5酶同位素效应 酶同位素效应(Enzyme Isotope BTect)指涉及到酶催化反应的同位素效应。酶同位素效应 一般都要联系辅酶的反应，通常是脱氢或加氧反应。涉及的同位素效应也相应的是H的一级 同位素效应。但在酶催化反应中，同位素效应显示出不同于经典同位素效应的特性，这类反应 己成为近年来的研究热点。图7和图851是两个酶同位素效应的实例。 HH CH 、CH CH Fe=0 Fe-OH 图7酶同位素效应例1 =47 1730 C.pH=7) 所用的南是人的15肤氧化南(hmn1Se%9gme)和亚油酸Limleie Ncid) 2机坏血殿盐 2半脱水抗坏血酸盐+H,0 Cu(II) NH CH,PHM NH 图8酶同位素效应例2 k/k=10.4如.337 PM是一种生物酶，全称是peptidy纱cinehydroylating moy 从上面两个例子可以看出，在酶催化反应中，同位素效应的数值比较大（一个是47，一个 是10.4)远远超过了经典同位素效应的最大值（一般为7），这种较大数值的同位素效应提示 存在一种对称性过渡态。较大的同位素效应和经典的H转移理论不一致，这种现象在酶催化 反应中很常见，如今已被H的隧穿效应(lydrogen Tuneling)很好地证实6。这类问题的研究 是实现对酶催化反应中存在的涉及CH活化的动力学转移的观测和研究的很好途径5)。 6同位素效应中的一些计算规则 /.2 k/=4.0 6.1几何方法规则 几何方法规则(The Rule of Geometric Mean,RGM)例见 CONH, 图9。当4位碳上的H为H时，如果H。的同位素效应 kko=1.2;且当H为H,H的同位素效应为k1kD =4.0,那么全是氘相对于全是氢时的同位素效应kl如0 km/kD=12×40=48 =1.24.0=4.8。 图9几何方法规则何 6.2 Swain-Schaad规则 另外一种计算同位素效应的方法是SwairSchaad规则，1958年，Sain通过精确的实验 得出结论，未知同位素效应可以通过已知相关的同位素效应计算得到： 38 C 1994-2009 China Academic fournal electronic Publishing House.all rights reserved. http://www.cnki.ne 5 酶同位素效应 酶同位素效应(Enzyme Isotope Effect) 指涉及到酶催化反应的同位素效应。酶同位素效应 一般都要联系辅酶的反应 ,通常是脱氢或加氧反应。涉及的同位素效应也相应的是 H 的一级 同位素效应。但在酶催化反应中 ,同位素效应显示出不同于经典同位素效应的特性 ,这类反应 已成为近年来的研究热点。图 7 [14 ]和图 8 [15 ]是两个酶同位素效应的实例。 图 7 酶同位素效应例 1 kcat / km = 47 ±7 (30 ℃,pH = 7) 所用的酶是人的 152脂肪氧化酶(Human 152lipoxygenase) 和亚油酸(Linoleic Acid) 图 8 酶同位素效应例 2 kcat/ km = 10. 4 ±0. 3 (37 ℃) PHM 是一种生物酶 ,全称是 peptidylglycine α2hydroxylating monooxygenase 从上面两个例子可以看出 ,在酶催化反应中 ,同位素效应的数值比较大 (一个是 47 ,一个 是 10. 4) ,远远超过了经典同位素效应的最大值 (一般为 7) ,这种较大数值的同位素效应提示 存在一种对称性过渡态。较大的同位素效应和经典的 H 转移理论不一致 ,这种现象在酶催化 反应中很常见 ,如今已被 H 的隧穿效应 (Hydrogen Tuneling) 很好地证实[16 ] 。这类问题的研究 是实现对酶催化反应中存在的涉及 C —H 活化的动力学转移的观测和研究的很好途径[15 ] 。 图 9 几何方法规则例 6 同位素效应中的一些计算规则 6. 1 几何方法规则 几何方法规则 (The Rule of Geometric Mean ,RGM) 例见 图 9。当 4 位碳上的 Ha 为 H 时 ,如果 Hb 的同位素效应 kHH/ kDH = 1. 2 ;且当 Hb 为 H ,Ha 的同位素效应为 kHH/ kHD = 4. 0 ,那么全是氘相对于全是氢时的同位素效应 kHH/ kDD = 1. 2 ×4. 0 = 4. 8。 6. 2 Swain2Schaad 规则 另外一种计算同位素效应的方法是 Swain2Schaad 规则[17 ] ,1958 年 ,Swain 通过精确的实验 得出结论 ,未知同位素效应可以通过已知相关的同位素效应计算得到 : 38