一、酶的概念與特點(diǎn)酶(enzyme)是生物細(xì)胞產(chǎn)生的、具有催化能力的生物催化劑。定義：酶是生物體內(nèi)進(jìn)行新陳代謝不可缺少的、受多種因素調(diào)節(jié)控制的具有催化能力的生物催化劑。酶具有一般催化劑的特征：1.只能進(jìn)行熱力學(xué)上允許進(jìn)行的反應(yīng)；2.可以縮短化學(xué)反應(yīng)到達(dá)平衡的時(shí)間，而不改變反應(yīng)的平衡點(diǎn)；3.通過降低活化能加快化學(xué)反應(yīng)速度。一、酶的概念與特點(diǎn)酶(enzyme)是生物細(xì)胞產(chǎn)生的、具有催12.專一性：酶對(duì)底物具有嚴(yán)格的選擇性。3.敏感性：對(duì)環(huán)境條件極為敏感。4.可調(diào)性：酶活性的調(diào)節(jié)和酶合成速度的調(diào)節(jié)。酶的催化特點(diǎn)：1.高效性：通常要高出非生物催化劑催化活性的106~1013倍。2H2O22H2O+O21mol過氧化氫酶5×106molH2O21mol離子鐵6×10-4molH2O22.專一性：酶對(duì)底物具有嚴(yán)格的選擇性。3.敏感性：對(duì)環(huán)境條件2二、酶的分類與命名1961年國(guó)際酶學(xué)委員會(huì)（EnzymeCommittee,EC）根據(jù)酶所催化的反應(yīng)類型和機(jī)理，把酶分成6大類：1.氧化還原酶類(oxidoreductases)2.轉(zhuǎn)移酶類

(transferases)3.水解酶類

(hydrolases)4.裂合酶類

(lyases)5.異構(gòu)酶類(isomerases)6.合成酶類

(ligases,synthetases)楊轉(zhuǎn)水，裂亦蓮氧轉(zhuǎn)水，裂異連二、酶的分類與命名1961年國(guó)際酶學(xué)委員會(huì)（EnzymeC3根據(jù)酶催化反應(yīng)類型和機(jī)制把酶分六大類：(1)氧化還原酶類：催化氧化還原反應(yīng)。

AH2+BA+BH2(2)轉(zhuǎn)移酶類：催化分子基團(tuán)從一個(gè)分子轉(zhuǎn)移到另一個(gè)分子的反應(yīng)。

A-R+BA+B-R(3)水解酶類：催化加水分解的反應(yīng)。

A-B+HOHAOH+BH根據(jù)酶催化反應(yīng)類型和機(jī)制把酶分六大類：4(4)裂合酶類：雙鍵上去除或加入一個(gè)基團(tuán)的反應(yīng)。

反應(yīng)通式為：ABA+B(5)異構(gòu)酶類：催化分子間重排的有關(guān)反應(yīng)。

反應(yīng)通式為：AB(6)連接酶類：催化把兩個(gè)分子連接在一起，并由

ATP提供能量的反應(yīng)。

A+B+ATPAB+ADP+磷酸，或AMP+焦磷酸根據(jù)酶催化反應(yīng)的具體性質(zhì)進(jìn)一步分成亞類和次亞類。(4)裂合酶類：雙鍵上去除或加入一個(gè)基團(tuán)的反應(yīng)。5乳酸脫氫酶

EC1.1.1.27第1大類，氧化還原酶第1亞類，氧化基團(tuán)CHOH第1亞亞類，H受體為NAD+該酶在亞亞類中的流水編號(hào)國(guó)際系統(tǒng)分類法及編號(hào)（EC編號(hào)）每一個(gè)酶的編號(hào)由4個(gè)數(shù)字組成，中間以“·”隔開。第一個(gè)數(shù)字表示大類，第二個(gè)數(shù)字表示亞類，第三個(gè)表示亞-亞類，第四個(gè)數(shù)字表示在亞-亞中的編號(hào)。乳酸脫氫酶EC1.1.1.6酶的命名有兩種方法：系統(tǒng)名、慣用名。系統(tǒng)名：包括所有底物的名稱和反應(yīng)類型。乳酸+NAD+丙酮酸+NADH+H+乳酸：NAD+氧化還原酶慣用名：只取一個(gè)較重要的底物名稱和反應(yīng)類型。乳酸：NAD+氧化還原酶乳酸脫氫酶對(duì)于催化水解反應(yīng)的酶一般在酶的名稱上省去反應(yīng)類型。酶的命名有兩種方法：系統(tǒng)名、慣用名。系統(tǒng)名：包括所有底物的名7當(dāng)丙酮酸濃度較低時(shí)，代謝走哪條途徑?jīng)Q定于Km最小的酶。通過結(jié)合底物為反應(yīng)定向。（五）pH對(duì)酶作用的影響溫度對(duì)酶活力影響有以下兩方面：一方面________________，另一方面?！艽呋嗤幕瘜W(xué)反應(yīng)，但在蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)和免疫性能等方面都存在明顯差異的一組酶。Km和Vmax的求解方法酶(enzyme)是生物細(xì)胞產(chǎn)生的、具有催化能力的生物催化劑。在底物濃度低時(shí)，Km＞＞[S]，v=———=k[S]；25mg/2ml=0.“張力”與“形變”：酶與底物的結(jié)合，不僅酶分子發(fā)生構(gòu)象變化，同樣底物分子也會(huì)發(fā)生扭曲變形，使底物分子的某些鍵的鍵能減弱，產(chǎn)生鍵扭曲，降低了反應(yīng)活化能。1926年首次從刀豆制備出脲酶結(jié)晶，證明其為蛋白質(zhì)，并提出酶的本質(zhì)就是蛋白質(zhì)的觀點(diǎn)。Vmax不變，Km變大在特定條件下，1分鐘內(nèi)能轉(zhuǎn)化1umol底物的酶量，稱一個(gè)國(guó)際單位（IU），即：張力效應(yīng)（strain）比活：(1500/60×1ml/0.競(jìng)爭(zhēng)性非競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用機(jī)理示意圖異構(gòu)酶類(isomerases)酶分離純化的三個(gè)基本步驟：抽提，純化，結(jié)晶或制劑。酶只對(duì)其作用的鍵有要求，而對(duì)鍵兩側(cè)基因無特殊要求。三、酶的化學(xué)本質(zhì)與組成（一）大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)1926年首次從刀豆制備出脲酶結(jié)晶，證明其為蛋白質(zhì)，并提出酶的本質(zhì)就是蛋白質(zhì)的觀點(diǎn)。酶是蛋白質(zhì)的證據(jù)。水解產(chǎn)物；變性；兩性電解質(zhì)；膠體性質(zhì)；呈色反應(yīng)。1982年T.Cech發(fā)現(xiàn)了第1個(gè)有催化活性的天然RNA——ribozyme（核酶），以后Altman和Pace等又陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了真正的RNA催化劑。核酶的發(fā)現(xiàn)不僅表明酶不一定都是蛋白質(zhì)，還促進(jìn)了有關(guān)生命起源、生物進(jìn)化等問題的進(jìn)一步探討。當(dāng)丙酮酸濃度較低時(shí)，代謝走哪條途徑?jīng)Q定于Km最小的酶。三、酶8（二）酶的化學(xué)組成（蛋白類酶）1.單純酶（簡(jiǎn)單蛋白質(zhì)）2.結(jié)合酶（結(jié)合蛋白質(zhì)）

