《生物化學(xué)第四章 酶.》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《生物化學(xué)第四章 酶.（65頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第一節(jié)第一節(jié) 酶的一般性質(zhì)酶的一般性質(zhì)一、酶是生物催化劑一、酶是生物催化劑 酶是由活細胞產(chǎn)生的，具有催化活性和高度專酶是由活細胞產(chǎn)生的，具有催化活性和高度專一性的特殊生物大分子。包括蛋白質(zhì)和核酸。一性的特殊生物大分子。包括蛋白質(zhì)和核酸。二、酶的催化特性二、酶的催化特性 一般特性一般特性1. 加快反應(yīng)速度，而本身在反應(yīng)前后沒結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的加快反應(yīng)速度，而本身在反應(yīng)前后沒結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的改變。改變。2. 只縮短反應(yīng)達到平衡所需要的時間而不改變反應(yīng)平只縮短反應(yīng)達到平衡所需要的時間而不改變反應(yīng)平衡點。衡點。 特殊性特殊性1. 酶催化效率高酶催化效率高 比非催化高比非催化高1081020倍，比非生物催化劑高倍

2、，比非生物催化劑高1071013倍。倍。2. 酶具有高度專一性酶具有高度專一性 酶對反應(yīng)的底物和產(chǎn)物都有極高的專一性，幾乎沒有酶對反應(yīng)的底物和產(chǎn)物都有極高的專一性，幾乎沒有副反應(yīng)發(fā)生。副反應(yīng)發(fā)生。3. 酶易失活酶易失活 常溫、常壓，中性常溫、常壓，中性pH 環(huán)境下反應(yīng)。環(huán)境下反應(yīng)。 4. 酶的催化活性可被調(diào)節(jié)控制酶的催化活性可被調(diào)節(jié)控制 酶抑制劑調(diào)節(jié)、反饋調(diào)節(jié)、酶原激活、共價修飾、激素酶抑制劑調(diào)節(jié)、反饋調(diào)節(jié)、酶原激活、共價修飾、激素控制等?？刂频?。三、酶的化學(xué)本質(zhì)三、酶的化學(xué)本質(zhì) 絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)證據(jù)：證據(jù)：1. 酸水解的產(chǎn)物是氨基酸，能被蛋白酶水解酸水解的產(chǎn)物是氨基酸，能

3、被蛋白酶水解失活；失活；2. 具有蛋白質(zhì)的一切共性，凡是能使蛋白質(zhì)具有蛋白質(zhì)的一切共性，凡是能使蛋白質(zhì)變性的因素都能使酶變性；變性的因素都能使酶變性；3. 1969年，人工合成牛年，人工合成牛胰核糖核酸酶。胰核糖核酸酶。少數(shù)酶是少數(shù)酶是RNA（核酶，（核酶，ribozyme）第二節(jié)第二節(jié) 酶的組成和結(jié)構(gòu)特點酶的組成和結(jié)構(gòu)特點一、一、酶的組成酶的組成單純酶類單純酶類：僅由蛋白質(zhì)組成僅由蛋白質(zhì)組成結(jié)合酶類：結(jié)合酶類：包括酶蛋白（包括酶蛋白（apoenzyme）和輔因子）和輔因子（cofactor），），酶蛋白與輔因子組成完整的酶蛋白與輔因子組成完整的全酶全酶，單純的酶蛋白無催化功能。單純的酶蛋白無

4、催化功能。全酶全酶（holoenzyme) = 酶蛋白酶蛋白+ 輔因子輔因子 酶的輔因子酶的輔因子主要有金屬離子和有機化合物。主要有金屬離子和有機化合物。金屬離子金屬離子：Fe2+、Fe3+ 、 Zn2+、 Cu+、Cu2+、 Mn2+、Mn3+、Mg2+ 、K+、 Na+ 等。等。有機化合物有機化合物：NAD+、NADP+、FAD、生物素等。、生物素等。輔酶輔酶(coenzyme)：與酶蛋白結(jié)合較松，可透析除去。：與酶蛋白結(jié)合較松，可透析除去。輔基輔基(prosthetic group)：與酶蛋白結(jié)合較緊。：與酶蛋白結(jié)合較緊。 根據(jù)酶蛋白質(zhì)分子的特點，將酶分為：根據(jù)酶蛋白質(zhì)分子的特點，將酶分

