在zai任ren何he化hua學xue反fan應ying中zhong,反fan應ying物wu分fen子zi必bi須xu超chao過guo一yi定ding的de能neng閾yu,成cheng為wei活huo化hua的de狀zhuang態tai,才cai能neng發fa生sheng變bian化hua,形xing成cheng產chan物wu。這zhe種zhong提ti高gao低di能neng分fen子zi達da到dao活huo化hua狀zhuang態tai的de能neng量liang,稱cheng為wei活huo化hua能neng。催cui化hua劑ji的de作zuo用yong,主zhu要yao是shi降jiang低di反fan應ying所suo需xu的de活huo化hua能neng,以yi致zhi相xiang同tong的de能neng量liang能neng使shi更geng多duo的de分fen子zi活huo化hua,從cong而er加jia速su反fan應ying的de進jin行xing。
酶能顯著地降低活化能,故能表現為高度的催化效率。例如前述的H2O2酶的例子,可以顯著地看出,酶能降低反應活化能,使反應速度增高千百萬倍以上。
二、中間複合物學說
目前一般認為,酶催化某一反應時,首先在酶的活性中心與底物結合生成酶-底物複合物,此複合物再進行分解而釋放出酶,同時生成一種或數種產物,此過程可用下式表示:
ES的形成,改變了原來反應的途徑,可使底物的活化能大大降低,從而使反應加速。
三、酶作用高效率的機理
詳細機製仍不太清楚,主要有下列四種因素:
1.趨近效應(approximation)和定向效應(oientation)
酶(mei)可(ke)以(yi)將(jiang)它(ta)的(de)底(di)物(wu)結(jie)合(he)在(zai)它(ta)的(de)活(huo)性(xing)部(bu)位(wei)由(you)於(yu)化(hua)學(xue)反(fan)應(ying)速(su)度(du)與(yu)反(fan)應(ying)物(wu)濃(nong)度(du)成(cheng)正(zheng)比(bi),若(ruo)在(zai)反(fan)應(ying)係(xi)統(tong)的(de)某(mou)一(yi)局(ju)部(bu)區(qu)域(yu),底(di)物(wu)濃(nong)度(du)增(zeng)高(gao),則(ze)反(fan)應(ying)速(su)度(du)也(ye)隨(sui)之(zhi)提(ti)高(gao),此(ci)外(wai),酶(mei)與(yu)底(di)物(wu)間(jian)的(de)靠(kao)近(jin)具(ju)有(you)一(yi)定(ding)的(de)取(qu)向(xiang),這(zhe)樣(yang)反(fan)應(ying)物(wu)分(fen)子(zi)才(cai)被(bei)作(zuo)用(yong),大(da)大(da)增(zeng)加(jia)了(le)ES複合物進入活化狀態的機率。
2.張力作用(distortion or strain)
底物的結合可誘導酶分子構象發生變化,比底物大得多的酶分子的三、四級結構的變化,也可對底物產生張力作用,使底物扭曲,促進ES進入活性狀態。
3.酸堿催化作用(acid-base catalysis)
酶的活性中心具有某些氨基酸殘基的R基團,這些基團往往是良好的質子供體或受體,在水溶液中這些廣義的酸性基團或廣義的堿性基團對許多化學反應是有力的催化劑。
4.共價催化作用(covalent catalysis)
某些酶能與底物形成極不穩定的、共價結合的ES複合物,這些複合物比無酶存在時更容易進行化學反應。
例如:無酶催化的反應 RX+H2O→ROH+Hx 慢
有酶存在時 RX+E桹H→ROH+EX快
EX+H2O→E桹H+HX快?
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