全酶(holoenzyme）=酶蛋白+輔因子脫輔基酶蛋白輔酶或輔基有含義決定酶反應(yīng)的專一性及催化的高效率主要作用是作為電子、原子或某些基團(tuán)的載體參與反應(yīng)并促進(jìn)整個(gè)催化過程。（二）酶的化學(xué)組成（蛋白類酶）1.單純酶（簡(jiǎn)單蛋白質(zhì)）脫輔基9酶的輔因子無機(jī)金屬元素小分子的有機(jī)物近1/3的酶需金屬離子作為輔助成分。金屬酶金屬激活酶酶的輔因子無機(jī)金屬元素10“三點(diǎn)結(jié)合”的催化理論在特定條件下，1分鐘內(nèi)能轉(zhuǎn)化1umol底物的酶量，稱一個(gè)國(guó)際單位（IU），即：首先認(rèn)識(shí)酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，同一般蛋白質(zhì)有共同之處，也有不同之處。當(dāng)[Et]=[ES]時(shí)，——凡能提高酶活力的物質(zhì)都是酶的激活劑。通常用Lineweaver-Burk作圖法（雙倒數(shù)作圖法）1IU=1μmol/min根據(jù)帶電性質(zhì)（離子交換層析法、電泳分離法、等電聚焦層析法）；E.反饋抑制：在代謝過程中局部反應(yīng)產(chǎn)物對(duì)催化該反應(yīng)的酶所起的抑制作用。抑制劑是與酶的活性中心以外的必需基團(tuán)結(jié)合而起作用的；植物和微生物體內(nèi)的酶：4.∵Km=（k2+k3)/k1激活劑的濃度要適中，過高往往有抑制作用，1~50mM底物濃度對(duì)酶反應(yīng)速度的影響在特定條件下，1分鐘內(nèi)能轉(zhuǎn)化1umol底物的酶量，稱一個(gè)國(guó)際單位（IU），即：表現(xiàn)出酶最大活力的pH值溫度升高，可使反應(yīng)速率加快（2）從Km可判斷酶的專一性和天然底物。A.琥珀酸脫氫酶的競(jìng)爭(zhēng)性抑制即[S]=9Km（三）酶的類型1.單體酶（monomericenzyme)：由一條或多條共價(jià)相連的肽鏈組成的酶分子。單體酶種類較少，一般多催化水解反應(yīng)。2.寡聚酶(oligomericenzyme)：由兩個(gè)或兩個(gè)以上亞基組成的酶，亞基可以相同或不同，一般是偶數(shù)，亞基間以非共價(jià)鍵結(jié)合。大多數(shù)寡聚酶是胞內(nèi)酶，而胞外酶一般是單體酶。3.多酶復(fù)合物(multienzymesystem)：幾個(gè)酶嵌合而成的復(fù)合物。這些酶催化將底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的一系列順序反應(yīng)?！叭c(diǎn)結(jié)合”的催化理論（三）酶的類型1.單體酶（monome11多酶復(fù)合體例如：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系（E.coli）：丙酮酸脫氫酶（EⅠ）、硫辛酰轉(zhuǎn)乙酰酶（EⅡ）和二氫硫辛酰脫氫酶（EⅢ）。EⅠEⅡEⅢ堿性EⅠEⅡEⅢ+EⅡEⅢ+脲多酶復(fù)合體EⅠEⅡEⅢ堿性EⅠEⅡEⅢ+EⅡEⅢ+脲121.全酶由________________和________________組成，在催化反應(yīng)時(shí)，二者所起的作用不同，其中________________決定酶的專一性和高效率，________________起傳遞電子、原子或化學(xué)基團(tuán)的作用。2.輔助因子包括________________，________________和________________等。其中________________與酶蛋白結(jié)合緊密，需要________________除去，________________與酶蛋白結(jié)合疏松，可用________________除去。3.酶是由________________產(chǎn)生的，具有催化能力的________________。酶蛋白輔因子酶蛋白輔因子金屬離子輔基輔酶透析法生物催化劑活細(xì)胞輔酶化學(xué)方法處理輔基1.全酶由________________和________137.根據(jù)國(guó)際系統(tǒng)分類法，所有的酶按所催化的化學(xué)反應(yīng)的性質(zhì)可以分為六大類________________，________________，________________，________________，________________和________________。8.按國(guó)際酶學(xué)委員會(huì)的規(guī)定，每一種酶都有一個(gè)唯一的編號(hào)。醇脫氫酶的編號(hào)是，EC代表________________，4個(gè)數(shù)字分別代表________________，_____________，_____________和