5、為：單體酶：單體酶：僅有一個活性中心，由一條或多條共價僅有一個活性中心，由一條或多條共價相連的肽鏈組成的酶分子。相連的肽鏈組成的酶分子。 牛胰牛胰RNase 124 aa 單鏈單鏈 雞卵清溶菌酶雞卵清溶菌酶 129 aa 單鏈單鏈 胰凝乳蛋白酶胰凝乳蛋白酶 三條肽鏈三條肽鏈寡聚酶：寡聚酶：由兩個或多個相同或不同亞基組成的酶。由兩個或多個相同或不同亞基組成的酶。單獨的亞基一般無活性。單獨的亞基一般無活性。 含相同亞基的寡聚酶：含相同亞基的寡聚酶： 蘋果酸脫氫酶（鼠肝），蘋果酸脫氫酶（鼠肝），2個相同的亞基個相同的亞基 含不同亞基的寡聚酶：含不同亞基的寡聚酶： 琥珀酸脫氫酶（牛心），琥珀酸脫氫酶（

6、牛心），2個亞基個亞基多酶復(fù)合體：多酶復(fù)合體：多種酶靠非共價鍵相互嵌合催化連續(xù)多種酶靠非共價鍵相互嵌合催化連續(xù)反應(yīng)的體系。反應(yīng)的體系。大腸桿菌丙酮酸脫氫酶復(fù)合體由三種酶組成：大腸桿菌丙酮酸脫氫酶復(fù)合體由三種酶組成： 丙酮酸脫氫酶（丙酮酸脫氫酶（E1） 以二聚體存在以二聚體存在 29600 二氫硫辛酸轉(zhuǎn)乙?；福ǘ淞蛐了徂D(zhuǎn)乙?；福‥2） 70000 二氫硫辛酸脫氫酶（二氫硫辛酸脫氫酶（E3）以二聚體存在）以二聚體存在 256000 12個個E1 二聚體二聚體 2496000 24個個E2 單體單體 2470000 6個個E3 二聚體二聚體 1256000 總分子量：總分子量：560萬萬一、酶

7、的分類一、酶的分類1. 氧化還原酶氧化還原酶 Oxido-reductase 氧化氧化-還原酶催化氧化還原酶催化氧化-還原反應(yīng)。主要包括脫氫酶還原反應(yīng)。主要包括脫氫酶(dehydrogenase)和氧化酶和氧化酶(Oxidase)。 AH2+B A+BH2CH3CHCOOHOHNAD+H+CH3CCOOHONADH如如: 乳酸脫氫酶催化乳酸的脫氫反應(yīng)。乳酸脫氫酶催化乳酸的脫氫反應(yīng)。第三節(jié)第三節(jié) 酶的分類和命名酶的分類和命名 2. 轉(zhuǎn)移酶類轉(zhuǎn)移酶類 Transferase 轉(zhuǎn)移酶催化基團轉(zhuǎn)移反應(yīng)，即將一個底物分子轉(zhuǎn)移酶催化基團轉(zhuǎn)移反應(yīng)，即將一個底物分子的基團或原子轉(zhuǎn)移到另一個底物的分子上。的基團

8、或原子轉(zhuǎn)移到另一個底物的分子上。 A-RC AC-R如：谷丙轉(zhuǎn)氨酶催化的氨基轉(zhuǎn)移反應(yīng)。如：谷丙轉(zhuǎn)氨酶催化的氨基轉(zhuǎn)移反應(yīng)。CH3CHCOOHNH2HOOCCH2CH2CCOOHOHOOCCH2CH2CHCOOHNH2CH3CCOOHO 3. 水解酶類水解酶類 Hydrolase 水解酶催化底物的加水分解反應(yīng)。水解酶催化底物的加水分解反應(yīng)。 ABH2O A-HB-OH如：脂肪酶如：脂肪酶(Lipase)(Lipase)催化的脂的水解反應(yīng)：催化的脂的水解反應(yīng)：H2OCOOCH2CH3RRCOOHCH3CH2OH 4. 裂合酶類裂合酶類 Lyase 裂合酶催化從底物分子中移去一個基團或裂合酶催化從底物

