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酶的作用機(jī)理

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2013-07-29  來源:實(shí)驗(yàn)室資訊網(wǎng)
核心提示:一、酶作用在于降低反應(yīng)活化能  在任何化學(xué)反應(yīng)中,反應(yīng)物分子必須超過一定的能閾,成為活化的狀態(tài),才能發(fā)生變化,形成產(chǎn)物。
 一、酶作用在于降低反應(yīng)活化能

  在任何化學(xué)反應(yīng)中,反應(yīng)物分子必須超過一定的能閾,成為活化的狀態(tài),才能發(fā)生變化,形成產(chǎn)物。這種提高低能分子達(dá)到活化狀態(tài)的能量,稱為活化能。催化劑的作用,主要是降低反應(yīng)所需的活化能,以致相同的能量能使更多的分子活化,從而加速反應(yīng)的進(jìn)行。

  酶能顯著地降低活化能,故能表現(xiàn)為高度的催化效率。例如前述的H2O2酶的例子,可以顯著地看出,酶能降低反應(yīng)活化能,使反應(yīng)速度增高千百萬倍以上。

  二、中間復(fù)合物學(xué)說

  目前一般認(rèn)為,酶催化某一反應(yīng)時(shí),首先在酶的活性中心與底物結(jié)合生成酶-底物復(fù)合物,此復(fù)合物再進(jìn)行分解而釋放出酶,同時(shí)生成一種或數(shù)種產(chǎn)物,此過程可用下式表示:

  ES的形成,改變了原來反應(yīng)的途徑,可使底物的活化能大大降低,從而使反應(yīng)加速。

  三、酶作用高效率的機(jī)理

  詳細(xì)機(jī)制仍不太清楚,主要有下列四種因素:

  1.趨近效應(yīng)(approximation)和定向效應(yīng)(oientation)

  酶可以將它的底物結(jié)合在它的活性部位由于化學(xué)反應(yīng)速度與反應(yīng)物濃度成正比,若在反應(yīng)系統(tǒng)的某一局部區(qū)域,底物濃度增高,則反應(yīng)速度也隨之提高,此外,酶與底物間的靠近具有一定的取向,這樣反應(yīng)物分子才被作用,大大增加了ES復(fù)合物進(jìn)入活化狀態(tài)的機(jī)率。

  2.張力作用(distortion or strain)

  底物的結(jié)合可誘導(dǎo)酶分子構(gòu)象發(fā)生變化,比底物大得多的酶分子的三、四級(jí)結(jié)構(gòu)的變化,也可對(duì)底物產(chǎn)生張力作用,使底物扭曲,促進(jìn)ES進(jìn)入活性狀態(tài)。

  3.酸堿催化作用(acid-base catalysis)

  酶的活性中心具有某些氨基酸殘基的R基團(tuán),這些基團(tuán)往往是良好的質(zhì)子供體或受體,在水溶液中這些廣義的酸性基團(tuán)或廣義的堿性基團(tuán)對(duì)許多化學(xué)反應(yīng)是有力的催化劑。

  4.共價(jià)催化作用(covalent catalysis)

  某些酶能與底物形成極不穩(wěn)定的、共價(jià)結(jié)合的ES復(fù)合物,這些復(fù)合物比無酶存在時(shí)更容易進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。

  例如:無酶催化的反應(yīng) RX+H2O→ROH+Hx 慢

  有酶存在時(shí) RX+E桹H→ROH+EX快

  EX+H2O→E桹H+HX快?

編輯:songjiajie2010

 
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