1、第十二章 PH及温度 对酶促反应的影响,一 PH对酶促反应的影响:,PH变化对酶促反应的影响： 过酸或过碱可破坏酶的空间构象，导致酶变性而失活(可逆、不可逆） PH变化还会影响到酶分子中必需基团的解离，使底物不能与酶结合或结合后不能分解出产物。 PH变化还会影响到底物分子的解离，从而使底物不和酶结合或结合后不能转化为产物。,(一) PH对酶稳定性的影响,最适PH：最适合酶催化的PH条件，操作参数 最稳定PH：使酶蛋白最稳定的PH条件如碱性磷酸酯酶的最适PH=10，最稳定PH=78,A: VPH图 B: V保温PH图 （在不同PH下将酶预保温，然后在最适PH下测定V）,(二) PH与底物或酶的解
2、离状态:1. 酶解离的影响:,假设：只有一种形式可以释放出产物，EHS EH+P为反应的限速步骤，SE0,用迅速平衡法推导：K1= EH H+ , K2= E- H+ , KS= EH SEH2+ EH EHSK1S= EHS H+ , K2S= ES- H+ , EH2S+ EHS,假设： （1）EH解离，EHS不解离：K1S K2S=0Vm = VmKm= Ks (1+ H+K1 + K2H+),当 H+ K1K2 ，即：H+/K1, K2/H+ 1则：Km= Ks · K2H+ PKm= PKs + PK2 -PH 当 K2 H+ K1 ，即：H+/K1, K2/H+1则：Km
3、= Ks , PKm= PKs ,以PKm PH作图 三个方程均为直线，并且各自的交点横坐标为PK1和PK2。极值法求取最适PH：Km= Ks (1+ H+K1 + K2H+)d Km/dH+ = Ks (1/K1 - K2/ H+2 )=0H+2 =K1·K2 ， 最适PH= PK1+PK22,（2）EHS解离，EH不解离：即 K1，K2=0 Vm = Vm1 + H+K1S + K2SH+Km = Ks1 + H+K1S + K2SH+,当H+K1SK2SVm = Vm K1SH+, Log Vm=Log Vm + PH - PK1S Km=Ks K1SH+, PKm=PKs+P
4、K1S-PH当H+K2S K1SLogVm=LogVm +PK2S-PH； PKm=PKs PK2S+PH当K2S H+ K1SLog Vm=Log Vm; PKm= PKs,当H+K1SK2SLog Vm=Log Vm + PH - PK1S； PKm=PKs+PK1S-PH 当H+K2S K1SLogVm=LogVm +PK2S-PH； PKm=PKs PK2S+PH当K2S H+ K1SLog Vm=Log Vm; PKm= PKs,（3） EH和EHS都解离:Vm= V (1 + H+K1S + K2SH+)Km= KS (1 + H+K1 + K2H+)1 + H+K1S + K2S
5、H+ PK1PK1S PK2=PK2S PK1= PK1S PK2PK1S PK2PK2S PK1 PK1S PK2= PK2S,2. 底物解离的影响：假设： 酶和底物都只结合一个氢离子 只有ESH可形成产物 （1）质子化的底物与未质子化的酶结合：V= VmS0 S0 =SH+ + SKm+ S0 Km= Km ( 1+ K )(1+ H+ ) H+ Ke,（2）未质子化的底物与质子化的酶结合：V= VmS0 S0 =SH+ + SKm+ S0 Km= Km ( 1+ Ke )(1+ H+ ) H+ K,底物的解离主要影响到酶与底物结合时的Km值；而Vm不变。,二 温度对酶促反应的影响,(一)
6、 影响酶的稳定性：酶的稳定性受多种因素的影响 经验规律: 低温有利于酶的稳定性 酶分子量越大、酶结构越精细，耐热性越差 酶的存在状态 酶制剂的形式,(二) 温度影响反应速度,1. 最适温度(optimum temperature): 酶反应速度最大时所对应的温度。是与反应条件有关的一个操作参数。 酶的最适温度范围： 一般酶：30 40 ºC糖化酶： 60 ºC耐高温淀粉酶：90 ºCTaq DNA聚合酶,2. Arrhenius方程式: k=A· e - EaRTR 气体常数 T 绝对温度 k 速度常数 Ea 活化能 A 频率因子 ln k= - EaRT + C 若温度为T1 和T2 时的速度常数分别为 k1和k2，则：ln k2 k1 = Ea ( 1 - 1 )R T1 T2,利用Arrhenius方程式求取反应的活化能：ln k= - EaRT + C斜率= -Ea / R 少数酶在低温下不符合Arrhenius方程式：,3. 温度系数 (Q10):指温度升高10度时，反应速度增加的因数。若：T1 k1 T2 = T1 + 10 k2Q10 =k2k1 ln Q10 = Ea · 10 R T(T+10) 一般酶促反应的Q10 =1.42.0,