9、分子中移去一個基團或原子形成雙鍵的反應(yīng)及其逆反應(yīng)。原子形成雙鍵的反應(yīng)及其逆反應(yīng)。 A-B A+B如：延胡索酸水合酶催化的反應(yīng)。如：延胡索酸水合酶催化的反應(yīng)。HOOCCH=CHCOOHH2OHOOCCH2CHCOOHOH 5. 異構(gòu)酶類異構(gòu)酶類 Isomerase 異構(gòu)酶催化各種同分異構(gòu)體的相互轉(zhuǎn)化，即異構(gòu)酶催化各種同分異構(gòu)體的相互轉(zhuǎn)化，即底物分子內(nèi)基團或原子的重排過程。底物分子內(nèi)基團或原子的重排過程。 A B如：如：6-6-磷酸葡萄糖異構(gòu)酶催化的反應(yīng)。磷酸葡萄糖異構(gòu)酶催化的反應(yīng)。OCH2OHOHOHOHOHOCH2OHCH2OHOHOHOH 6. 合成酶類合成酶類 Synthetase 能夠催

10、化能夠催化C-C、C-O、C-N 以及以及C-S 鍵的形成鍵的形成反應(yīng)。這類反應(yīng)必須與反應(yīng)。這類反應(yīng)必須與ATP分解反應(yīng)相互偶聯(lián)。分解反應(yīng)相互偶聯(lián)。 A+B+ATP A-B+ADP+Pi如如: 丙酮酸羧化酶催化的反應(yīng)。丙酮酸羧化酶催化的反應(yīng)。 丙酮酸丙酮酸 + CO2 草酰乙酸草酰乙酸每一大類又分為若干亞類每一大類又分為若干亞類乳酸脫氫酶乳酸脫氫酶 EC1.1.1.27二、酶的命名二、酶的命名(1) 國際系統(tǒng)命名法（國際系統(tǒng)命名法（systematic name） 是以酶所催化的整體反應(yīng)為基礎(chǔ)，規(guī)定每一種酶的名是以酶所催化的整體反應(yīng)為基礎(chǔ)，規(guī)定每一種酶的名稱應(yīng)當(dāng)明確稱應(yīng)當(dāng)明確標(biāo)明酶的底物及催化

11、反應(yīng)的性質(zhì)。標(biāo)明酶的底物及催化反應(yīng)的性質(zhì)。如：如： 谷氨酸谷氨酸 + 丙酮酸丙酮酸 -酮戊二酸酮戊二酸 + 丙氨酸丙氨酸 丙氨酸丙氨酸: -酮戊二酸氨基轉(zhuǎn)移酶酮戊二酸氨基轉(zhuǎn)移酶 谷丙轉(zhuǎn)氨酶谷丙轉(zhuǎn)氨酶(2)習(xí)慣命名法（習(xí)慣命名法（recommended name） 根據(jù)酶的作用底物及其所催化的反應(yīng)類型來命名。根據(jù)酶的作用底物及其所催化的反應(yīng)類型來命名。第四節(jié)第四節(jié) 酶的活性中心及專一性酶的活性中心及專一性一、酶的活性中心一、酶的活性中心 酶的活性中心（酶的活性中心（active center）：）：酶分子中能酶分子中能直接與直接與底物分子結(jié)合底物分子結(jié)合，并，并催化底物化學(xué)反應(yīng)催化底物化學(xué)反應(yīng)的

12、部的部位。位。結(jié)合基團結(jié)合基團（ Binding group ）催化基團催化基團（ catalytic group ）結(jié)合部位：結(jié)合部位：酶分子中酶分子中與底物結(jié)合的部位。與底物結(jié)合的部位。決定酶的專一性決定酶的專一性。催化部位：催化部位：催化底物催化底物敏感鍵發(fā)生化學(xué)變化敏感鍵發(fā)生化學(xué)變化的基團，的基團，決定酶的催決定酶的催化能力化能力。 組成活性中心的氨基酸殘基的側(cè)鏈在一級結(jié)組成活性中心的氨基酸殘基的側(cè)鏈在一級結(jié)構(gòu)上可能相距很遠，但在空間結(jié)構(gòu)上相互靠近，構(gòu)上可能相距很遠，但在空間結(jié)構(gòu)上相互靠近，形成活性區(qū)域。形成活性區(qū)域。 酶活性中心的基團屬于酶活性中心的基團屬于必需基團必需基團，必需基團

