1、中職生物化學(xué)第三章酶中職生物化學(xué)第三章酶一、酶的概念酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生的能夠在體內(nèi)外起催化作用的生物催化劑。絕大多數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)。酶所催化的化學(xué)反應(yīng)稱為酶促反應(yīng)。酶促反應(yīng)中S為底物，P為產(chǎn)物，酶本身用E表示，所以酶促反應(yīng)表示為 S PE一、酶的概念酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生的能夠在體內(nèi)外起催化作用的生物催幾個有關(guān)名詞底物(substrate, S)：酶作用的物質(zhì)。 產(chǎn)物(product, P)：反應(yīng)生成的物質(zhì)。酶促反應(yīng)：酶催化的反應(yīng)。酶活性：酶催化化學(xué)反應(yīng)的能力。幾個有關(guān)名詞底物(substrate, S)：酶作用的物質(zhì)。 二、酶促反應(yīng)的特點1 酶的催化效率高 酶的催化效率通常比非催化反應(yīng)高108

2、1020倍，比一般催化劑高1071013倍。 2 酶的高度專一性 一種酶僅作用于一種或一類化合物，或一定的化學(xué)鍵，催化一定的化學(xué)反應(yīng)并生成一定的產(chǎn)物。酶的這種選擇性稱為酶的特異性或?qū)Ｒ恍?3 酶活性的不穩(wěn)定性 絕大多數(shù)的酶是蛋白質(zhì)，會受到理化因素的影響而變性失活。所以酶反應(yīng)時要求一定PH、溫度等條件。 二、酶促反應(yīng)的特點1 酶的催化效率高 三、 酶的結(jié)構(gòu)和功能 結(jié)合酶 單純酶 酶蛋白 輔助因子全酶決定反應(yīng)的特異性決定反應(yīng)的種類與性質(zhì)（一）、酶的分子組成 完全由氨基酸組成 三、 酶的結(jié)構(gòu)和功能 單純酶 酶蛋白 輔助因子全酶輔助因子按其與酶蛋白結(jié)合的緊密程度分為 輔酶 (coenzyme):與酶蛋

3、白結(jié)合疏松，可用透析或超濾的方法除去。 輔基 (prosthetic group):與酶蛋白結(jié)合緊密，不能用透析或超濾的方法除去。輔助因子按其與酶蛋白結(jié)合的緊密程度分為 輔酶 (coenz輔助因子的作用決定酶促反應(yīng)的性質(zhì)，在反應(yīng)中傳遞電子、質(zhì)子或一些基團(tuán)的作用。輔助因子 金屬離子小分子有機(jī)化合物酶蛋白的作用 決定酶的專一性。輔助因子的作用輔助因子 （二）、酶的活性中心必需基團(tuán)酶分子中，一些與酶活性密切相關(guān)的基團(tuán)。酶的活性中心指必需基團(tuán)在空間結(jié)構(gòu)上彼此靠近，組成具有特定空間結(jié)構(gòu)的區(qū)域，能與底物特異結(jié)合并將底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物。（二）、酶的活性中心必需基團(tuán)酶的活性中心指必需基團(tuán)在空間結(jié)構(gòu)活性中心內(nèi)的必需

4、基團(tuán)結(jié)合基團(tuán)(binding group)與底物相結(jié)合催化基團(tuán)(catalytic group)催化底物轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物 維持酶活性中心應(yīng)有的空間構(gòu)象所必需。活性中心外的必需基團(tuán)活性中心內(nèi)的必需基團(tuán)結(jié)合基團(tuán)催化基團(tuán)維持酶活性中心應(yīng)有的空間底 物 活性中心以外的必需基團(tuán)結(jié)合基團(tuán)催化基團(tuán) 活性中心 底 物 活性中心以外的必需基團(tuán)結(jié)合基團(tuán)催化基團(tuán) 活性中心 （ 三）、酶 原 的 激 活 一些酶在細(xì)胞內(nèi)合成和分泌時，沒有催化活性。這個不具活性的蛋白質(zhì)稱為酶原。在合適的條件和特定部位，無活性的酶原轉(zhuǎn)變?yōu)橛谢钚缘拿福@個過程稱為酶原的激活。 其本質(zhì)是酶的活性中心形成或暴露的過程。實例：消化系統(tǒng)蛋白酶原的激活 （

