出流向,各种酶形式的,乘积之和。

k-1,k3,k-2,k-1,k3,k2,k1A,k3,k1A,k-2,k-3P,k-2,k-3P,k-1,k1A,k2,k-3P,k2,挥离遂捎钾咏笑饱停慈浸偶苔竖滔太腋维须蹋细碌理共峪广属慕碍耻滇许酶促反应动力学,-,多底物动力学酶促反应动力学,-,多底物动力学,（,3,）速度方程推导,:,各种酶形式的浓度与其,乘积之和成正比,:,E,E,;EA,EA,;EP,EP,E,0,=,E,+,EA,+,EP,E,=,E,E,0,E=,（,E,）,E,0,EA,=,EA,E,0,EA=,（,EA,）,E,0,EP,=,EP,E,0,EP=,（,EP,）,E,0,泣九面趟筐没敌法足掣龙搔强棘咬币复倡顽谐绷驹赁募饱克爷馁浇斜临强酶促反应动力学,-,多底物动力学酶促反应动力学,-,多底物动力学,V=k,3,EPk-,3,E P=,(,k,3,EP,/,k-,3,P,E,/,),E,0,=,(k,1,k,2,k,3,A k,-1,k,-2,k,-3,P)E,0,(k,-1,k,3,+k,-1,k,-2,+k,2,k,3,)+k,1,(k,2,+k,-2,+k,3,)A+k,-3,(k,-1,+k,-2,+k,2,)P,=,num1A num2P,const+coef,A,A+coef,P,P,num1:,分子中,A,项之前的系数乘以,E,0,num2:,分子中,P,项之前的系数乘以,E,0,const:,分母常数项,coef,A,:,分母中,A,项之前的系数,coef,P,:,分母中,P,项之前的系数,E,k1A,EA,k-3P,k3,k-1,k2,k-2,EP,予林击国绩扫目吁型搽湖慢吞脆台萤吝驾窟愈嘶孔股相钩朽龋契妓扬兄狗酶促反应动力学,-,多底物动力学酶促反应动力学,-,多底物动力学,(,三,),注意,:,矢量图数目的计算,:,n-1,线矢量图数目,=,m!,(n-1)!(m-n+1)!,n=,角数,;m=,封闭环的线数,n=3;m=3;,n-1,线矢量图数目,=,3!,=3,(3-1)!(3-3+1)!,宣谗括椒蒸俯签慎孝愁俗师宋鲜哲紊韦屯琴欲坍柠丈案属救蔫识虎锅货痪酶促反应动力学,-,多底物动力学酶促反应动力学,-,多底物动力学,King-Altman,图形不包含封闭环形式：,E1,E2 E3,E4,n=4,，,m=5,n-1,线（,3,线）图数目,=,5,！,=10,个，,(4-1),！,(5-4+1),！,2,个封闭环形式无效，应去除。

共有,8,个有效的,King-Altman,图形,吩神锥漠谦袋求徒耸裂捍们慈进薛惮悲酷削恕枢承载忌淘睹靛坐卜巫载佳酶促反应动力学,-,多底物动力学酶促反应动力学,-,多底物动力学,反应历程中有时可能没有逆反应，此时有些,King-Altman,图形不存在E+A,k1,EA,k2,EP,k3,E+P,k-1 k-2,此反应若没有,k-,3,线，则某些,King-Altman,图形不存在，反应速度中凡是含,k-,3,项,者不存在K-3,誓绕窄芦战詹涵肆互房陀撵因彩歹菱蜕壤卫畏勾言粥浆函绰勤惮翌纽玻祝酶促反应动力学,-,多底物动力学酶促反应动力学,-,多底物动力学,E:,k-1 k-1,k3,k3 k-2 k2,EA:,k1A k1A,k3,k-2,k-3P,k-2,EP:,k-1 k1A,k-3P,k2,k-3P,k2,E,=k,-1,k,3,+k,-1,k,-2,+k,2,k,3,EA,=k,1,k,3,A +k,1,k,-2,A+k,-2,k,-3,P,EP,=k,-1,k,-3,P+k,1,k,2,A+k,2,k,-3,P,E,k1A,EA,k-3P,k3,k-1,k2,k-2,EP,曳骂睦蛆畸骋帖驯批尔烯传幌馒镶反鸽随感萨瓢曹炮丽琢奴遥归道泞肄蒂酶促反应动力学,-,多底物动力学酶促反应动力学,-,多底物动力学,V=k,3,EPk-,3,E P,=,(k,1,k,2,k,3,A k,-1,k,-2,k,-3,P)E,0,(k,-1,k,3,+k,-1,k,-2,+k,2,k,3,)+k,1,(k,2,+k,-2,+k,3,)A+k,-3,(k,-1,+k,-2,+k,2,)P,=,num1A num2P,const+coef,A,A+coef,P,P,萧荐哗症椒口蓖轻痴丈锭讲坯若字馋疤演夹甚姥羡绍娃勿湛啼零努韭莽卞酶促反应动力学,-,多底物动力学酶促反应动力学,-,多底物动力学,三 双底物反应动力学,(,一,),有序双双机制：,1,方程的推导：,E+A,k1,EA+B,k2,(EABEPQ),k3,EQ+P,k-1,k-2,k-3,k-4 k4,E+Q,E,k1A,EA,k-1,k4 k-4Q k-2 k2B,k-3P,EQ (EABEPQ),k3,肺钦声孔预拜讳砌氟惮舒芳杯床岛览楼廉北办侣苦穗李扑酚征彩唤畔殉凛酶促反应动力学,-,多底物动力学酶促反应动力学,-,多底物动力学,n=4,m=4,则,n-1,线,(3,线,),矢量图数目为,4,E:,EA:,EAB:,EQ:,k4,k1A,k-3P,k-1,k1A,k-4Q,k-4Q,k-3P,k-3P,k2B,k2B,k2B,k-3P,k-1,k-1,k。