13、還包，必需基團還包括對酶表現(xiàn)活力所必需的基團，如括對酶表現(xiàn)活力所必需的基團，如Ser的羥基、的羥基、Cys的巰基、的巰基、His的咪唑基等，它們起維持酶分子空間的咪唑基等，它們起維持酶分子空間構(gòu)象的作用。構(gòu)象的作用。 必需基團必需基團：直接參與對底物分子結(jié)合和催化的基直接參與對底物分子結(jié)合和催化的基團以及參與維持酶分子構(gòu)象的基團。團以及參與維持酶分子構(gòu)象的基團。二、酶的專一性二、酶的專一性 1. 結(jié)構(gòu)專一性（結(jié)構(gòu)專一性（structure specificity） 絕對專一性：絕對專一性：只能作用于一個底物，或只催化只能作用于一個底物，或只催化一個反應(yīng)。一個反應(yīng)。 如：麥芽糖酶只作用于麥芽糖，

14、脲酶只催化尿如：麥芽糖酶只作用于麥芽糖，脲酶只催化尿素水解。素水解。分為分為結(jié)構(gòu)專一性和立體異構(gòu)專一性。結(jié)構(gòu)專一性和立體異構(gòu)專一性。 鍵專一性：鍵專一性：只對底物分子中其所作用鍵要求嚴只對底物分子中其所作用鍵要求嚴格。格。 O 如：如：R-C-O-R RCOOH + ROH酯酶酯酶基團專一性：基團專一性：要求底物具有一定的化學(xué)鍵，而且要求底物具有一定的化學(xué)鍵，而且對鍵的某一端所連基團也有一定要求。對鍵的某一端所連基團也有一定要求。 如：如：-D-Glc苷酶，水解蔗糖和麥芽糖苷酶，水解蔗糖和麥芽糖 2. 立體異構(gòu)專一性（立體異構(gòu)專一性（stereo specificity） 幾乎所有的酶對于立體

15、異構(gòu)體都具有高度專幾乎所有的酶對于立體異構(gòu)體都具有高度專一性。當(dāng)?shù)孜锞哂辛Ⅲw異構(gòu)體時，酶只能作用一性。當(dāng)?shù)孜锞哂辛Ⅲw異構(gòu)體時，酶只能作用于其中的一種。于其中的一種。如：如：L-氨基酸氧化酶只催化氨基酸氧化酶只催化L-氨基酸的氧化脫氨基酸的氧化脫氨基。氨基。試指出下列每種酶具有哪種類型的專一性？試指出下列每種酶具有哪種類型的專一性？（1）脲酶（只催化尿素）脲酶（只催化尿素NH2CONH2的水解，但不能作用于的水解，但不能作用于NH2CONHCH3）；）；（2）-D-葡萄糖苷酶（只作用于葡萄糖苷酶（只作用于-D-葡萄糖形成的各種糖葡萄糖形成的各種糖苷，但不能作用于其他的糖苷，例如果糖苷）；苷，但不

16、能作用于其他的糖苷，例如果糖苷）；（3）酯酶（作用于）酯酶（作用于R1COOR2的水解反應(yīng)）；的水解反應(yīng)）；（4）L-氨基酸氧化酶（只作用于氨基酸氧化酶（只作用于L-氨基酸，而不能作用于氨基酸，而不能作用于D-氨基酸）；氨基酸）；三、酶專一性的假說三、酶專一性的假說1. 1894年，年，F(xiàn)isher提出提出“鎖鑰學(xué)說鎖鑰學(xué)說” 認為整個酶分子的天然構(gòu)象是具有剛性結(jié)構(gòu)的，認為整個酶分子的天然構(gòu)象是具有剛性結(jié)構(gòu)的，酶表面具有特定的形狀。酶與底物的結(jié)合如同一酶表面具有特定的形狀。酶與底物的結(jié)合如同一把鑰匙對一把鎖一樣。把鑰匙對一把鎖一樣。2. 1958年，年，Koshland 提出提出“誘導(dǎo)契合假說

17、誘導(dǎo)契合假說” 該學(xué)說認為酶表面并沒有一種與底物互補的固該學(xué)說認為酶表面并沒有一種與底物互補的固定形狀，而只是由于底物的誘導(dǎo)才形成了互補形定形狀，而只是由于底物的誘導(dǎo)才形成了互補形狀。狀。一、活化能一、活化能 催化劑的作用是降低反應(yīng)活化能，從而起到提高反應(yīng)催化劑的作用是降低反應(yīng)活化能，從而起到提高反應(yīng)速度的作用速度的作用 第五節(jié)第五節(jié) 酶的作用機理酶的作用機理二、中間產(chǎn)物學(xué)說二、中間產(chǎn)物學(xué)說 在酶催化的反應(yīng)中，第一步是酶與底物形成酶在酶催化的反應(yīng)中，第一步是酶與底物形成酶底物中間復(fù)合物。當(dāng)?shù)孜锓肿釉诿缸饔孟掳l(fā)生底物中間復(fù)合物。當(dāng)?shù)孜锓肿釉诿缸饔孟掳l(fā)生化學(xué)變化后，中間復(fù)合物再分解成產(chǎn)物和酶?；瘜W(xué)

