动力学和反应速率

化学或生化动力学是研究化学或生化反应的反应速率,受到的影响条件反应,分子重排,形成中间体、催化剂的参与。动力学这个词源于希腊运动意义的运动。因此,化学或生化反应动力学主要关心的反应速率和其他影响。

一般来说,反应速率取决于反应物的浓度。它也可能依赖于其他物种的浓度不出现在化学计量方程。反应物的浓度依赖的反应速率可以表示数学上的反应速率常数和反应物浓度的权力。记得方程1.6一般反应形式:

反应速率可表示为下列方程(1.13):

k是反应速率常数,a和b是指数可能是也可能不是等于这些系数出现在方程1.6中,CA和CB反应物浓度的a和b, a和b的总和叫做order-i.e反应。,反应的反应方程所示1.6 (a + b)。一般来说,分为零级反应,一阶,二阶,或者mixed-order(高阶)反应,基于(a + b)的价值。k的单位(浓度)1 ~ ~ b(时间)1。

零级反应

零级反应(订单= 0)有一个恒定的速度。这个速度是独立于反应物的浓度。速率定律是r = k, k的(浓度单位)1(时间)1,如米/秒。

一阶反应

一阶反应(订单= 1)速率与反应物的浓度成正比。一阶反应的一个常见的例子是放射性衰变的现象。速率定律是r =王者文化(或CB代替CA),与k(时间)1的单位,例如,sec-1。

二阶反应

二阶反应(订单= 2)速率正比于广场一个反应物的浓度或两个反应物浓度的乘积:率= kCA2(或替代B或k乘以A的浓度乘以B的浓度),单位的速率常数k = 1(时间)1(浓度),例如,M-1sec-1。

Mixed-order或高阶反应

Mixed-order反应,如某些生化反应,有一个分数阶的速度,例如,率= kCA1/3速率常数k的单位是(浓度)23(时间)1,例如,M2/3 /秒。

26日食品和农业废水利用催化反应和治疗

几乎所有的生化反应涉及催化剂,由微生物专业蛋白质合成的酶。催化剂是一种生物催化剂(酶)物质,增加反应速率而不发生永久性(生物)化学变化。催化剂的主要功能是降低反应的活化能,使反应容易进行,但不影响反应平衡。在生化反应中,酶被认为具有某些活跃的网站组成的氨基酸侧链或官能团的特定官能团结合底物分子。因此,这种酶是reaction-specific。酶的活性位点作为电子给体或受体底物分子和电子的加速反应。假定酶反应涉及一系列循序渐进的一路上基本与底物分子形成复合物的反应和描述Michaelis-Menten动力学方程(1.14):

k ^ 1条款k1, k2的速率常数,分别协会的底物和酶的分解的酶底物,和产品的分离(=改变底物)的酶。整体的反应速率(rP)是一步ES E + P的限制,这将取决于两个因素:这一步的速度(即。k2)和底物结合酶的浓度,即。1.15,CES(方程):

在这一点上,我们两个假设。首先是大量过剩的衬底的可用性,因此CS明显大于CE。其次,它假定系统处于pseudosteady状态,即。,ES复杂的形成和分解以同样的速度,所以整个CES是恒定的。ES的形成取决于速率常数k1和酶和底物的可用性,即。、CE和CS。CES的故障可能发生在两个方面,底物转化到产品或不反应的离解的基质复杂。在这两种情况下,这些将是巨大的。因此,在稳定状态下,我们可以编写以下方程(1.16):

方程(1.17)在以下术语:(k - 1 + k2) / ki =公里

公里命名Michaelis-Menten常数。

系统中酶的总量必须相同在整个实验过程中,但它可能是免费的(未绑定)或与基质复杂,CES上。如果我们总酶CE0,这种关系表示为下列方程(1.18):

CE0代表初始酶浓度。

方程1.18和1.17插入方程1.16和重新排列得到的方程会导致下列方程(1.19):

CES = CE0CS /(公里+ CS)

所以用这个右边方程1.15的CES导致下列方程(1.20):

最大速度,我们可以称之为征求,会实现当所有酶分子的活性区域饱和与底物分子。条件下当CS远远大于CE,它是合理的假设所有CE将在CES上。因此,CE0 = CES上。我们可以用术语做代替r和CE0 CES的方程1.15。这给了我们以下方程(1.21):

所以,我们现在有以下方程(1.22):

rp =征求CS /(公里+ CS)

这个方程是通常被称为Michaelis-Menten方程。

Michaelis-Menten方程的意义是,当rp是征求的一半,从方程1.22,我们将下列方程(1.23):

公里的酶的底物浓度反应发生在一半的最大速率,因此酶的亲和力的指标对于给定的底物,因此稳定的es复杂。这个解释可能是更好的策划提供的rp与CS,叫做米歇利斯的阴谋。

很明显,在低CS,衬底的可用性限制因素。因此,随着越来越多的基质添加有一个快速增长的初始速率reaction-any衬底正迅速吞噬,转化为产品。公里,50%的活跃网站衬底占领。在更高的CS,达到一个点(至少在理论上)酶的底物被占领的所有网站。添加更多的衬底不会增加的速率reaction-hence,米歇利斯的平稳及观察到的阴谋。

为了使用Michaelis-Menten方程,我们需要知道公里,征求的值。常见的方法是线性化MichaelisMenten方程通过绘制1 / rp和1 / CS(也叫Lineweaver-Burk线性化),导致线性化线的斜率,公里/征求和1 / rp轴上的截距,1 /做。其他Michaelis-Menten方程的线性化方案,如海和Hofstee计划,将完成同一个目标Lineweaver-Burk线性化。

继续阅读:重要的微生物在污水细菌和真菌

这篇文章有用吗?

0 0