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酶的催化反应,如同所有的化学反应一样都需要服从热力学定律。当考 虑放热反应中的催化作用时,反应底物分子A生成产物B的活化能为△E是相 当高的,在大多数情况下,这样的反应不能自发进行,反应物A处于亚稳态。 在加入合适的催化剂后,使A转化为活化能较低的过渡态,形成中间产物EA 或EP(图6-1),最后释放出产物P和游离的催化剂。在催化反应过程中,反 应速率常数增大几个数量级,但反应平衡常数不变。由于酶的高度催化活性, 在体外实验中,仅需要10°3~10°mol/L的酶,催化就已经相当显著。但是在 活细胞中酶的浓度则高出很多 (FA-EP) EP 反应过程 图6-1在非催化和酶催化过程自由能的变化 A→P;一一没有催化剂:……有催化剂E 表6-1列出了催化剂对某些反应的活化能和反应速率的影响。 表6-1催化剂对某些反应的活化能和反应速率的影响 催化剂 活化能 速率常数 k -mol K-e1(25℃) H2O2→H20+1/202 无 75 2.1×10 过氧化氢酶 3.1×10° 酪蛋白+nH2O→(n+1)肽 胰蛋白酶 ~2.1×10° 乙酸丁酯+2O→丁酸+乙醇 脂肪酶 ~4.2×10°- 3 - 酶的催化反应,如同所有的化学反应一样都需要服从热力学定律。当考 虑放热反应中的催化作用时,反应底物分子 A 生成产物 B 的活化能为△E 是相 当高的,在大多数情况下,这样的反应不能自发进行,反应物 A 处于亚稳态。 在加入合适的催化剂后,使 A 转化为活化能较低的过渡态,形成中间产物 EA 或 EP(图 6-1),最后释放出产物 P 和游离的催化剂。在催化反应过程中,反 应速率常数增大几个数量级,但反应平衡常数不变。由于酶的高度催化活性, 在体外实验中,仅需要 10-8~10-6 mol/L 的酶,催化就已经相当显著。但是在 活细胞中酶的浓度则高出很多。 图 6-1 在非催化和酶催化过程自由能的变化 A→P;——没有催化剂;……有催化剂 E 表 6-1 列出了催化剂对某些反应的活化能和反应速率的影响。 表 6-1 催化剂对某些反应的活化能和反应速率的影响 反 应 催化剂 活化能 kJ•mol-1 速率常数 Krel(25℃) H2O2→H2O + 1/2 O2 无 75 10 I - 56.5 ~2.1×103 过氧化氢酶 26.8 ~3.1×108 酪蛋白+n H2O→(n+1)肽 H + 86 1.0 胰蛋白酶 50 ~2.1×106 乙酸丁酯+H2O→丁酸+乙醇 H + 55 1.0 脂肪酶 17.6 ~4.2 ×106
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