18、變化后，中間復(fù)合物再分解成產(chǎn)物和酶。 E + S E-S P + E 許多實驗事實證明了許多實驗事實證明了E-S復(fù)合物的存在。復(fù)合物的存在。 如：已獲得如：已獲得ES結(jié)晶結(jié)晶 X線衍射法描出線衍射法描出ES圖象圖象 同位素標(biāo)記底物實驗同位素標(biāo)記底物實驗 光譜分析分析光譜分析分析第六節(jié)第六節(jié) 酶促反應(yīng)動力學(xué)酶促反應(yīng)動力學(xué)一、酶濃度對酶促反應(yīng)速度的影響一、酶濃度對酶促反應(yīng)速度的影響 在酶作用的最適條在酶作用的最適條件下，如果底物濃度件下，如果底物濃度足夠大，足以使酶飽足夠大，足以使酶飽和，則：和，則： VK E二、底物濃度對酶促反應(yīng)速度的影響二、底物濃度對酶促反應(yīng)速度的影響V與與S呈呈雙曲線雙曲線

19、關(guān)系關(guān)系 S很低時，很低時， V與與S成正成正比關(guān)系，為比關(guān)系，為一級反應(yīng)。一級反應(yīng)。 隨著隨著S增大，增大， V與與S不不成正比關(guān)系，成正比關(guān)系，V增加變慢，增加變慢，為為混級反應(yīng)混級反應(yīng)。 S足夠大時，足夠大時，V到達最到達最大值大值Vmax，不再增加。有，不再增加。有飽和現(xiàn)象，為飽和現(xiàn)象，為零級反應(yīng)零級反應(yīng)。 根據(jù)中間產(chǎn)物學(xué)說：根據(jù)中間產(chǎn)物學(xué)說：E + S E-S P + E1913年，年，Michaelis和和Menten建立建立米氏方程米氏方程。V=Vmax SKm + SK Km m 即為米氏常數(shù)即為米氏常數(shù)V Vmaxmax為最大反應(yīng)速度為最大反應(yīng)速度前提：前提：1.1.在初速度

20、范圍內(nèi)，產(chǎn)物極少。在初速度范圍內(nèi)，產(chǎn)物極少。 2.SE2.SE，ESES形成不會明顯降低底物的量。形成不會明顯降低底物的量。 3.ES3.ES保持動態(tài)平衡，即保持動態(tài)平衡，即E+S E-S E+S E-S 當(dāng)當(dāng)SKm, V=VmaxSSKm, V=VmaxSKm, V=Vmax; ; 零級反應(yīng)。零級反應(yīng)。 SSKm, V=Vmax/2Km, V=Vmax/2Km（米氏常數(shù)）定義（米氏常數(shù)）定義：酶促反應(yīng)速度達到最大：酶促反應(yīng)速度達到最大反應(yīng)速度一半時的底物濃度。因此，米氏常數(shù)的反應(yīng)速度一半時的底物濃度。因此，米氏常數(shù)的單位為單位為mol/L或或mmol/L 。 不同的酶具有不同不同的酶具有不同

21、Km值，它是酶的一個重要的值，它是酶的一個重要的特征物理常數(shù)。特征物理常數(shù)。 一個酶對不同的底物有不同的一個酶對不同的底物有不同的Km值。值。Km值最值最小的為最適底物。小的為最適底物。 Km值表示酶與底物之間的親和程度：值表示酶與底物之間的親和程度： Km值值大表示親和程度小，酶的催化活性低；大表示親和程度小，酶的催化活性低；Km值小值小表示親和程度大，酶的催化活性高。表示親和程度大，酶的催化活性高。 米氏常數(shù)米氏常數(shù)的意義的意義米氏常數(shù)的求法米氏常數(shù)的求法: 雙倒數(shù)作圖法雙倒數(shù)作圖法令令 Y1/V，X1/S；則；則 Y = a X + bY = Km/VmaxKm/Vmax X +1/Vm