。水解酶轉(zhuǎn)移酶裂解酶異構(gòu)酶合成酶氧化還原酶酶學(xué)委員會(huì)此酶所屬的大類為氧化還原酶類此大類中的某一亞類作用于－CHOH基團(tuán)亞類中某一亞亞類受體為NAD+或NADP+此酶在此亞亞類中的順序號(hào)為17.根據(jù)國(guó)際系統(tǒng)分類法，所有的酶按所催化的化學(xué)反應(yīng)的性質(zhì)可以14寫出催化下列反應(yīng)的酶的分類名稱(類型)合成酶類異構(gòu)酶類氧化還原酶類水解酶類轉(zhuǎn)移酶類裂合酶類寫出催化下列反應(yīng)的酶的分類名稱(類型)合成酶類異構(gòu)酶類氧化還15四、酶的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系（一）活性部位和必需基團(tuán)必需基團(tuán)：這些基團(tuán)若經(jīng)化學(xué)修飾使其改變，則酶的活性喪失?；钚圆课唬好阜肿又兄苯优c底物結(jié)合，并和酶催化作用直接有關(guān)的部位。必需基團(tuán)活性部位維持酶的空間結(jié)構(gòu)結(jié)合基團(tuán)催化基團(tuán)專一性催化性質(zhì)四、酶的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系（一）活性部位和必需基團(tuán)必需基團(tuán)：這16酶的結(jié)構(gòu)1．結(jié)合部位（Bindingsite）酶分子中與底物結(jié)合的部位或區(qū)域一般稱為結(jié)合部位。酶的結(jié)構(gòu)1．結(jié)合部位（Bindingsite）17氫鍵氫鍵18通常將酶的結(jié)合部位和催化部位總稱為酶的活性部位或活性中心結(jié)合部位決定酶的專一性催化部位決定酶所催化反應(yīng)的性質(zhì)2．催化部位（catalyticsite）酶分子中促使底物發(fā)生化學(xué)變化的部位稱為催化部位通常將酶的結(jié)合部位和催化部位總稱為酶的活性部位或活性中心2．19酶課件精美版20酶課件精美版21抑制作用失活作用。Km≈k2/k1=ks酶是由________________產(chǎn)生的，具有催化能力的________________。植物和微生物體內(nèi)的酶：4.酶和一般催化劑的作用就是降低化學(xué)反應(yīng)所需的活化能，從而使活化分子數(shù)增多，反應(yīng)速度加快。1926年首次從刀豆制備出脲酶結(jié)晶，證明其為蛋白質(zhì)，并提出酶的本質(zhì)就是蛋白質(zhì)的觀點(diǎn)。蛋白質(zhì)中起酸或堿催化的功能基團(tuán)有氨基、羧基、咪唑基、巰基和酚基。酶的純化鑒定：聚丙烯酰胺凝膠電泳法、等電聚焦電泳法B.②當(dāng)[s]＝Km時(shí)，V＝1/2Vmax;在組織細(xì)胞中，某些酶以酶原的形式存在，可保護(hù)分泌這種酶的組織細(xì)胞不被水解破壞。（1）Km’=Km.比活力（U/mg）6/204/103/52/2產(chǎn)率%（回收率）=——————×100（2）質(zhì)子傳遞的速度。慣用名：只取一個(gè)較重要的底物名稱和反應(yīng)類型。酶的命名有兩種方法：系統(tǒng)名、慣用名。高效性：通常要高出非生物催化劑催化活性的106~1013倍。pH影響酶活力的原因可能有以下幾方面：(1)影響________________，(2)影響________________，(3)影響________________。用中間產(chǎn)物學(xué)說解釋底物濃度與反應(yīng)速度關(guān)系曲線的二相現(xiàn)象：關(guān)于酶作用專一性提出的假說有________________，________________和________________________等幾種。這個(gè)過程實(shí)質(zhì)上是酶活性部位形成和暴露的過程。親核性基團(tuán)：絲氨酸的羥基半胱氨酸的巰基組氨酸的咪唑基常見酶活性中心的基團(tuán)抑制作用失活作用。親核性基團(tuán)：常見酶活性中心的基團(tuán)22酸堿性基團(tuán)：天冬氨酸和谷氨酸的羧基賴氨酸的氨基酪氨酸的酚羥基組氨酸的咪唑基半胱氨酸的巰基酸堿性基團(tuán)：233．調(diào)控部位（Regulatorysite）酶分子中存在著一些可以與其他分子發(fā)生某種程度的結(jié)合的部位，從而引起酶分子空間構(gòu)象的變化，對(duì)酶起激活或抑制作用。假底物3．調(diào)控部位（Regulatorysite）假底物24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25（二）酶原的激活沒有活性的酶的前體稱為酶原。酶原轉(zhuǎn)變成有活性的酶的過程稱為酶原的激活。這個(gè)過程實(shí)質(zhì)上是酶活性部位形成和暴露的過程。在組織細(xì)胞中，某些酶以酶原的形式存在，可保護(hù)分泌這種酶的組織細(xì)胞不被水解破壞。（三）同工酶(isoenzyme)——能催化相同的化學(xué)反應(yīng)，但在蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)和免疫性能等方面都存在明顯差異的一組酶。乳酸脫氫酶（LDH）MHMMMMM4HMMMM3HMMHHM2H2MHHHMH3HHHHH4哺乳動(dòng)物乳酸脫氫酶有5種（二）酶原的激活沒有活性的酶的前體稱為酶原。酶原轉(zhuǎn)變成有活性26賴?yán)i天天天天甘異賴?yán)i天天天天纈組絲SSSS46183甘異纈組絲SSSS腸激酶胰蛋白酶活性中心胰蛋白酶原的激活過程賴?yán)i天天天天甘異賴?yán)i天天天天纈組絲SSSS46183甘異纈組27酶原的激活

