15、酶催化反应动力学与化学机制解析

酶催化反应动力学与化学机制解析

单底物酶反应动力学的偏差情况

在酶催化反应中，通常期望呈现双曲线动力学，但实际情况中存在多种偏差。
1. 高底物浓度下的底物抑制 ：当底物浓度较高时，会出现底物抑制现象。例如在图中，虚线是低底物浓度数据对特定方程的最佳拟合，实线是所有数据对另一方程的拟合。
2. 多酶作用于同一底物
- 若样品中存在多种能作用于同一底物的酶，会导致与预期动力学结果的偏差。假设样品中有两种酶，其动力学常数不同，整体反应速度可由特定方程描述。
- 对于两种酶作用于同一底物的情况，反应速度方程经整理后是多项式表达式，其行为与预期的矩形双曲线行为差异很大。
- 例如，当(V_1 = 120 μM/s)，(V_2 = 75 μM/s)，(K_1 = 65 μM)，(K_2 = 3 μM)时，不同拟合线体现了单酶和双酶作用的差异。
3. 底物结合的协同性
- 一些酶以多聚体形式存在，亚基的活性位点可能相互影响，这种影响称为协同性。当一个活性位点结合底物增加其他活性位点对底物的亲和力时，为正协同性；反之则为负协同性。
- 协同性对速度测量值的影响可通过修改相关方程来考虑。
- 协同性酶的速度数据可通过特定方程以线性形式呈现，绘制相应的图，其斜率和截距可提供相关参数的估计，但该方法存在一定局限性，最好通过直接非线性曲线拟合来确定相关参数。

以下是不同情况的总结表格：
|偏差类型|特点|相关方程|
| ---- | ---- | ---- |
|高底物浓度下的底物抑制|高底