22、ax1/VmaxY = Km/VmaxKm/Vmax X +1/Vmax1/Vmax三、三、pHpH對酶促反應(yīng)速度的影響對酶促反應(yīng)速度的影響 在一定的在一定的pH 下下, 酶具有最大的催化活性酶具有最大的催化活性,通常稱通常稱此此pH 為為最適最適 pH。四、溫度對酶促反應(yīng)速度的影響四、溫度對酶促反應(yīng)速度的影響 溫度升高溫度升高, ,一方面是酶促一方面是酶促反應(yīng)速度加快；另一方反應(yīng)速度加快；另一方面酶的高級結(jié)構(gòu)將發(fā)生面酶的高級結(jié)構(gòu)將發(fā)生變化或變性，導(dǎo)致酶活變化或變性，導(dǎo)致酶活性降低甚至喪失。性降低甚至喪失。 因此大多數(shù)酶都有一因此大多數(shù)酶都有一個個最適溫度最適溫度。在最適溫。在最適溫度條件下度

23、條件下, ,反應(yīng)速度最大。反應(yīng)速度最大。102030405060708090020406080100Temperature OCRelative Activity (%)五、激活劑對酶促反應(yīng)速度的影響五、激活劑對酶促反應(yīng)速度的影響激活劑（激活劑（activator）：）：凡是能提高酶活性、加速凡是能提高酶活性、加速酶促反應(yīng)進行的物質(zhì)。酶促反應(yīng)進行的物質(zhì)。1. 無機離子的激活作用無機離子的激活作用 包括包括金屬離子金屬離子：K+、Na+、Mg2+、Zn2+、Ca2+；陰離子陰離子：Cl-、Br - 、CN - ；氫離子氫離子 不同的離子激活不同的酶。激活劑的濃度要適不同的離子激活不同的酶。激活劑

24、的濃度要適中，過高往往有抑制作用，中，過高往往有抑制作用，150mM2. 小分子有機物的激活作用小分子有機物的激活作用 還原劑還原劑（如（如Cys、還原型谷胱甘肽）能激活某些、還原型谷胱甘肽）能激活某些活性中心含有活性中心含有-SH的酶。的酶。 金屬螯合劑金屬螯合劑（EDTA）能去除酶中重金屬離子，）能去除酶中重金屬離子，解除抑制作用。解除抑制作用。3.生物大分子的激活作用生物大分子的激活作用 蛋白激酶蛋白激酶五、抑制劑對酶促反應(yīng)速度的影響五、抑制劑對酶促反應(yīng)速度的影響 失活作用（失活作用（inactivation）：）：使酶蛋白變性而引使酶蛋白變性而引起酶活性喪失的作用。起酶活性喪失的作用。

25、 抑制作用（抑制作用（inhibition）：）：酶活性中心的結(jié)構(gòu)和酶活性中心的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)發(fā)生變化，引起酶活力下降或喪失，但并不使性質(zhì)發(fā)生變化，引起酶活力下降或喪失，但并不使酶蛋白變性的作用。酶蛋白變性的作用。 抑制劑（抑制劑（inhibitor）：）：能引起酶抑制作用的物質(zhì)。能引起酶抑制作用的物質(zhì)。 不可逆抑制不可逆抑制（irreversible inhibition）：抑制劑抑制劑與酶分子與酶分子共價鍵共價鍵結(jié)合，不能用透析或超濾的方法結(jié)合，不能用透析或超濾的方法除去抑制劑而恢復(fù)酶活。除去抑制劑而恢復(fù)酶活。抑制劑的作用類型抑制劑的作用類型： 可逆抑制可逆抑制（reversible inhi

26、bition）：抑制劑以抑制劑以非非共價鍵共價鍵與酶分子結(jié)合，一般用透析或超濾的方法可與酶分子結(jié)合，一般用透析或超濾的方法可除去而恢復(fù)酶活。可分為：除去而恢復(fù)酶活。可分為： 競爭性抑制作用競爭性抑制作用(competitive inhibition) 非競爭性抑制作用非競爭性抑制作用(noncompetitive inhibition) 抑制劑與酶反應(yīng)中心的活性基團以抑制劑與酶反應(yīng)中心的活性基團以共價形式共價形式結(jié)結(jié)合，引起酶的永久性失活。如有機磷毒劑二異丙基合，引起酶的永久性失活。如有機磷毒劑二異丙基氟磷酸酯。氟磷酸酯。 1. 不可逆抑制不可逆抑制-Ser-OH-Ser-OPO-RO-ROP

