热动力学的滴定量热法研究2: 单底物酶促反应的热动力学

用滴定量热法分别建立了滴定期和停滴反应期单底物酶促反应热动力学的数学模型。根据这两种模型,可由一次实验的滴定量热曲线同时解析出单底物酶促反应的热力学参数(Δ~rH~m)和动力学参数(K~m和k~2)。用滴定量热法研究了一个经典的单底物酶促反应---过氧化氢酶催化分解过氧化氢反应的热动力学,由滴定期和停滴反应期热动力学模型解析出在298.15K和pH=7.0时该反应的米氏常数K~m分别为(5.41±0.24)×10^-^3和(5.43±0.21)×10^-^3mol.L^-^1,酶转换数k~2分别为(3.58±0.33)×10^3和(3.60±0.41)×10^3s^-^1,摩尔反应焓为(-86.75±0.88)kJ.mol^-^1,实验结果验证了上述热动力学模型的正确性。     

热动力学对比进度法VI. 单底物酶促反应的热动力学研究

本文导出了单底物酶促反应的热力学变换方程组, 建立了单底物酶促反应动力学的对比进度方程和热动力学的数学模型。根据此模型, 可由一次反应的热谱曲线同时解析出动力学参数(K~m, V~m)和反应的摩尔焓(△H)。用热导式热量计研究了α-糜蛋白酶催化N-乙酰基-L-酪氨酸乙酯水解的热动力学。并对本文建立的热动力学研究法的特点作了详尽的讨论。     

热动力学对比进度法VI. 单底物酶促反应的热动力学研究

本文导出了单底物酶促反应的热力学变换方程组, 建立了单底物酶促反应动力学的对比进度方程和热动力学的数学模型。根据此模型, 可由一次反应的热谱曲线同时解析出动力学参数(K~m, V~m)和反应的摩尔焓(△H)。用热导式热量计研究了α-糜蛋白酶催化N-乙酰基-L-酪氨酸乙酯水解的热动力学。并对本文建立的热动力学研究法的特点作了详尽的讨论。     

微量热法研究单底物酶促反应的产物抑制作用

本文建立了有产物抑制的单底物酶促反应动力学的对比进度方程和热力学的数学模型。根据此模型, 可由反应的热谱曲线方便地解析出动力学参数(K~m, K~i和V~m)和摩尔反应焓(△~rH~m), 并同时确定产物的抑制类型。用微量热法研究了精氨酸酶催化水解L-精氨酸的热动力学, 确定水解产物L-鸟氨酸属于竞争性可逆抑制剂, 298.15K和pH 9.4时L-鸟氨酸与精氨酸酶作用的抑制常数K~i=1.22×10^-^3mol·L^-^1。实验结果验证了本文有产物抑制的单底物酶促反应热动力学研究法的正确性。     

微量热法研究过氧化氢酶底物抑制动力学

过氧化氢酶是需氧生物体内抗氧化酶系的重要组分。过氧化氢酶催化过氧化氢分解是一个两底物酶促反应,依照Chance提出的机理,反应速率方程具有一级反应方程的形式。此反应在高浓度底物存在的情况下,表现出明显的不可逆底物抑制。本研究用热动力学方法研究了这一反应,提出了一种不可逆底物抑制机理,并应用该机理求出了相关动力学参数。在310.15K,pH=7.0时k0=9.6×10^5L·mol^-1^·s^-1,k1/k2=2.9×10^6。实验结果证明此机理正确有效。     

热动力学的滴定量热法研究 Ⅰ.一级反应的热动力学

用滴定量热法分别建立了满定期和停满反应期一级反应热动力学的数学模型．根据这两种模型，均可由一次实验的滴定量热曲线同时解析出一级反应的速率常数（k1）和摩尔反应治（△rHm）．用液定量热法研究了去离子水溶剂中乙酸乙酯皂化反应的热动力学，实验结果验证了本文用滴定量热法研究一级反应热动力学的运用性．     

热动力学的滴定量热发研究 I.一级反应的热动力学

用滴定量热法分别建立了滴定期和滴反应期一级反应热动力学的数学模型，根据这两种模型，均可由一次实验的滴定量热曲线同时解析出一级反应的速率常数和摩尔反应焓。用滴定量热法研究了去离子水溶剂中乙酸乙酯皂化反应的热动力学，实验结果验证了本文用滴定量热法研究一级反应热动力学的适用性。     

水-乙醇混合溶剂中过氧化氢酶活性与构象的研究

用微量热法和荧光法分别测定了水-乙醇混合溶剂中过氧化氢酶活性与构象的变化。结果表明,随着乙醇浓度的增大,过氧化氢酶酶促反应的米氏常数K~m有所增大,而反应速率常数k~2及酶的催化活性则明显降低;336nm处的相对荧光强度不断增强,酶分子的构象发生了变化,其结构渐趋松散。乙醇对过氧化氢酶活性的影响乃是乙醇的竞争性抑制和溶剂效应引起的酶构象变化共同作用的结果。     

