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土壤酶促反应

在酶作用下进行的土壤生物化学反应,包括氧化还原、水解、基团转移和裂解等反应。它具有一般酶促反应的共同特征,即至少包括酶(E)与底物(S)形成酶—底物复合物(ES)和ES分离为酶和产物(P)两个阶段。酶的活性中心的构型决定着酶的专性。ES的形成使底物的活化能大大降低

在酶作用下进行的土壤生物化学反应,包括氧化还原、水解、基团转移和裂解等反应。它具有一般酶促反应的共同特征,即至少包括酶(E)与底物(S)形成酶—底物复合物(ES)和ES分离为酶和产物(P)两个阶段。酶的活性中心的构型决定着酶的专性。ES的形成使底物的活化能大大降低,从而使得本需在高温下进行的反应能在常温下进行。整个反应可以下式表示:

土壤酶促反应

式中:k1、k2和k3分别为各个反应的速率常数。

经典的稳态动力学方法同样可用来描述土壤酶促反应的进程和了解土壤酶的作用机理。但土壤是一个高度非均质体系,土壤酶主要以吸附态或结合态存在,因此,酶在土壤中的构型改变及其浓度的空间变异、底物在土壤各组分中的不同分布以及土壤中某些物质对于酶的激活或抑制,都会影响酶促反应的进程;使土壤酶促反应的动力学研究较均质体系中复杂得多。

酶促反应的最重要的两个动力学常数是米氏(Michaelis)常数Km和最大速率常数Vmax;土壤对酶和底物的吸附或结合,将改变酶分子的三级结构,减小它和底物的亲和力,也使酶与底物的接触受到影响,从而不利于酶—底物复合物的形成,因此土壤酶的活化能、焓和熵较生物体中相应的酶高,Km值一般较大,Vmax值则较小。同时,由于不同土壤、甚至同一土壤不同粒径级分的物理、化学性质不同,因而不同土壤或同一土壤不同粒径级分中同一种土壤酶的Km和Vmax值均不同(见表)。

土壤酶的动力学常数(Ladd,1985)