27、O-RO-ROX專一性不可逆抑制專一性不可逆抑制（二異丙基氟磷酸）（二異丙基氟磷酸）非專一性不可逆抑制非專一性不可逆抑制 抑制劑作用于酶分子中的一類或幾類基團，這些抑制劑作用于酶分子中的一類或幾類基團，這些基團中包含了必需基團，因而引起酶失活。基團中包含了必需基團，因而引起酶失活。類型：類型：2. 競爭性抑制競爭性抑制 某些抑制劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)與底物相似，因而能某些抑制劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)與底物相似，因而能與與底物競爭與酶活性中心結(jié)合底物競爭與酶活性中心結(jié)合。當(dāng)抑制劑與活性中。當(dāng)抑制劑與活性中心結(jié)合后，底物被排斥在反應(yīng)中心之外，其結(jié)果心結(jié)合后，底物被排斥在反應(yīng)中心之外，其結(jié)果是酶促反應(yīng)被抑制了。是酶促反應(yīng)

28、被抑制了。 競爭性抑制通常可以通過競爭性抑制通?？梢酝ㄟ^增大底物濃度，增大底物濃度，即提即提高底物的競爭能力來消除。高底物的競爭能力來消除。蝶呤蝶呤對氨基苯甲酸對氨基苯甲酸Glu二氫葉酸合成酶二氫葉酸合成酶二氫葉酸二氫葉酸四氫葉酸四氫葉酸嘌呤核苷酸嘌呤核苷酸二氫葉酸二氫葉酸還原酶還原酶一碳單位一碳單位磺胺類藥物磺胺類藥物磺胺類藥物的抗菌機理磺胺類藥物的抗菌機理TMP競爭性抑制動力學(xué)特點競爭性抑制動力學(xué)特點Vmax不變，不變，Km 變大變大3. 非競爭性抑制非競爭性抑制 酶可酶可同時與底物及抑制劑結(jié)合同時與底物及抑制劑結(jié)合，引起酶分子構(gòu)象，引起酶分子構(gòu)象變化，并導(dǎo)至酶活性下降。由于這類物質(zhì)并不是

29、與變化，并導(dǎo)至酶活性下降。由于這類物質(zhì)并不是與底物競爭與活性中心的結(jié)合，所以稱為非競爭性抑底物競爭與活性中心的結(jié)合，所以稱為非競爭性抑制劑。制劑。非競爭性抑制動力學(xué)特點非競爭性抑制動力學(xué)特點Km不變，不變，Vmax減小減小第八節(jié)第八節(jié) 幾種重要的酶幾種重要的酶一、別構(gòu)酶（一、別構(gòu)酶（allosteric enzyme） 是一類重要的調(diào)節(jié)酶，多為寡聚酶，包括：是一類重要的調(diào)節(jié)酶，多為寡聚酶，包括： 活性中心：活性中心：與底物結(jié)合，催化底物反應(yīng)。與底物結(jié)合，催化底物反應(yīng)。 別構(gòu)中心：別構(gòu)中心：與調(diào)節(jié)物結(jié)合，調(diào)節(jié)反應(yīng)速度。與調(diào)節(jié)物結(jié)合，調(diào)節(jié)反應(yīng)速度。別構(gòu)酶通過酶分子本身構(gòu)象變化來改變酶的活性。別構(gòu)酶

30、通過酶分子本身構(gòu)象變化來改變酶的活性。 別構(gòu)效應(yīng)別構(gòu)效應(yīng)（allosteric effect）：調(diào)節(jié)物與別構(gòu)中）：調(diào)節(jié)物與別構(gòu)中心結(jié)合后，誘導(dǎo)或穩(wěn)定住酶分子的某種構(gòu)象，使酶心結(jié)合后，誘導(dǎo)或穩(wěn)定住酶分子的某種構(gòu)象，使酶活性中心對底物的結(jié)合與催化作用受到影響，從而活性中心對底物的結(jié)合與催化作用受到影響，從而調(diào)節(jié)酶的反應(yīng)速度和代謝過程。調(diào)節(jié)酶的反應(yīng)速度和代謝過程。 別構(gòu)酶的別構(gòu)酶的反應(yīng)初速度反應(yīng)初速度與底物濃度與底物濃度不服從米氏不服從米氏方程，而是方程，而是呈呈“S”形曲形曲線。線。a-非調(diào)節(jié)酶非調(diào)節(jié)酶 b-正協(xié)同別構(gòu)酶的正協(xié)同別構(gòu)酶的S形曲線形曲線ab二、同工酶（二、同工酶（isozyme）Ex

