酶促反应动力学实验设计

酶动力学综合实验

实验（一）——碱性磷酸酶Km值的测定

【目的要求】

1.了解底物浓度对酶促反应速度的影响

2.了解米氏方程、Km值的物理意义及双倒数作图求Km值的方法。 【实验原理】 1、碱性磷酸酶：

碱性磷酸酶是广泛分布于人体各脏器器官中，其中以肝脏为最多。其次为肾脏、骨骼、肠和胎盘等组织。但它不是单一的酶，而是一组同功酶。本实验用的碱性磷酸酶是从大肠杆菌中提取的。 2、米氏方程：

Michaelis-Menten 在研究底物浓度与酶促反应速度的定量关系时，导出了酶促反应动力学的基本公式，即：

错误！未找到引用源。 (1)

式中：v表示酶促反应速度，

错误！未找到引用源。表示酶促反应最大速度， [S]表示底物浓度，

错误！未找到引用源。表示米氏常数。

3、 错误！未找到引用源。值的测定主要采用图解法，有以下四种： ①双曲线作图法（图1-1，a） 根据公式（1），以v对[s]作图，此时1/2错误！未找到引用源。时的底物浓度[s]值即为Km值，以克分子浓度（M）表示。这种方法实际上很少采用，因为在实验条件下的底物浓度很难使酶达到饱和。实测错误！

酶动力学综合实验

实验（一）——碱性磷酸酶Km值的测定

【目的要求】

1.了解底物浓度对酶促反应速度的影响

2.了解米氏方程、Km值的物理意义及双倒数作图求Km值的方法。 【实验原理】 1、碱性磷酸酶：

碱性磷酸酶是广泛分布于人体各脏器器官中，其中以肝脏为最多。其次为肾脏、骨骼、肠和胎盘等组织。但它不是单一的酶，而是一组同功酶。本实验用的碱性磷酸酶是从大肠杆菌中提取的。 2、米氏方程：

Michaelis-Menten 在研究底物浓度与酶促反应速度的定量关系时，导出了酶促反应动力学的基本公式，即：

错误！未找到引用源。 (1)

式中：v表示酶促反应速度，

错误！未找到引用源。表示酶促反应最大速度， [S]表示底物浓度，

错误！未找到引用源。表示米氏常数。

3、 错误！未找到引用源。值的测定主要采用图解法，有以下四种： ①双曲线作图法（图1-1，a） 根据公式（1），以v对[s]作图，此时1/2错误！未找到引用源。时的底物浓度[s]值即为Km值，以克分子浓度（M）表示。这种方法实际上很少采用，因为在实验条件下的底物浓度很难使酶达到饱和。实测错误！

化工热力学

3.4 酶促反应动力学 酶促反应动力学酶促反应动力学(kinetics of enzymecatalyzed reactions)是研究酶促反应速度 及其影响因素的科学。酶促反应的影响因素 主要包括酶的浓度、底物的浓度、pH、温度、 抑制剂和激活剂等。

化工热力学

一. 酶浓度的影响在一定温度和pH下，酶 促反应在底物浓度大于 100 Km时，速度与酶的浓 度呈正比。 酶浓度对速度的影响机 理：酶浓度增加，[ES]也 增加，而V=k3[ES],故反 应速度增加。

化工热力学

二. 温度对酶促反应速度的影响 酶促反应与其它化学反应一样，随温度的增加，反应 速度加快。化学反应中温度每增加10℃反应速度增加的 倍数称为温度系数Q10。一般的化学反应的Q10为2~3,而 酶促反应的Q10为1~2。 在一定范围内，反应速度达到最大时对应的温度称为 该酶促反应的最适温度(optimum temperature Tm ).一 般动物组织中的酶其最适温度为35~40℃,植物与微生物 中的酶其最适温度为30~60℃,少数酶可达60℃以上，如 细菌淀粉水解酶的最适温度90℃以上。

化工热力学

温度对酶促反应速度的影响机理：

1. 温度影响反应体系中的活化分子

固相反应动力学实验设计报告

一、实验具体项目

通过Na2CO3-SiO2系统的反应（Na2CO3＋SiO2—→Na2SiO3＋CO2↑） 验证固相反应的动力学规律-金斯特林格方程。通过作图计算出反应的速度常数和反应的表观活化能。