胰蛋白酶原

腸激酶胰凝乳蛋白酶原彈性蛋白酶原

胰蛋白酶

胰凝乳蛋白酶彈性蛋白酶

羧肽酶原羧肽酶酶原的激活28五、酶的專一性酶作用的專一性結(jié)構(gòu)專一性立體異構(gòu)專一性鍵專一性絕對(duì)專一性族（基團(tuán)）專一性旋光異構(gòu)專一性幾何異構(gòu)專一性（一）酶專一性的類型五、酶的專一性酶作用的專一性結(jié)構(gòu)專一性立體異構(gòu)專一性鍵專一性29RCOO-+ROH+H+′酯酶：R—C—O—R′+H2OO1、鍵專一性（對(duì)底物結(jié)構(gòu)要求最低）結(jié)構(gòu)專一性酶只對(duì)其作用的鍵有要求，而對(duì)鍵兩側(cè)基因無特殊要求。如：酯酶可催化酯鍵水解，R—CO—OR’，對(duì)R和R’無要求，但不同底物水解速度不同。RCOO-+ROH+H+′酯酶：R—C—O—R′+30OCH2OHOHOHOH15α-葡萄糖苷酶OR+H2OOCH2OHOHOHOHOH15+ROH以上1、2兩類稱為相對(duì)專一性2、族（基團(tuán)）專一性GroupSpecificity酶不僅對(duì)鍵有要求，還對(duì)鍵一端的基團(tuán)有要求，但對(duì)另一端基團(tuán)要求不嚴(yán)格。如：α—D—Glc苷酶，不僅要求作用的鍵是α—糖苷鍵，且要求此鍵一端必須是Glc殘基，對(duì)此鍵另一端基團(tuán)無要求，如此酶可水解蔗糖和麥芽糖。OCH2OHOHOHOH15α-葡萄糖苷酶OR+H2OOCH31脲酶：H2N—C—NH2+H2OO2NH3+CO23、絕對(duì)專一性酶只能作用于一個(gè)底物，或只催化一個(gè)反應(yīng)。如：大麥芽中的麥芽糖酶只作用于麥芽糖，脲酶只催化尿素水解。脲酶：H2N—C—NH2+H2OO2NH3+CO2332順式反式異構(gòu)體。如：反丁烯二酸水化酶只催化反丁烯二酸生成蘋果酸，對(duì)順丁烯二酸無作用。立體化學(xué)專一性還表現(xiàn)在酶能區(qū)分從有機(jī)化學(xué)觀點(diǎn)看屬于對(duì)稱分子中的兩個(gè)等同的基團(tuán)，只催化其中一個(gè)，而對(duì)另一個(gè)無作用。例如：甘油在甘油激酶的催化下只有一個(gè)CH2OH基能被磷酸化。立體異構(gòu)專一性1、旋光異構(gòu)專一性當(dāng)?shù)孜锞哂行猱悩?gòu)體時(shí)，酶只能作用于其中的一種異構(gòu)體，它是酶促反應(yīng)中相當(dāng)普遍的現(xiàn)象。如：Glu脫氫酶只作用L—Glu，乳酸脫氫酶只作用L—乳酸。2、幾何異構(gòu)專一性順式反式異構(gòu)體。立體異構(gòu)專一性1、旋光異構(gòu)專一性當(dāng)?shù)孜锞哂行?3酶是由________________產(chǎn)生的，具有催化能力的________________。抑制劑與酶結(jié)合成極穩(wěn)定的絡(luò)合物，從而減低或破壞酶的活性。近1/3的酶需金屬離子作為輔助成分。[]競(jìng)爭(zhēng)性可逆抑制劑抑制程度與下列哪種因素?zé)o關(guān)？當(dāng)[Et]=[ES]時(shí)，只能進(jìn)行熱力學(xué)上允許進(jìn)行的反應(yīng)；從結(jié)構(gòu)上與一般蛋白質(zhì)的共同點(diǎn)去理解酶的理化性質(zhì)；通過結(jié)合底物為反應(yīng)定向。由于酶蛋白變性而引起酶活力喪失的作用。1IU=1μmol/min溫度對(duì)酶活力影響有以下兩方面：一方面________________，另一方面。最適溫度：在一定條件下，每一種酶在某一定溫度，其活力最大。舉例：一個(gè)酶的分離純化分為4步。最適溫度：在一定條件下，每一種酶在某一定溫度，其活力最大。(5)異構(gòu)酶類：催化分子間重排的有關(guān)反應(yīng)。度加快（60℃以上）。溫度過高，會(huì)使酶蛋白變性而失活米氏常數(shù)（Km）是與反應(yīng)系統(tǒng)的酶濃度無關(guān)的一個(gè)常數(shù)。輔酶與酶蛋白的結(jié)合不緊密，可以用透析的方法除去。一個(gè)酶作用于多種底物時(shí)，其最適底物的Km值應(yīng)該是最小。脲酶只作用于尿素，而不作用于其他任何底物，因此它具有________________專一性；Vmax不變，Km變大34(二)酶作用專一性的假說1.鎖鑰學(xué)說(lockandkeyhypothesis)：1894年Fisher提出認(rèn)為整個(gè)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)合如同一把鑰匙對(duì)一把鎖一樣酶是由________________產(chǎn)生的，具有催化能力的352.誘導(dǎo)鍥合學(xué)說（induced–fithypothesis):1958年Koshland提出酶活性中心的結(jié)構(gòu)有一定的柔性，當(dāng)?shù)孜铮せ顒┗蛞种苿┡c酶分子結(jié)合時(shí)，酶蛋白的構(gòu)象發(fā)生了有利于與底物結(jié)合的變化，使反應(yīng)所需的催化基團(tuán)和結(jié)合基團(tuán)正確地排列和定向，轉(zhuǎn)入有效的作用位置，這樣才能使酶與底物完全吻合，結(jié)合成中間產(chǎn)物。352.誘導(dǎo)鍥合學(xué)說（induced–fithypoth3.“三點(diǎn)結(jié)合”的催化理論認(rèn)為酶與底物的結(jié)合處至少有三個(gè)點(diǎn)，而且只有一種情況是完全結(jié)合的形式。只有這種情況下，不對(duì)稱催化作用才能實(shí)現(xiàn)。3.“三點(diǎn)結(jié)合”的催化理論認(rèn)為酶與底物的結(jié)合處至少有三個(gè)點(diǎn)，3637通過對(duì)酶結(jié)構(gòu)與功能的研究，確信酶與底物作用的專一性是由于酶與底物分子的結(jié)構(gòu)互補(bǔ)，誘導(dǎo)契合，通過分子的相互識(shí)別而產(chǎn)生的。37通過對(duì)酶結(jié)構(gòu)與功能的研究，確信酶與底物作用的六、酶的作用機(jī)制（一）酶的催化作用與分子活化能ΔG=ΔH-TΔS（ΔG是總自由能的變化，ΔH

是總熱能的變化，ΔS是熵的變化）活化能：分子由常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榛罨癄顟B(tài)所需的能量。是指在一定溫度下，1mol反應(yīng)物全部進(jìn)入活化狀態(tài)所需的自由能?；瘜W(xué)反應(yīng)自由能方程式六、酶的作用機(jī)制（一）酶的催化作用與分子活化能ΔG=ΔH38促使化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的途徑：用加熱或光照給反應(yīng)體系提供能量。使用催化劑降低反應(yīng)活化能。酶和一般催化劑的作用就是降低化學(xué)反應(yīng)所需的活化能，從而使活化分子數(shù)增多，反應(yīng)速度加快。（二）中間產(chǎn)物學(xué)說E+SESE+P中間產(chǎn)物存在的證據(jù)：1.同位素32P標(biāo)記底物法（磷酸化酶與葡萄糖結(jié)合）；2.吸收光譜法（過氧化物酶與過氧化氫結(jié)合）。促使化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的途徑：酶和一般催化劑的作用就是降低化學(xué)反應(yīng)39（三）酶與反應(yīng)的過渡態(tài)互補(bǔ)酶與底物的過渡態(tài)互補(bǔ)，親合力最強(qiáng)，釋放出結(jié)合能使ES的過渡態(tài)能級(jí)降低，有利于底物分子跨越能壘，加速酶促反應(yīng)速度。（四）抗體酶（abzyme）——即是抗體又具有催化功能的蛋白質(zhì)，是具有催化活性的抗體。利用酶反應(yīng)過渡態(tài)類似物產(chǎn)生的抗體分子，同時(shí)具有酶的催化活性，本質(zhì)是具有催化活力的免疫球蛋白，是抗體高度選擇性與酶的高度催化能力巧妙結(jié)合的產(chǎn)物。（三）酶與反應(yīng)的過渡態(tài)互補(bǔ)酶與底物的過渡態(tài)互補(bǔ)，親合力最強(qiáng)，40在一定pH范圍內(nèi)，酶不會(huì)變性失活，此范圍稱酶的穩(wěn)定性pH。一般來說酶是具有催化作用的蛋白質(zhì)，相應(yīng)地蛋白質(zhì)都是酶。v2=k2[ES]+k3[ES]溫度對(duì)酶活力影響有以下兩方面：一方面________________，另一方面。根據(jù)米氏方程，有關(guān)[s]與Km之間關(guān)系的說法不正確的是