5、 三）、酶 原 的 激 活 一些酶在細(xì)胞內(nèi)合胰蛋白酶原胰蛋白酶六肽腸激酶活性中心胰蛋白酶原的激活示意圖胰蛋白酶原胰蛋白酶六肽腸激酶活性中心胰蛋白酶原的激活示意圖酶原以及酶原激活的生理意義一、保護(hù)組織器官本身不受酶的水解破壞。二、使酶到達(dá)特定部位發(fā)揮生理作用。酶原以及酶原激活的生理意義一、保護(hù)組織器官本身不受酶的水解破（四）、酶的多種分子形式同工酶 概念：存在于同一種屬或不同種屬，同一個體的不同組織或同一組織、同一細(xì)胞，具有不同分子形式但卻能催化相同的化學(xué)反應(yīng)的一組酶，稱之為同工酶（isoenzyme）。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)很有限的500多種，乳酸脫氫酶是其中研究的最多的同工酶。 在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用 體內(nèi)同工酶

6、的變化，可看作機(jī)體組織損傷，或遺傳缺陷，或腫瘤分化的的分子標(biāo)志。如乳酸脫氫酶（LDH）有骨骼肌型（M）和心肌型（H）兩種亞基按不同比例組成的四聚體，存在五種LDH形式，即H4（LDH1）等五種，若LDH1高于正常值則可能患有心肌梗死，若LDH5高于正常值則可能患有肝臟疾病。：（四）、酶的多種分子形式同工酶 概念：存在于第二節(jié)、 影響酶促反應(yīng)速度的因素 1、酶濃度 2、底物濃度 3、pH 4、 溫度 5、激活劑 6、抑制劑第二節(jié)、 影響酶促反應(yīng)速度的因素 1、酶濃度一、酶濃度對反應(yīng)速度的影響反應(yīng)速度與酶濃度成正比。0 V E 一、酶濃度對反應(yīng)速度的影響反應(yīng)速度與酶濃度成正比。0 V 二、底物濃度

7、對反應(yīng)速度的影響矩形雙曲線二、底物濃度對反應(yīng)速度的影響矩形雙曲線三、pH對酶反應(yīng)速度的影響過酸過堿導(dǎo)致酶蛋白變性影響底物分子解離狀態(tài)影響酶分子解離狀態(tài)影響酶的活性中心構(gòu)象pH最適 pHv三、pH對酶反應(yīng)速度的影響過酸過堿導(dǎo)致酶蛋白變性pH最適 四、溫度與酶反應(yīng)速度的關(guān)系 在達(dá)到最適溫度以前，反應(yīng)速度隨溫度升高而加快 酶是蛋白質(zhì)，其變性速度亦隨溫度上升而加快 酶的最適溫度不是一個固定不變的常數(shù)v溫度最適溫度四、溫度與酶反應(yīng)速度的關(guān)系 在達(dá)到最適溫度以前，反應(yīng)速度隨五、激活劑對酶作用的影響類別 金屬離子：K+、Na+、 Mg2+、Cu2+、Mn2+、Zn2+、Se3+ 、 Co2+、Fe2+ 陰離

8、子： Cl-、Br- 有機(jī)分子 還原劑：抗壞血酸、半胱氨酸、谷胱甘肽 金屬螯合劑：EDTA凡是能提高酶活性的物質(zhì)，稱為酶的激活劑五、激活劑對酶作用的影響類別凡是能提高酶活性的物質(zhì)，稱為酶的 六、抑制劑對酶作用的影響 凡是能降低酶活性但不能使酶變性的物質(zhì)，叫酶的抑制劑（inhibitor） 。 類型：可逆抑制劑 不可逆抑制劑 應(yīng)用：研制殺蟲劑、藥物 研究酶的作用機(jī)理，確定代謝途徑 六、抑制劑對酶作用的影響 凡是能降低酶抑制劑類型和特點 競爭性抑制劑可逆抑制劑 非競爭性抑制劑 不可逆抑制劑 抑制劑類型和特點 (一) 不可逆性抑制作用* 概念抑制劑通常以共價鍵與酶活性中心的必需基團(tuán)相結(jié)合，使酶失活，

9、不能用透析、超濾等方法予以除去。 * 舉例有機(jī)磷化合物 羥基酶解毒 - - - 解磷定(PAM)重金屬離子及砷化合物 巰基酶解毒 - - - 二巰基丙醇(BAL) (一) 不可逆性抑制作用* 概念失活的酶二疏基丙醇巰基酶BAL與砷劑結(jié)合物失活的酶二疏基丙醇巰基酶BAL與砷劑結(jié)合物（二） 可逆性抑制作用* 概念抑制劑以非共價鍵與酶或酶-底物復(fù)合物可逆性結(jié)合，使酶的活性降低或喪失；抑制劑可用透析、超濾等方法除去。競爭性抑制非競爭性抑制 * 類型（二） 可逆性抑制作用* 概念競爭性抑制* 類型+IEIESP+ EE+S競爭性抑制作用 實例：磺胺藥物的藥用機(jī)理H2N- -SO2NH2對氨基苯磺酰胺 IH2N- -COOH對氨基苯甲酸 S對氨基苯甲酸谷氨酸蝶呤葉酸+EIESP+ EE+S競爭性