二、实验方法

TG法。现代热重分析仪与微分装置连用，可同时得到TG-DTG曲线，即得到固相反应系统的重量变化与时间的关系。

三、实验仪器和药品

Q600-SDT差示扫描量热/热重（DSC/TGA）同步热分析仪、铂金坩埚一只、不锈钢镊子两把、Na2CO3一瓶、SiO2一瓶（均为A·R级）

四、实验步骤

1、样品制备

将Na2CO3和SiO2分别在玛瑙研钵中研细，过250目筛。SiO2的筛下料在空气中加热至800℃，保温5h，Na2CO3筛下料在200℃烘箱中保温4h。把上述处理好的原料按Na2CO3：SiO2=1:1摩尔比配料，混合均匀，烘干，放入干燥器内备用。

2、测试步骤

1).检查周围环境及仪器状态：要求室内环境温度为23±5℃。在SDT和控制器之间进行所有必要的电缆连接,连接所有气体线路,检查并接通各个装置的电源,将控制器连接到仪器,熟悉控制器的操作,如果有必要,请校准SDT。

2).设置净化气体

类胡萝卜素提取动力学的研究实验方案（常规组）

一、实验目的

主要运用溶剂提取法方法对类胡萝卜素进行提取动力学研究。对β-胡萝卜素的定性和定量进行测定，并了解类胡萝卜素的理化性质（特别是光谱性质和色谱性质）。

二、实验设计

2.1原料与试剂

胡萝卜干粉（4 kg）、胡萝卜素标准品（1.0 g）、（95%和无水）乙醇（10 L）、无水甲醇、石油醚(沸程30~60℃、60~90℃) 、丙酮、乙醚、乙酯乙酯、硫酸、盐酸、氢氧化钠、碳酸氢钠、柠檬酸钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、硅胶层析板和氧化铝层析板（5×10、10×10和10×20）、定性滤纸、定量滤纸、高纯氮气、0.1%酚酞、0.1%甲基红、0.1%溴甲酚绿、pH试纸、0.1μm和1μm滤膜。注：试剂均为分析纯及以上规格。

2.2仪器设备

250mL成套索氏提取器；数显恒温水浴锅；分析天平；紫外可见分光光度计；烘箱；酸度计；旋光仪；偏光仪；红外光谱仪；高效液相色谱；薄层层析扫描仪（或层析用紫外线分析仪）；旋转蒸发器+真空泵；成套抽滤器（含砂芯片漏斗）；电化学分析仪；层析缸；点样器；喷雾器；50~100mm毛细管；烧杯；量筒；酸碱滴定管；电加热器

2.3提取方法

溶剂提取法将胡萝卜经过风干筛选后，用水出去杂质，防止阴凉

酶工程Enzyme Engineering周海岩 牛坤 王亚军 博士

浙江工业大学生物与环境工程学院

酶催化历程1 Substrates enter active site; enzyme changes shape so its active site embraces the substrates (induced fit).2 Substrates held in active site by weak interactions, such as hydrogen bonds and ionic bonds. 3 Active site (and R groups of its amino acids) can lower EA and speed up a reaction by acting as a template for substrate orientation, stressing the substrates and stabilizing the transition state, providing a favorable microenvironment, participating directly

第四章 酶学

第四章 酶学

第一节 酶通论

第二节 酶促反应动力学

第三节 酶的作用机制和酶的调节 第四节 酶工程简介

化学反应

化学反应有两个方面的基本问题：

?反应过程的能量效应，进行的方向和限度 ?反应进行的速率和反应机制。

化学热力学 化学动力学

热力学第一定律（能量守恒和转化定律）：化学反应中的热效应 热力学第二定律：化学反应的方向和限度，相平衡和化学平衡等 热力学第三定律：阐明绝对熵的数值（0K时,纯物质完美晶格固体