①當(dāng)[s]<<Km時(shí)，V與[s]成正比;②當(dāng)[s]＝Km時(shí)，V＝1/2Vmax;可調(diào)性：酶活性的調(diào)節(jié)和酶合成速度的調(diào)節(jié)。決定酶反應(yīng)的專一性及催化的高效率1961年國(guó)際酶學(xué)委員會(huì)（EnzymeCommittee,EC）根據(jù)酶所催化的反應(yīng)類型和機(jī)理，把酶分成6大類：當(dāng)[Et]=[ES]時(shí)，酶活力是指，一般用如：Glu脫氫酶只作用L—Glu，乳酸脫氫酶只作用L—乳酸。度加快（60℃以上）。米氏常數(shù)（Km）是與反應(yīng)系統(tǒng)的酶濃度無關(guān)的一個(gè)常數(shù)。寫出催化下列反應(yīng)的酶的分類名稱(類型)由于酶蛋白變性而引起酶活力喪失的作用。產(chǎn)率%（回收率）=——————×100酶與底物結(jié)合的三點(diǎn)附著學(xué)說如：反丁烯二酸水化酶只催化反丁烯二酸生成蘋果酸，對(duì)順丁烯二酸無作用。酶原轉(zhuǎn)變成有活性的酶的過程稱為酶原的激活。抑制劑是與酶的活性中心以外的必需基團(tuán)結(jié)合而起作用的；酶的命名有兩種方法：系統(tǒng)名、慣用名。1.鄰近定向效應(yīng)：酶與底物結(jié)合成中間產(chǎn)物過程中，底物分子從稀溶液中密集到活性中心區(qū)，并使活性中心的催化基團(tuán)與底物的反應(yīng)基團(tuán)之間正確定向排列所產(chǎn)生的效應(yīng)。2.“張力”與“形變”：酶與底物的結(jié)合，不僅酶分子發(fā)生構(gòu)象變化，同樣底物分子也會(huì)發(fā)生扭曲變形，使底物分子的某些鍵的鍵能減弱，產(chǎn)生鍵扭曲，降低了反應(yīng)活化能。3.酸堿催化：通過向反應(yīng)物（作為堿）提供質(zhì)子或從反應(yīng)物（作為酸）奪取質(zhì)子來達(dá)到加速反應(yīng)的一類催化（廣義酸堿催化，Bronsted酸堿定義）。蛋白質(zhì)中起酸或堿催化的功能基團(tuán)有氨基、羧基、咪唑基、巰基和酚基。影響酸堿催化反應(yīng)速度的兩種因素：（1）酸或堿的強(qiáng)度（pK）；（2）質(zhì)子傳遞的速度。His的咪唑基最活躍。（五）使酶具有高催化效率的因素酶分子為酶的催化提供各種功能基團(tuán)和形成特定的活性中心，酶與底物結(jié)合成中間產(chǎn)物，使分子間的催化反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榉肿觾?nèi)的催化反應(yīng)。在一定pH范圍內(nèi)，酶不會(huì)變性失活，此范圍稱酶的穩(wěn)定性pH。141鄰近效應(yīng)（strain）鄰近效應(yīng)（strain）42定向效應(yīng)（strain）定向效應(yīng)（strain）43+-+-穩(wěn)定的底物通過電荷等相互作用，底物張力變形激活形成過渡態(tài)張力效應(yīng)（strain）

-

-+++-+-穩(wěn)定的底物通過電荷等相互作用，底物張力變形激活形44酸堿催化

酸堿催化454.共價(jià)催化：底物分子的一部分與酶分子上的活性基團(tuán)間通過共價(jià)結(jié)合而形成的中間物，快速完成反應(yīng)。Lewis的酸堿電子理論：酸是可以接受電子對(duì)的物質(zhì)，而堿則是可以提供電子對(duì)的物質(zhì)，前者是親電物質(zhì)，后者是親核物質(zhì)。共價(jià)催化又稱親核或親電子催化。實(shí)際上也是酸堿催化。Ser-OH—CH2—S··：H—CH2—O··：HCys-SH—CH2—C=CHHNNCH：His-咪唑基親核物質(zhì)親電物質(zhì)4.共價(jià)催化：底物分子的一部分與酶分子上的活性基團(tuán)間通過465.金屬離子催化作用金屬離子參加催化作用途徑通過結(jié)合底物為反應(yīng)定向。通過可逆地改變金屬離子的氧化態(tài)調(diào)節(jié)氧化還原反應(yīng)。通過靜電穩(wěn)定或屏蔽負(fù)電荷。5.金屬離子催化作用金屬離子參加催化作用途徑4710.關(guān)于酶作用專一性提出的假說有________________，________________和________________________等幾種。

11.酶的活性中心包括________________和________________兩個(gè)功能部位，其中________________直接與底物結(jié)合，決定酶的專一性，________________是發(fā)生化學(xué)變化的部位，決定催化反應(yīng)的性質(zhì)。鎖鑰學(xué)說誘導(dǎo)契合學(xué)說酶與底物結(jié)合的三點(diǎn)附著學(xué)說結(jié)合部位催化部位結(jié)合部位催化中心10.關(guān)于酶作用專一性提出的假說有_____________48七、酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)與影響酶促反應(yīng)速度的因素

內(nèi)容：酶反應(yīng)速度、反應(yīng)過程的規(guī)律及各種環(huán)境因素對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響。七、酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)與影響酶促反應(yīng)速度的因素內(nèi)容：49用一定時(shí)間內(nèi)底物減少或產(chǎn)物生成的量來表示酶促反應(yīng)速度。V=-d[S]/dt=d[P]/dt102030405060min產(chǎn)物生成量酶反應(yīng)進(jìn)程曲線（一）酶促反應(yīng)初速度的概念用一定時(shí)間內(nèi)底物減少或產(chǎn)物生成的量來表示酶促反應(yīng)速度。150（二）酶促反應(yīng)速度的測(cè)定

