微量热法研究黄嘌呤氧化酶反应

在热导工热量计双参数理论模型的基础上，建立了较快酶仲反应研究的双参数初始速度法的热动力学模型，用微量热法研究了黄嘌呤氧化酶催化氧化黄嘌呤的热动力学，该较快酶促反应遵循Ｍｉｃｈａｅｌｉｓ－Ｍｅｎｔｅｎ这，在２９８．１５Ｋ和ＰＨ＝７．５时，其米氏常数为１．０４×１０＾－３ｍｏｌ．Ｌ＾－１，与文献结果相符。     

用微量热法研究漆酶和过氧化氢的反应

漆树酶是含铜酶。在酶系统中属于一种选择性较差的氧化酶,它能与许多还原底物作用,同时亦能还原分子氧生成水。在这些反应中漆酶中的三个不同的氧化还原活性中心和其作用途径常常是研究中的主要对象。在无氧条件下,漆酶被底物还原后,可用氧再氧化,实验表明,酶分子中的Cu2~+—Cu~(1+)循环是催化机理的一部分。1970年Farver等人在研究漆树酶与过氧化氢之间的反应时发现,漆树酶与过氧化氢有一种特殊作用,二者会生成一种稳定的具有高亲合力的复合物,该复合物不会被氧再氧化,其反应可用下式表示:式中L-Cu(Ⅱ)表示含二价铜的漆酶分子,二价铜在此反应中起活性中心的作用。本工作中,用微量热法测量了漆树酶与过氧化氢反应的一些热动力学性质。     

金属胶束模拟过氧化氢酶的热动力学研究

本文以金属胶束作为过氧化氢酶的模拟模型化合物，利用热动力学半寿期法分别研究了Fe^Ⅲ-trien金属配合物和Fe^Ⅲ-trien配合物分别与CTAB、SDS、Brij35等表面活性剂形成的金属胶束催化过氧化氢分解反应的热动力学。实验结果表明：Fe^Ⅲ-trien金属配合物与CTAB形成的金属胶束对过氧化氢分解反应有催化作用，而与SDS和Brij35形成的金属胶束对反应有禁阻作用。     

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。     

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。     

微量热法研究超氧化物歧化酶反应

用微量热法研究了以过氧化氢酶反应为氧产生体系、以邻苯三酚自氧化反应为底物产生体系的超氧化物歧化酶 (SOD)催化超氧阴离子歧化反应的热动力学 ,测得 2 98 1 5K和pH 8 0时SOD反应和邻苯三酚自氧化反应的摩尔反应焓分别为- 1 6 0 .1和 - 2 1 8kJ·mol-1,并建立了一种新的SOD活力测定方法———微量热测活法 .实验结果表明 ,SOD对邻苯三酚自氧化反应的动力学参数及反应机理没有影响 ,在无SOD存在和有SOD存在时该自氧化反应在限量氧气条件下均遵循二级反应动力学 (对邻苯三酚和氧气各为一级 ) ,2 98 1 5K和 pH 8 0时其二级速率常数分别为 1 2 5和 1 30L·mol-1·s-1,同时提出了SOD抑制邻苯三酚自氧化反应的可能机理 .     

微量热法研究漆酶和3,4,5—三羟基苯甲酸的反应

用ＬＫＢ－２１０７型微量热系统，在不同的温度（ｐＨ＝７．４）的条件下，测定了３，４，５－三羟基苯甲酸与漆酶反应的摩尔反应焓，米氏常数，反应速率常数，漆酶的活性并计算了结合能，活化自由能，活化能和活化熵等。在此基础上，应用过渡态理论，从能量变化的角度，对其催化过程进行了分析，由活化熵（△Ｓ＾≠Ｔ〈０）得出酶－底物过渡态的结构较酶－底物复合物更为有序的结论。     

邻氨基苯酚与漆树漆酶反应的微量热法研究

在０．１ｍｏｌ／Ｌ的磷酸盐缓冲溶液（ｐＨ７．４）中，用微量热法测定了２９８．１５Ｋ时漆树漆酶与邻氨基苯酚反应的摩尔反应焓ΔｒＨｍ＝２５２．２１±３．５９ｋＪ／ｍｏｌ，米氏常数Ｋｍ＝７．７７×１０－３ｍｏｌ／Ｌ和表观一级反应速率常数ｋ１＝７．２３×１０－３ｓ－１，及此条件下邻氨基苯酚作底物时的漆酶活性值ＥＡ＝０．１９０（ＩＵ）。     

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。     

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。     

厌氧菌生长代谢的微量量热学研究

本世纪七十年代厌氧细菌学的崛起，是近代微生物学的重要进展山．它揭示了一个前所未知或知之不多的微生物世界．在人的皮肤和粘膜表面寄生着几百种、数以亿万计的细菌，它们中绝大多数在有氧的条件下不能生长繁殖，故称为厌氧菌．厌氧细菌学的出现，引起了医务工作者的高度重视．十多年来，积累了大量资料，为医学中的微生物学、免疫学、传染病学、流行病学甚至许多临床学科，增添了新的知识，对厌氧菌的感染，用目前医院的常规细菌培养方法不能检出，用常用的抗生素治疗，也常无效．它是临床上许多疑难杂症迁延不愈和反复发作的重要原因之…     

微量热法研究漆酶和3,4,5-三羟基苯甲酸的反应

用LKB－2107型微量热系统,在不同的温度(pH＝7.4)条件下,测定了3,4,5－三羟基苯甲酸与漆酶反应的摩尔反应烙、米氏常数、反应速率常数、漆酶的活性并计算了结合能、活化自由能、活化能和活化烟等.在此基础上,应用过渡态理论,从能量变化的角度,对其催化过程进行了分析.由活化摘(△S_≠^T＜0)得出酶－底物过渡态的结构较酶－底物复合物更为有序的结论.     