的熵为0）

酶促反应动力学

?? 酶促反应动力学

研究各种因素对酶促反应速度的影响。

?? 影响因素包括有

底物浓度、pH、温度、抑制剂、激活剂等。

第二节 酶促反应动力学

一、化学动力学基础

⊙

二、底物浓度对酶反应速率的影响 ⊙ 三、酶的抑制作用 ⊙

四、温度对酶反应的影响 ⊙ 五、pH对酶反应的影响 ⊙ 六、激活剂对酶反应的影响 ⊙

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第六章 化学动力学

§6-1化学动力学的任务和目的

一、研究化学反应时所涉及的两个基本问题 1、反应的方向和限度——化学热力学

至于反应的速度，过程的机理，从热力学无法得知。 例如: (1)H2(g,P?12O2g,P???H2Ol,P

?????rGm,298??237.2KJ?mol?1

从?G的数值看，反应的趋势很大，但在常温常压下让此反应发生，几乎看不到水的生成，只有温度上升到1073Ｋ时，反应才以爆炸的形式进行。

??NaCl?H2O 但反应： (2) HCl?NaOH??G298??79.91KJ?mol?1

反应速度确非常之快，瞬时便可完成。

热力学只解决可能性问题。而对于实际问题的解决，只靠热力学是远远不够的。例如对??1?＜＜??2?? 热力学则无法回答。 2、化学反应的速率——化学动力学

亦就是把热力学预言的可能性变为现实。所以化学动力学亦占

有相当重要的地位。实际上，在研究如何实现并控制化学反应方面，化学热力学及化学动力学是相辅相成的，不可缺少的两个基础理论学科。

对一个未知的化学反应，经热力学计算认为是可能的，但具体进行时反应速率很小，工业生产无法

第六章 化学动力学

§6-1化学动力学的任务和目的

一、研究化学反应时所涉及的两个基本问题 1、反应的方向和限度——化学热力学

至于反应的速度，过程的机理，从热力学无法得知。 例如: (1)H2(g,P?12O2g,P???H2Ol,P

?????rGm,298??237.2KJ?mol?1

从?G的数值看，反应的趋势很大，但在常温常压下让此反应发生，几乎看不到水的生成，只有温度上升到1073Ｋ时，反应才以爆炸的形式进行。

??NaCl?H2O 但反应： (2) HCl?NaOH??G298??79.91KJ?mol?1

反应速度确非常之快，瞬时便可完成。

热力学只解决可能性问题。而对于实际问题的解决，只靠热力学是远远不够的。例如对??1?＜＜??2?? 热力学则无法回答。 2、化学反应的速率——化学动力学

亦就是把热力学预言的可能性变为现实。所以化学动力学亦占

有相当重要的地位。实际上，在研究如何实现并控制化学反应方面，化学热力学及化学动力学是相辅相成的，不可缺少的两个基础理论学科。

对一个未知的化学反应，经热力学计算认为是可能的，但具体进行时反应速率很小，工业生产无法

精品文档

. 第六章 化学动力学

§6-1化学动力学的任务和目的

一、研究化学反应时所涉及的两个基本问题

1、反应的方向和限度——化学热力学

至于反应的速度，过程的机理，从热力学无法得知。

例如: (1)()()P l O H P g O P g H ,,21,(2

22?→?+ 1298,2.237-?-=?mol KJ G m

r

从G ?的数值看，反应的趋势很大，但在常温常压下让此反应发生，几乎看不到水的生成，只有温度上升到1073Ｋ时，反应才以爆炸的形式进行。

但反应： (2) O H NaCl NaOH HCl 2+?→?

+ 129891.79-?-=?mol KJ

G

反应速度确非常之快，瞬时便可完成。

热力学只解决可能性问题。而对于实际问题的解决，只靠热力学是远远不够的。例如对()1γ＜＜()2γ? 热力学则无法回答。

2、化学反应的速率——化学动力学

亦就是把热力学预言的可能性变为现实。所以化学动力学亦占

有相当重要的地位。实际上，在研究如何实现并控制化学反应方面，化学热力学及化学动力学是相辅相成的，不可缺少的两个基础理论学科。

对一个未知的化学反应，经热力学计算认为是可能的，但具体进行时反应速率很小，工业生产无法实现，则可通过动力学研究，降低其