在研究酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)中，為準(zhǔn)確地表示酶活力，一般都用初速度表示，即酶反應(yīng)初始階段，即底物轉(zhuǎn)化量<5%時(shí)的反應(yīng)速度，也就是進(jìn)程曲線的直線部分。在此階段，任何一點(diǎn)上的斜率都是相等的，代表真實(shí)的酶促反應(yīng)速度，即酶活力的大小。（二）酶促反應(yīng)速度的測(cè)定在研究酶促反應(yīng)51單底物、單產(chǎn)物反應(yīng)酶促反應(yīng)速度一般在規(guī)定的反應(yīng)條件下，用單位時(shí)間內(nèi)底物的消耗量和產(chǎn)物的生成量來表示反應(yīng)速度取其初速度，即底物的消耗量很小（一般在5﹪以內(nèi)）時(shí)的反應(yīng)速度底物濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于酶濃度研究前提單底物、單產(chǎn)物反應(yīng)研究前提521961年國(guó)際酶學(xué)委員會(huì)（EnzymeCommittee,EC）根據(jù)酶所催化的反應(yīng)類型和機(jī)理，把酶分成6大類：1．結(jié)合部位（Bindingsite）——即是抗體又具有催化功能的蛋白質(zhì)，是具有催化活性的抗體。酶活性中心的結(jié)構(gòu)有一定的柔性，當(dāng)?shù)孜铮せ顒┗蛞种苿┡c酶分子結(jié)合時(shí)，酶蛋白的構(gòu)象發(fā)生了有利于與底物結(jié)合的變化，使反應(yīng)所需的催化基團(tuán)和結(jié)合基團(tuán)正確地排列和定向，轉(zhuǎn)入有效的作用位置，這樣才能使酶與底物完全吻合，結(jié)合成中間產(chǎn)物。例如：甘油在甘油激酶的催化下只有一個(gè)CH2OH基能被磷酸化。酶的提純過程中，總蛋白減少，總活力減少，比活力增高?！叭c(diǎn)結(jié)合”的催化理論（3）Km、ks與底物親和力競(jìng)爭(zhēng)性抑制（competitiveinhibition)：氰化物、重金屬離子、一氧化碳、硫化氫、生物堿、砷化物、麻醉劑、表面活性劑及磺胺類藥物在組織細(xì)胞中，某些酶以酶原的形式存在，可保護(hù)分泌這種酶的組織細(xì)胞不被水解破壞。抑制劑：能引起酶抑制作用的物質(zhì)，用I表示；25mg/2ml=0.脲酶只作用于尿素，而不作用于其他任何底物，因此它具有________________專一性；吸收光譜法（過氧化物酶與過氧化氫結(jié)合）。抑制作用失活作用。酶與底物的結(jié)合如同一把鑰匙對(duì)一把鎖一樣(二)酶作用專一性的假說1kat=1mol/s指抑制劑與酶活性中心必需基團(tuán)以共價(jià)鍵結(jié)合，引起酶活性喪失。甘油激酶可以催化甘油磷酸化，僅生成甘油-1-磷酸一種底物，因此它具有________________專一性。有些金屬離子可與酶分子肽鏈上側(cè)鏈基團(tuán)結(jié)合，穩(wěn)定酶分子的活性構(gòu)象。（三）酶濃度對(duì)酶作用的影響在有足夠底物和其他條件不變的情況下：

v=k[E]反應(yīng)速度v酶濃度/[E]1961年國(guó)際酶學(xué)委員會(huì)（EnzymeCommittee,53[S]VmvKmKm（四）底物濃度對(duì)酶作用的影響1.底物濃度對(duì)酶反應(yīng)速度的影響一級(jí)反應(yīng)

v=k[S]零級(jí)反應(yīng)

v=k[Et][S]：底物濃度[Et]：酶的總濃度1/2Vm[S]VmvKmKm（四）底物濃度對(duì)酶作用的影響1.底物54

反應(yīng)級(jí)數(shù)當(dāng)?shù)孜餄舛容^低時(shí)，v與[S]成正比，為一級(jí)反應(yīng)，即v=d[P]/dt=k[S]；2.當(dāng)?shù)孜餄舛壤^續(xù)增加時(shí)，反應(yīng)速度不再與底物濃度成正比而升高，為混合級(jí)反應(yīng)；3.當(dāng)?shù)孜餄舛群芨邥r(shí)，v逐漸趨近極限值Vmax

，為零級(jí)反應(yīng)，即v=d[P]/dt=Vmax=k[Et];底物濃度對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響是非線性的。中間產(chǎn)物學(xué)說解釋v---[S]關(guān)系曲線：

E+SESE+P；反應(yīng)級(jí)數(shù)當(dāng)?shù)孜餄舛容^低時(shí)，v與[S]成正比，為一級(jí)反應(yīng)55用中間產(chǎn)物學(xué)說解釋底物濃度與反應(yīng)速度關(guān)系曲線的二相現(xiàn)象：S+EESE+P當(dāng)?shù)孜餄舛群艿蜁r(shí)，有多余的酶沒與底物結(jié)合，隨著底物濃度的增加，中間絡(luò)合物的濃度不斷增高。當(dāng)?shù)孜餄舛容^高時(shí)，溶液中的酶全部與底物結(jié)合成中間產(chǎn)物，雖增加底物濃度也不會(huì)有更多的中間產(chǎn)物生成。k1k2k3k3k1k2代表各反應(yīng)的速度常數(shù)v1=k1[E][S]v2=k2[ES]+k3[ES]酶與底物結(jié)合生成ES的速度ES分解的速度當(dāng)反應(yīng)達(dá)到恒穩(wěn)狀態(tài)時(shí)，ES的生成速度等于ES的分解速度，即反應(yīng)體系中ES的濃度維持不變，此時(shí)：即k1[E][S]=k2[ES]+k3[ES]v1=v2用中間產(chǎn)物學(xué)說解釋底物濃度與反應(yīng)速度關(guān)系曲線的二相現(xiàn)象：S562.米氏方程式（Michaelis-Mentenequation）Km=———k2+k3k1v=——————Vmax·[S]Km+[S]米氏常數(shù)在底物濃度低時(shí)，Km＞＞[S]，v=———=k[S]；符合一級(jí)反應(yīng)在底物濃度很高時(shí)，Km

＜＜[S]，v=Vmax；符合零級(jí)反應(yīng)VmaxKm2.米氏方程式（Michaelis-Mentenequ57米氏方程的推導(dǎo)令：將（4）代入（3），則：[ES]生成速度：，[ES]分解速度：即：則：(1)經(jīng)整理得：由于酶促反應(yīng)速度由[ES]決定，即，所以(2)將（2）代入（1）得：(3)當(dāng)酶反應(yīng)體系處于恒態(tài)時(shí)：當(dāng)[Et]=[ES]時(shí)，(4)所以