微量热法研究碱土金属离子与18-冠-6结合的热力学常数

通过微量热法研究了18-冠-6与碱土金属离子结合过程. 根据反应后的平衡关系, 求出反应平衡常数、焓、熵和吉布斯自由能变化. 金属离子由原来溶剂化的游离态变为与18-冠-6以静电力结合, 体系的能量降低, 放出了热量;同时由原来的自由运动变为被限制在冠醚孔穴内, 自由度减小, 熵值减少. 冠醚内的氧原子能够紧紧地围绕着半径为138 pm的Ba2+, 而离子半径较小的其它离子, 围绕得不够紧密, 与氧原子之间的作用力变小. 从Be2+、Mg2+、Ca2+、Sr2+到Ba2+, 与冠醚结合的放热增加, 平衡常数也逐渐增大.     

静电层层组装的微量热研究

利用静电层层组装技术,在CaCO3微球表面交替沉积带相反电荷的聚电解质制备多层膜。在静电层层组装过程中伴随热效应出现,借助微量热仪对该热效应进行精确测定,从而为层层组装过程提供一种新的表征手段。     

微量热法研究PCMB对精氨酸酶的抑制作用

利用微量热法研究了对－氯汞苯甲酸（ＰＣＭＢ）对精氨酸的酶促水解反应的抑制作用，确定它于竞争性不可逆抑制剂，在２９８．１５Ｋ和ＰＨ为９．４时ＰＣＭＢ与精氨酸酶作用的二级速度常数ｋ＋０＝９２．１７Ｌ／（ｍｏｌ．ｓ）。同时用ＰＣＭＢ作为修饰剂探讨了精氨酸酶的活性中心性质，推测该水解酶至多含有３个与酶活性有关的半胱氨酸残基，但主些残基不属于精氨酸酶的活性中心。     

A novel approach to measure all rate constants in the simplest enzyme kinetics model

Enzymes play vital roles in life processes. Almost all biochemical reactions are mediated by enzymes. The rate constants of enzyme kinetics are the most important parameters for the reactions catalyzed by enzymes. In 1902, Adrian Brown proposed a simple single-substrate-single-product model which contains only three rate constants k ₁, k ₋₁ and k ₂. So far, biologists can measure the Michaelis constant K _M and the catalytic constant k _cat , which actually is equal to k ₂, according to Michaelis–Menten equation. Using temperature jump method or transient state kinetics, k ₁, k ₋₁ and k ₂ can be determined. However, these methods are complicated. In this article, we design a novel simple method that could determine the rate constants k ₁ and k ₋₁ based on knowing k _cat and K _M . Our numerical experiments show that the three rate constants can be calculated rather precisely. Hence, we believe that biochemists could design experiments to measure the rate constants based on our method. This work was partially supported by the National Natural Science Foundation of China (NSFC) under Grant No. 10771206 and partially by 973 project (2004CB318000) of P. R. China.     

HNCS与Cl原子的反应机理及电子密度拓扑分析

在QCISD(T)/6-311++G(d,p)和B3LYP/6-311++G(d,p)级别上研究了HNCS与Cl原子的反应机理. 并应用经典过渡态理论和正则变分过渡态理论结合小曲率隧道效应, 计算了200-2500 K温度范围内各反应通道的速率常数. 结果表明, HNCS与Cl原子反应存在3个反应通道. 当温度低于294 K时, 生成HCl+NCS的夺氢反应(a)是优势通道, 温度高于294 K时, 生成HNC(Cl)S的加成反应(c)为主反应通道, Cl进攻N的反应通道(b)因能垒较高而难以进行.     

NO2和HSO反应的机理及动力学研究

本文采用CCSD(T)/aug-cc-pVTZ//B3LYP/aug-cc-pVTZ方法构建了NO2 + HSO反应的单、三重态势能面,并对主通道速率常数进行了计算。研究结果表明,该反应在单[R1(HN(O)O + 1SO)、R2(cis-HONO + 1SO)和R3 (trans-HONO + 1SO)]、三重态[R6(HN(O)O + 3SO)、R7(cis-HONO + 3SO)和R8(trans-HONO + 3SO)]均存在3条抽氢反应通道,在单[R4(NO + HS(O)O)和R5(H + SO2 + NO)]、三重态[R9(HS(O)O + NO)和R10(H + SO2 + NO)]均存在两条抽氧通道,其中单重态抽氢通道R2 (cis-HONO + 1SO)是NO2 + HSO反应主通道。利用传统过渡态理论(TST)并结合Wigner校正,计算了上述10条通道在200 ~ 1000 K温度范围内的速率常数。计算结果表明,NO2 + HSO反应主通道在298 K时的速率常数(7.78×10-13cm3?molecule-1?s-1)与实验值(9.6×10-12 cm3?molecule-1?s-1)相吻合。此外,水分子影响主通道R2(cis-HONO + 1SO)经历了NO2 + H2O…HSO和 NO2 + H2O…HSO(HSO + NO2…H2O)两条反应通道,且两条通道的能垒分别比R2升高了49.97和20.43 kcal?mol-1,说明在实际大气环境中水分子对NO2 + HSO反应几乎没有影响。     

抑制剂对大肠杆菌作用的透射电镜及微量热法研究

用透射电镜对大肠杆菌以及大肠杆菌受到３种不同抑制剂抑制时的形态进行了观察，结果发现不同的抑制剂对大肠杆菌的不同抑制作用表现在大肠杆菌的微观形态发生了不同的变化，同时结合微量热的方法，测试了３种不同抑制剂作用下大肠杆菌的生长代谢热谱，热谱曲线的分析结果与透射电镜观察结果吻合。