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酶催化作用的专一性,酶的催化作用专一性机理

   2023-12-24 互联网调味品网4660
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今天调味品网小编为大家分享关于食品安全、饮料加盟、零食推荐、地方特产、调味品批发的相关信息,希望给大家带来帮助!

1. 酶催化反应专一性的机理

酶催化可以看作是介于均相与非均相催化反应之间的一种催化反应。既可以看成是反应物与酶形成了中间化合物,也可以看成是在酶的表面上首先吸附了反应物,然后再进行反应。

酶加速或减慢化学反应的作用。在一个活细胞中同时进行的几百种不同的反应都是借助于细胞内含有的相当数目的酶完成的。它们在催化反应专一性,催化效率以及对温度、pH值的敏感等方面表现出一般工业催化剂所没有的特性。在许多情况下,底物分子中微小的结构变化会丧失一个化合物作为底物的能力。

2. 酶催化反应的特异性绝对专一

酶催化反应的底物有多种,如果是淀粉酶,那么它催化的就是淀粉如果是过氧化物酶,则它催化的是过氧化物酶是一种专一性很强的催化剂,因而它催化的底物是多种多样的,要根据酶来确定。

酶催化反应指酶作为生物催化剂的反应。

酶催化剂除一般催化剂的特点外,还有以下特点:

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1、酶催化效率高。

2、反应条件温和。

3、高度特异性。

酶催化反应用于工业生产,可以简化工艺流程、降低能耗、节省资源、减少污染。酿造工业利用酶催化反应生产酒、有机酸、抗菌素等

3. 酶催化作用高效性的机理

酶加快反应速度主要靠降低反应的活化能,即底物分子达到活化态所需的能量。例如脲酶可使尿素水解反应的活化能由136kj/mol降到46kj/mol,使反应速度提高10的14次方倍。酶的催化机理主要有以下几点:

1.邻近定向 对一个双分子反应,酶可以使两个底物结合在活性中心彼此靠近,并具有一定的取向。这比在溶液中随机碰撞更容易反应。对不同的反应,由分子间反应变成分子内反应后,反应速度可加快100倍到10的11次方倍。

2.底物形变 酶与底物结合时,不仅酶的构象改变,底物的构象也会发生变化。这种变化使底物更接近于过渡态,因此可以降低活化能。

3.酸碱催化和共价催化 酶活性中心的一些残基的侧链基团可以起酸碱催化或共价催化的作用。酸碱催化可分为一般酸碱催化和特殊酸碱催化两种,特殊酸碱催化是指H+和OH-的催化作用;一般酸碱催化还包括其他弱酸弱碱的催化作用。酶促反应一般发生在近中性条件,H+和OH-的浓度很低,所以酶促反应主要是一般酸碱催化。酶分子中的一些可解离集团如咪唑基、羧基、氨基、巯基常起一般酸碱催化作用,其中咪唑最活泼有效。

有些酶有酸碱共催化机制及质子转移通路。四甲基葡萄糖在苯中的变旋反应如果单独用吡啶(碱)或酚(酸)来催化,速度很慢;如果二者混合催化,则速度加快,即酸碱共催化。如果把酸和碱集中在一个分子中,即合成α-羟基吡啶,它的催化速度又加快7000倍。这是因为两个催化集团集中在一个分子中有利于质子的传递。在酶-底物复合物中经常由氢键和共轭结构形成质子传递通路,从而大大提高催化效率。

共价催化可分为亲电催化和亲核催化。丝氨酸蛋白酶、含巯基的木瓜蛋白酶、以硫胺素为辅酶的丙酮酸脱羧酶都有亲核催化作用。羟基、巯基和咪唑基都有亲核催化作用。金属离子和酪氨酸羟基、-NH3+都是亲电基团。共价催化经常形成反应活性很高的共价中间物,将一步反应变成两步或多步反应,绕过较高的能垒,使反应快速进行。例如胰蛋白酶通过丝氨酸侧链羟基形成酰基-酶共价中间物,降低活化能。

4.微环境的作用 有些酶的活性中心是一个疏水的微环境,其介电常数较低,有利于电荷之间的作用,也有利于中间物的生成和稳定。如赖氨酸侧链氨基的pK约为9,而在乙酰乙酸脱羧酶活性中心的赖氨酸侧链pK只有6左右。