米氏方程的推導(dǎo)令：將（4）代入（3），則：[ES]生成速度：583.米氏常數(shù)的意義及測(cè)定

當(dāng)v=Vmax/2時(shí)，則：Km=[S]

Km是酶的特征常數(shù)之一。一般只與酶的性質(zhì)有關(guān)，與酶的濃度無關(guān)。不同的酶Km值不同，且隨著溫度、pH和離子強(qiáng)度而改變。（2）從Km可判斷酶的專一性和天然底物。Km最小的底物，通常就是該酶的最適底物，也就是天然底物。（1）Km的物理意義：當(dāng)反應(yīng)速度達(dá)到最大反應(yīng)速度的一半時(shí)底物的濃度。單位：與底物濃度的單位一致，mol/L或mmol/L3.米氏常數(shù)的意義及測(cè)定當(dāng)v=59∵Km=（k2+k3)/k1Km≈

k2/k1=ksS+EESE+P∴Km可以看作ES的解離常數(shù)ks

：Km=ks=————[S][E][ES]當(dāng)Km大，說明ES容易解離，酶與底物結(jié)合的親和力小。（3）Km、ks與底物親和力當(dāng)k2＞＞k3時(shí)，

Km的大小可以表示酶與底物的親和性。k1k2k3Ks稱為底物常數(shù)∵Km=（k2+k3)/k1Km≈k2/k1=60（4）Km與米式方程的實(shí)際用途從Km的大小，可以知道正確測(cè)定酶活力時(shí)所需的底物濃度。[S]v1000Km0.999V100Km0.99V10Km0.91V3Km0.75V1Km0.50V0.33Km0.25V0.10Km0.091V在進(jìn)行酶活力測(cè)定時(shí)，通常用4Km的底物濃度即可。（4）Km與米式方程的實(shí)際用途[S]v1000Km0.9961高效性：通常要高出非生物催化劑催化活性的106~1013倍。酶促動(dòng)力學(xué)的雙倒數(shù)作圖(Lineweaver-Burk作圖法)，得到的直線在橫軸上的截距為________________，縱軸上的截距為________________。有些酶具有類似血紅蛋白那樣的別構(gòu)效應(yīng)，稱為別構(gòu)酶。只能進(jìn)行熱力學(xué)上允許進(jìn)行的反應(yīng)；v2=k2[ES]+k3[ES]酶(enzyme)是生物細(xì)胞產(chǎn)生的、具有催化能力的生物催化劑。由于酶蛋白變性而引起酶活力喪失的作用。酶工程：酶的生產(chǎn)、制備和應(yīng)用。敏感性：對(duì)環(huán)境條件極為敏感。1958年Koshland提出非競(jìng)爭(zhēng)性抑制的速度方程與圖形特征從結(jié)構(gòu)上與一般蛋白質(zhì)的共同點(diǎn)去理解酶的理化性質(zhì)；1926年首次從刀豆制備出脲酶結(jié)晶，證明其為蛋白質(zhì)，并提出酶的本質(zhì)就是蛋白質(zhì)的觀點(diǎn)。重金屬—能使大多數(shù)酶失活，加入EDTA可以除去。⑷動(dòng)力學(xué)參數(shù)：Km值增大，Vm值不變。酶與底物的親和力的大小抑制劑與酶分子的必需基團(tuán)共價(jià)結(jié)合引起酶活性的抑制，且不能采用透析等簡(jiǎn)單方法使酶活性恢復(fù)的抑制作用。（1）Km’=Km.溫度升高，可使反應(yīng)速率加快脲酶：H2N—C—NH2+H2O度加快（60℃以上）。定向效應(yīng)（strain）從米氏方程中求得：當(dāng)反應(yīng)速度達(dá)到最大反應(yīng)速度的90%，則90%V=100%V[S]/(Km+[S])v=——————Vmax·[S]Km+[S]即[S]=9Km高效性：通常要高出非生物催化劑催化活性的106~1013倍。62（5）Km還可以推斷某一代謝物在體內(nèi)可能的代謝途徑。丙酮酸乳酸乙酰CoA乙醛乳酸脫氫酶（1.7×10-5）丙酮酸脫氫酶（1.3×10-3）丙酮酸脫羧酶（1.0×10-3）當(dāng)丙酮酸濃度較低時(shí)，代謝走哪條途徑?jīng)Q定于Km最小的酶。（5）Km還可以推斷某一代謝物在體內(nèi)可能的代謝途徑。丙酮酸乳63Km和Vmax的求解方法通常用Lineweaver-Burk作圖法（雙倒數(shù)作圖法）——1v=——KmV·——[S]1+——V1（y=ax+b）斜率=Km/Vmax1/[S]1/v1/Vmax-1/KmKm和Vmax的求解方法通常用Lineweaver-Burk64米氏常數(shù)的測(cè)定米氏常數(shù)的測(cè)定65酶課件精美版66()1.根據(jù)米氏方程，有關(guān)[s]與Km之間關(guān)系的說法不正確的是

①當(dāng)[s]<<Km時(shí)，V與[s]成正比;②當(dāng)[s]＝Km時(shí)，V＝1/2Vmax;③當(dāng)[s]>>Km時(shí)，反應(yīng)速度與底物濃度無關(guān);④當(dāng)[s]=2/3Km時(shí)，V=25％Vmax（）2.已知某酶的Km值為，要使此酶所催化的反應(yīng)速度達(dá)到最大反應(yīng)速度的80％時(shí)底物的濃度應(yīng)為多少？

①41某一酶促反應(yīng)，當(dāng)[S]=1/2Km，2Km及10Km時(shí)，速度用其最大速度的百分?jǐn)?shù)來表示，應(yīng)分別為多少？根據(jù)米-曼氏方程,代入各[S]值，分別得33%，67%和91%。()1.根據(jù)米氏方程，有關(guān)[s]與Km之間關(guān)系的說67（）1.米氏常數(shù)（Km）是與反應(yīng)系統(tǒng)的酶濃度無關(guān)的一個(gè)常數(shù)。