31、ample：哺乳動物的乳酸脫氫酶（：哺乳動物的乳酸脫氫酶（LDH）有五種）有五種分子形式：分子形式： LDH1 、LDH2 、LDH3、LDH4 、LDH5 H4 、 H3M 、H2M2 、 HM3 、 M4 存在于同一種屬生物或同一個體中能催化同一種存在于同一種屬生物或同一個體中能催化同一種化學(xué)反應(yīng)，但酶分子的結(jié)構(gòu)及理化性質(zhì)和生化特性化學(xué)反應(yīng)，但酶分子的結(jié)構(gòu)及理化性質(zhì)和生化特性（Km、電泳行為等）存在明顯差異的一組酶。、電泳行為等）存在明顯差異的一組酶。三、核酶（三、核酶（ribozyme） 具有生物催化活性的核酸。具有生物催化活性的核酸。1. 名詞解釋名詞解釋 單體酶單體酶 / 寡聚酶寡聚

32、酶 / 多酶復(fù)合體多酶復(fù)合體 ; 單純酶單純酶 / 結(jié)合酶結(jié)合酶 / 全酶全酶 / 輔輔因子因子 ; 酶活性中心酶活性中心 / 必需基團必需基團 ; 變構(gòu)酶變構(gòu)酶 / 變構(gòu)效應(yīng)變構(gòu)效應(yīng) / 同工酶同工酶2.請以曲線簡圖表示并簡要說明符合米氏動力學(xué)酶促反應(yīng)中：請以曲線簡圖表示并簡要說明符合米氏動力學(xué)酶促反應(yīng)中：酶濃度、底物濃度、酶濃度、底物濃度、pH、溫度、競爭和非競爭性抑制劑對、溫度、競爭和非競爭性抑制劑對酶反應(yīng)速度的影響。酶反應(yīng)速度的影響。 4. 列舉列舉6大酶類大酶類 3.3. 寫出米氏方程，并說明每個符合所代表的含義。寫出米氏方程，并說明每個符合所代表的含義。計算：計算：當(dāng)?shù)孜餄舛鹊扔诋?dāng)

33、底物濃度等于3 3倍倍KmKm時，反應(yīng)速度等于最大反應(yīng)速時，反應(yīng)速度等于最大反應(yīng)速度的百分數(shù)（度的百分數(shù)（% %）為？）為？ 5. 使用下表數(shù)據(jù)，作圖判斷抑制劑類型（競爭性還是非競使用下表數(shù)據(jù)，作圖判斷抑制劑類型（競爭性還是非競爭性可逆抑制劑）？爭性可逆抑制劑）？ S mmol/L 2.0 3.0 4.0 10.0 15.0每小時形成產(chǎn)物的量 （mol） 13.9 17.9 21.3 31.3 37.0（沒有抑制劑） 每小時形成產(chǎn)物的量（mol） 8.8 12.1 14.9 25.7 31.3（有抑制劑） 2.請以曲線簡圖表示并簡要說明符合米氏動力學(xué)酶促反應(yīng)中：請以曲線簡圖表示并簡要說明符合米

34、氏動力學(xué)酶促反應(yīng)中：酶濃度、底物濃度、酶濃度、底物濃度、pH、溫度、競爭和非競爭性抑制劑對、溫度、競爭和非競爭性抑制劑對酶反應(yīng)速度的影響。酶反應(yīng)速度的影響。 1. 使用下表數(shù)據(jù)，作圖判斷抑制劑類型（競爭性還是非競使用下表數(shù)據(jù)，作圖判斷抑制劑類型（競爭性還是非競爭性可逆抑制劑）？爭性可逆抑制劑）？ S mmol/L 2.0 3.0 4.0 10.0 15.0每小時形成產(chǎn)物的量每小時形成產(chǎn)物的量 （mol） 13.9 17.9 21.3 31.3 37.0（沒有抑制劑）（沒有抑制劑） 每小時形成產(chǎn)物的量（每小時形成產(chǎn)物的量（mol） 8.8 12.1 14.9 25.7 31.3（有抑制劑）（有抑制劑）