滴定量热法研究连串一级反应热动力学

本文用滴定量热法分别建立了滴定期和停滴反应期1-1级连串反应热动力学的数学模型。根据这两种模型,由非线性最小二乘法原理直接拟合单次实验结果可同时求得1-1级连串反应的速率常数（ k ₁和 k ₂）和摩尔反应焓。并用滴定量热法研究了丁二酸二乙酯皂化反应的热动力学,实验结果验证了两种数学模型的正确性。     

微量热法研究过氧化氢酶反应

利用微量热法和热动力学方程研究了过氢化氢酶反应.该反应遵循Michaelis-Menten动力学,298.15K和pH7.0时,其米氏常数、酶转换数以及摩尔反应焓分别为2.36×10^-2mol/L、1.20×10⁴s^-1和-83.67kJ·mol^-1.过氧化氢酶反应后期对底物是一级反应,其总反应速度常数和一级速度常数分别为k_o=6.31×10⁵L·mol^-1·s^-1和k₁=6.31×10⁵/[E_o]s^-1.该反应服从Ogura机理,其酶-底物三元复合物的分解速度常数为6.00×10³s^-1.     

单重态氧化学 VI: 胶束中竹红菌甲素诱导的二苯基异苯并呋喃光敏氧化反应动力学

本文研究了增溶于胶束内部的HA诱导的DPBF光敏氧化动力学。测定了DPBF在不同胶束中光敏氧化总速率常数, 分别为5.12×10^9(SDS), 2.31×10^9(Triton X-100)和6.21×10^9L/mol.s(TDPB)。实验证明胶束可有效猝灭单重态氧却不猝灭HA的激发三重态, 从而导致DPBF光敏氧化双分子反应可按假一级动力学规律处理, 可求出表观速率常数为1.52×10^-^3s^-^1(SDS)或1.54×10^-^3s^-^1(Triton X-100), 相应的半寿命为7.5min, 这些结果为HA在水溶液中的光动态行为的研究提供了依据。     

单重态氧化学 VI: 胶束中竹红菌甲素诱导的二苯基异苯并呋喃光敏氧化反应动力学

本文研究了增溶于胶束内部的HA诱导的DPBF光敏氧化动力学。测定了DPBF在不同胶束中光敏氧化总速率常数, 分别为5.12×10^9(SDS), 2.31×10^9(Triton X-100)和6.21×10^9L/mol.s(TDPB)。实验证明胶束可有效猝灭单重态氧却不猝灭HA的激发三重态, 从而导致DPBF光敏氧化双分子反应可按假一级动力学规律处理, 可求出表观速率常数为1.52×10^-^3s^-^1(SDS)或1.54×10^-^3s^-^1(Triton X-100), 相应的半寿命为7.5min, 这些结果为HA在水溶液中的光动态行为的研究提供了依据。     

钼过氧配合物与HSO 在酸性溶液中的反应动力学和机理

用载流法研究了Mo~4O~12(O~2) [简作Mo~4(O~2)~2] 与HSO 在酸性条件(4×10^-3～0.5mol·dm^-3)下的反应动力学,并提出了反应机理.反应经历下列历程:Mo~4(O~2)~2+H~2O Mo~4(O~2)(OOH)(k~1,k~-1) Mo~4(O~2)(OOH)+HSO Mo~4(O~2)OOSO~2+H~2O(k~2,k~-2) Mo~4(O~2)OOSO~2+H~2O Mo~4(O~2)+H~2SO~4(k~1,k~-1)中间产物Mo~4(O~2)再以相同机理继续与HSO 反应.由机理,得到了[S(IV)/k~观察与[H^+],[S(IV)]之间的线性关系式以及20℃时的动力学参数:K~1=7.4±0.3dm^3·mol^-1·S^-1,k~-1/k~2=(5.8±0.5)×10^-2和k~-2/k~3=(1.4×0.8)×10^-4.配合物Mo~4(O~2)~2中(O~2)基质子化是决定反应速度的关键步骤.用此机理讨论了Thompson研究的 MoO(O~2)~2与HSO 的反应结果.     

钼过氧配合物与HSO 在酸性溶液中的反应动力学和机理

用载流法研究了Mo~4O~12(O~2) [简作Mo~4(O~2)~2] 与HSO 在酸性条件(4×10^-3～0.5mol·dm^-3)下的反应动力学,并提出了反应机理.反应经历下列历程:Mo~4(O~2)~2+H~2O Mo~4(O~2)(OOH)(k~1,k~-1) Mo~4(O~2)(OOH)+HSO Mo~4(O~2)OOSO~2+H~2O(k~2,k~-2) Mo~4(O~2)OOSO~2+H~2O Mo~4(O~2)+H~2SO~4(k~1,k~-1)中间产物Mo~4(O~2)再以相同机理继续与HSO 反应.由机理,得到了[S(IV)/k~观察与[H^+],[S(IV)]之间的线性关系式以及20℃时的动力学参数:K~1=7.4±0.3dm^3·mol^-1·S^-1,k~-1/k~2=(5.8±0.5)×10^-2和k~-2/k~3=(1.4×0.8)×10^-4.配合物Mo~4(O~2)~2中(O~2)基质子化是决定反应速度的关键步骤.用此机理讨论了Thompson研究的 MoO(O~2)~2与HSO 的反应结果.     