以上几点都可加速反应,但每种酶不同,可同时具有其中的几种因素。

4. 酶的催化作用专一性与高效性的机理是什么

高效性酶和其它催化剂一样是通过降低反应的活化能提高反应速率的,但是酶的催化效率范围在5-17个数量级,比一般的催化剂高的多,原因有两个,一是酶可以和底物之间发生多种类型的反应,即发生共价键的重排,二是酶与底物之间有弱的非共价键的相互作用。通过这两种方法酶更有效的降低了活化能,所以效率高。专一性我所了解的对专一性的解释有三种学说,锁钥学说,三点附着学说和诱导契合假说,个人认为第三种比较符合实际

5. 酶催化反应专一性的机理是什么

酶催化反应的特点:

一、酶促反应具有极高的效率。

二、酶促反应具有高度的特异性酶的特异性是指酶对底物的选择性,有以下三种类型:

1、绝对特异性 酶只作用于特定结构的底物,生成一种特定结构的产物。如淀粉酶只作用淀粉。

2、相对特异性 酶可作用于一类化合物或一种化学键。例如磷酸酶可作用于所有含磷酸酯键的化合物。

3、立体异构特异性 一种产仅作用于立体异构体中的一种。例如L-乳酸脱氢酶只作用于L-乳酸,而对D-乳酸不起催物作用。

三、酶活性的可调节性。

四、酶活性的不稳定性。

6. 酶催化反应专一性的机理有

酶作用机理

  1.趋近效应(approximation)和定向效应(oientation) 酶可以将它的底物结合在它的活性部位由于化学反应速度与反应物浓度成正比,若在反应系统的某一局部区域,底物浓度增高,则反应速度也随之提高,此外,酶与底物间的靠近具有一定的取向,这样反应物分子才被作用,大大增加了ES复合物进入活化状态的机率.

  2.张力作用(distortionorstrain)

  底物的结合可诱导酶分子构象发生变化,比底物大得多的酶分子的三、四级结构的变化,也可对底物产生张力作用,使底物扭曲,促进ES进入活性状态.

  3.酸碱催化作用(acid-basecatalysis)

  酶的活性中心具有某些氨基酸残基的R基团,这些基团往往是良好的质子供体或受体,在水溶液中这些广义的酸性基团或广义的碱性基团对许多化学反应是有力的催化剂.

  4.共价催化作用(covalentcatalysis)

  某些酶能与底物形成极不稳定的、共价结合的ES复合物,这些复合物比无酶存在时更容易进行化学反应.

7. 酶催化反应专一性的机理是

因为酶具有活性中心,这个活性中心是由两个基团组成,分别是结合基团和催化基团.结合基团就是酶与底物结合的部位,体现酶的专一性.通常一种酶可有多个底物,但是每个底物与酶活性中心的结合部位不同,这也说明了酶的专一性.

8. 酶催化反应的专一性和高效性取决于

1、酶催化的高效性:酶的催化活性比化学催化剂的催化活性要高出很多;

2、酶催化的高度专一性:一种酶只能作用于某一类或某一种特定的物质;

3、酶催化的反应条件温和:酶促反应一般要求在常温、常压、中性酸碱度等温和的条件下进行,酶对外界环境的变化比较敏感,容易变性失去活性;

4、酶活性的可调控性:与化学催化剂相比,酶催化作用的另一个特征是其催化活性可以自动地调控;

5、酶催化的活性与辅酶、辅基和金属离子有关:有些酶是复合蛋白质,其中的小分子物质辅酶、辅基及金属离子与酶的催化活性密切相关

9. 酶催化反应高效性的作用机理

  在无酶催化的情况下,底物需要越过一个较高的活化能才能发生反应,变成产物。酶作为催化剂所起的作用就是降低活化能,从而使反应速度加快。  从底物角度来说,当底物进入酶活性中心区域得到集中、浓缩后,由于酶与底物的相互作用,致使两者的构象都发生了变化,此时底物分子内某些基团电子密度发生了变化,形成所谓电子张力,使与之相连的敏感键一端变得更加敏感,更易断裂。  稳定的酶-底物共价中间物,此中间物很容易变成过渡态。使反应活化能大为降低,这样底物就可以越过较低活化能屏障形成产物。同时酶和底物的相互作用时要释放一些结合能,以使酶-底物复合物稳定,同时可用来降低化学反应所需的活化能了。

10. 关于酶催化专一性有两种解释机制

比如淀粉酶只能催化淀粉而不能催化蔗糖,这是酶的催化的绝对专一性。

另外还有一类酶可以催化一类反应。比如二肽酶就可催化二肽。这就是酶的相对专一性。

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标签: 机理 作用
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