文档介绍：固定化对酶反应动力学的影响
影响固定化酶反应动力学的因素可归纳下列几个方面:
1、酶分子构相的改变和载体屏障效应
酶活性与酶分子的三维空间结构有关。酶分子被固定时,其构象将发生改变,酶活性部位的三维结构可能改变,从而改变酶的活性。
1、酶分子构相的改变和载体屏障效应
载体的存在引起屏蔽效应,使酶分子的活性基团不易与底物或效应物接触,从而影响固定化酶的活性。
2、微环境效应—分配效应
固定化酶处于主体溶液中,形成非均相反应系统。在固定化酶附近的环境称为微环境,而主体溶液则称为大环境。由于载体和底物的疏水性、亲水性以及静电作用,使微环境与大环境有不同的性质,从而形成底物和各种效应物的不均匀分布,这种效应称为分配效应。
3、扩散阻力
用固定化酶进行反应时,底物必须从主体溶液传递到固定化酶内部的催化部位。反应后,产物又沿着相反路线从酶的催化部位传递到主体溶液。这些传递过程包括被动分子扩散和对流扩散,传递过程中存在着一个扩散速率限制问题。这种扩散限制效应在扩散效率很低时,而酶的催化活力又相当高时特别显著。
底物从反应液移向载体表面(外扩散)
底物从载体表面移向酶活性中心(内扩散)
酶反应
产物由反应位点移向载体表面(内扩散)
产物移到反应液中(外扩散)
总的反应速度取决于最慢的步骤
3、扩散阻力
3、扩散阻力
限速步骤有可能是外扩散、内扩散或酶反应。
存在的扩散效应会使固定化酶、固定化细胞的动力学行为偏离其液态下的动力学行为。
4、外扩散限制的分析及对酶反应动力学的影响
外扩散发生在固定化酶周围的处于停滞状态的液膜层。
由于存在外扩散阻力,底物将在固定化酶周围形成浓度梯度。
滞流层的厚度在一定限度内,它受固定化酶界面周围溶液的相对速度的影响。
外扩散限制随反应体系搅拌速度的增加而减少。
4、外扩散限制的分析及对酶反应动力学的影响
存在外扩散限制的固定化酶反应动力学方程为:
V=
Vm=K·E,E为固定化酶浓度
Km(app):表观米氏常数
在操作上使流体的湍动程度大,能改变或消除外扩散的影响。
Vm·S
S+Km(app)
5、内扩散限制的分析以及对酶反应动力学的影响
内扩散阻力发生在多孔性固定化酶载体的内部,它是底物传递到固定化酶内部时的一种扩散限制效应。
5、内扩散限制的分析以及对酶反应动力学的影响
在微环境内底物的消耗和产物的积累程度,也常和这些物质的分子量大小有关。