热动力学研究L-抗坏血酸和Cu~(2+)对过氧化氢酶的协同抑制

在 310 15K ,pH =7 0的 0 1mol·L-1Na2 HPO4 NaH2 PO4 缓冲溶液中 ,利用热动力学方法研究了L 抗坏血酸 ,Cu2 +及二者同时存在时 ,过氧化氢酶催化H2 O2 分解反应的动力学规律 .发现L 抗坏血酸和Cu2 +单独存在时对酶反应没有明显的抑制作用 ,二者共存时 ,对反应有非线性抑制作用 .在一定的酶和底物浓度下 ,L 抗坏血酸和Cu2 +不影响总反应的一级速率方程的形式 ,只减小了一级反应速率常数 .酶活性随抑制剂浓度变化关系呈S形曲线 .结合实验结果和文献 ,提出了一种L 抗坏血酸和Cu2 +协同抑制过氧化氢酶的可能机理     

酶促反应热动力学方程的研究

由酶促反应速率方程积分式和酶促反应中能量变化与物质参与反应量的关系推出了单底物酶促反应的热动力学方程。并用精氨酸的酶促水解反应进行了验证,求出的米氏常数K_m和最大速率Vmax与文献值相符。     

热动力学研究L-抗坏血酸和Cu~2+对过氧化氢酶的协同抑制

在310．15K，pH=7．0的0．1mol·L~(-1)Na_2HPO_4-NaH_2PO_4缓二者同时存 在时，过氧化氢酶催化H_2O_2分解反应的动力学规律。发现L-抗坏血酸和C~(2+)单 独存在时对酶反应没有明显的抑制作用，二者共存时，对反应有非线性抑制作用。 在一定的酶和底物浓度下，L-抗坏血酸和Cu~(2+)不影响率方程的形式，只减小了一级 反应速率常数．酶活性随抑制剂浓度变化关系呈S形曲线．结合实验结果和文献，提出 了一L-抗坏血酸和Cu~(2+)协同抑制过氧化氢酶的可能机理.     

阿司匹林的热解机理及热动力学研究

在用热重法研究了阿司匹林的热稳定性实验的基础上,通过量子化学方法(ab initio DFT)计算了阿司匹林分子的键级,据此计算结果提出了阿司匹林的热解机理,按此机理得到的理论计算值与实验结果一致;运用Freeman-Carroll、Kissinger和Ozawa三种方法分别计算了阿司匹林的热解动力学参数:活化能(E)、反应级数(n)和指前因子(A),其热解动力学方程为: dα/dt=4.74×1011[exp(－(100.34±5.18)×103/RT)](1－α)2.8±0.3;用差示扫描量热法测定的该物质的熔点、摩尔熔化焓和摩尔熔化熵分别为(409.19 ± 0.22) K、(29.17 ± 0.41) kJ•mol-1和(71.09±1.06) J•mol-1•K-1.     

微量热法研究单底物酶促反应的热力学和动力学性质及过渡态的分析

用LKB-2107型微量热系统, 测定了漆酶催化氧化3, 4-二羟基苯甲醛、邻甲氧基酚、邻苯三酚、3, 4, 5-三羟基苯甲酸反应的热谱图, 利用热谱图计算了米氏常数(Km)、反应速率常数(k2)和热力学参数(ΔrHm, ΔG0, ΔT^≠, Ea, ΔST^≠)。并应用过渡态理论对其催化过程进行了分析。结果表明: 稳定过渡态结构有利于酶促反应, 酶-底物在反应物时相互作用仅仅是降低酶的催化效率。提出两种可能提高酶催化效率的方法。由活化熵(ΔST)<0得出酶-底物在过渡态的结构较酶-底物复合物的结构更为有序。     

硝基磺酚S作为酶联免疫分析中辣根过氧化物酶测定底物的研究

提出一种新的ＨＲＰ底物－硝基磺酚Ｓ,初步探讨了在ＨＲＰ催化下被过氧化氢氧化的机制,以硝基磺酚Ｓ为底物测定了酶促反应动力学常数Ｋｍ和Ｋｓ分别为４．５１×１０＾－５ｍｏｌ／Ｌ和２８．１ｍｏｌ／Ｌ·ｓ＾－１。分别用于酶联免疫显色光度法和伏安酶联免疫分析法测定了ＩｇＧ－ＨＲＰ,其所能测定的最高稀释比分别为１：１．６×１０＾５和１：４．８×１０＾５。