（）2.同工酶就是一種酶同時(shí)具有幾種功能。

（）3.輔酶與酶蛋白的結(jié)合不緊密，可以用透析的方法除去。

（）4.一個(gè)酶作用于多種底物時(shí)，其最適底物的Km值應(yīng)該是最小。

（）5.一般來說酶是具有催化作用的蛋白質(zhì)，相應(yīng)地蛋白質(zhì)都是酶。

（）6.酶反應(yīng)的專一性和高效性取決于酶蛋白本身。

（）7.酶活性中心是酶分子的一小部分。對(duì)錯(cuò)對(duì)對(duì)錯(cuò)對(duì)對(duì)（）1.米氏常數(shù)（Km）是與反應(yīng)系統(tǒng)的酶濃度無關(guān)的68（五）pH對(duì)酶作用的影響pHv最適pH（optimumpH）1.最適pH2.穩(wěn)定性pH表現(xiàn)出酶最大活力的pH值在一定pH范圍內(nèi)，酶不會(huì)變性失活，此范圍稱酶的穩(wěn)定性pH。pH對(duì)酶作用的影響機(jī)制：1.環(huán)境過酸、過堿使酶變性失活；2.影響酶活性基團(tuán)的解離；3.影響底物的解離。一般酶的最適pH在4~8之間植物和微生物體內(nèi)的酶：4.5~6.5動(dòng)物體內(nèi)的酶：6.5~8酶的最適pH值只在一定條件下才有意義，其數(shù)值受酶的純度、底物的種類和濃度、緩沖液的種類和濃度等影響。（五）pH對(duì)酶作用的影響pHv最適pH（optimumpH69（六）溫度對(duì)酶作用的影響兩種不同影響：1.溫度升高，反應(yīng)速度加快（0~40℃）；2.溫度升高，熱變性速度加快（60℃以上

）。Tv最適溫度最適溫度：在一定條件下，每一種酶在某一定溫度，其活力最大。動(dòng)物體內(nèi)最適溫度：50~60℃

植物體內(nèi)最適溫度：37~50℃酶的最適溫度不是一個(gè)固定不變的常數(shù)，其數(shù)值受底物的種類、作用時(shí)間等因素影響而改變。（六）溫度對(duì)酶作用的影響兩種不同影響：Tv最適溫度最適溫度：7015.[]測(cè)定酶活性時(shí)，通常以底物濃度變化小于多少時(shí)測(cè)得的速度為反應(yīng)的初速度？

C.1%D.2%E.5%E15.[]測(cè)定酶活性時(shí)，通常以底物濃度變化小于多少時(shí)測(cè)得71脲酶只作用于尿素，而不作用于其他任何底物，因此它具有________________專一性；可以縮短化學(xué)反應(yīng)到達(dá)平衡的時(shí)間，而不改變反應(yīng)的平競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑有：丙二酸、草酰乙酸等底物濃度對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響是非線性的?？烧{(diào)性：酶活性的調(diào)節(jié)和酶合成速度的調(diào)節(jié)。專一性：酶對(duì)底物具有嚴(yán)格的選擇性。根據(jù)米氏方程，有關(guān)[s]與Km之間關(guān)系的說法不正確的是

①當(dāng)[s]<<Km時(shí)，V與[s]成正比;即v=d[P]/dt=k[S]；慣用名：只取一個(gè)較重要的底物名稱和反應(yīng)類型。E.如：Glu脫氫酶只作用L—Glu，乳酸脫氫酶只作用L—乳酸。（四）底物濃度對(duì)酶作用的影響三、酶的化學(xué)本質(zhì)與組成（二）酶促反應(yīng)速度的測(cè)定1kat=6×107IU由于酶促反應(yīng)速度由[ES]決定，即結(jié)合部位決定酶的專一性此酶在此亞亞類中的順序號(hào)為1鎖鑰學(xué)說(lockandkeyhypothesis)：1894年Fisher提出反競(jìng)爭(zhēng)性抑制的速度方程與圖形特征舉例：一個(gè)酶的分離純化分為4步。1972年，國(guó)際生化協(xié)會(huì)酶學(xué)委員會(huì)（七）激活劑對(duì)酶作用的影響——凡能提高酶活力的物質(zhì)都是酶的激活劑。如Cl-是唾液淀粉酶的激活劑。激活劑作用包括兩種情況：一種是由于激活劑的存在，使一些本來有活性的酶活性進(jìn)一步提高，這一類激活劑主要是離子或簡(jiǎn)單有機(jī)化合物。另一種是激活酶原，無活性→有活性，這一類激活劑可能是離子或蛋白質(zhì)。脲酶只作用于尿素，而不作用于其他任何底物，因此它具有____72（1）金屬離子：K+

、Na+、Mg2+、Zn2+、Fe2+

、Ca2+（2）陰離子：Cl-、Br-（3）氫離子許多金屬離子是酶的輔助因子，是酶的組成成分，參與催化反應(yīng)中的電子傳遞。有些金屬離子可與酶分子肽鏈上側(cè)鏈基團(tuán)結(jié)合，穩(wěn)定酶分子的活性構(gòu)象。有的金屬離子通過生成螯合物，在酶與底物結(jié)合中起橋梁作用。注意：無機(jī)離子的激活作用具有選擇性，不同的離子激活不同的酶。不同離子之間有拮抗作用，如Na+與K+、Mg2+與Ca2+，但Mg2+與Zn2+?？商娲?。激活劑的濃度要適中，過高往往有抑制作用，1~50mM無機(jī)離子的激活作用簡(jiǎn)單有機(jī)分子的激活作用①還原劑（如Cys、還原型谷胱甘肽）能激活某些活性中心含有—SH的酶。②金屬螯合劑（EDTA）能去除酶中重金屬離子，解除抑制作用。（1）金屬離子：K+、Na+、Mg2+、Zn2+、Fe273（八）抑制劑對(duì)酶作用的影響——不引起酶蛋白變性，但能使酶分子上某些必需基團(tuán)（活性中心上一些基團(tuán)）發(fā)生變化，引起酶活性下降，甚至喪失，此類物質(zhì)稱為酶的抑制劑，用I表示。抑制作用的概念

1.失活作用

2.抑制作用

3.去激活作用（八）抑制劑對(duì)酶作用的影響——不引起酶蛋白變性，但能使酶分子741.失活作用：由于酶蛋白變性而引起酶活力喪失的作用。2.抑制作用：使酶活性部位的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)改變，從而酶活力下降或喪失,酶蛋白一般并未變性。抑制劑：能引起酶抑制作用的物質(zhì)，用I表示；抑制劑對(duì)酶有一定的選擇性；抑制作用失活作用。3.去激活作用：

用金屬螯合劑去除金屬離子，會(huì)引起這些酶活性的降低或喪失，稱為去激活作用。1.失活作用：75抑制作用是化學(xué)物質(zhì)對(duì)酶蛋白或輔基直接作用；去激活作用是去激活劑并不直接和酶結(jié)合，而是通過去除金屬離子而間接地影響酶的活性。4．抑制劑的種類氰化物、重金屬離子、一氧化碳、硫化氫、生物堿、砷化物、麻醉劑、表面活性劑及磺胺類藥物抑制作用是化學(xué)物質(zhì)對(duì)酶蛋白或輔基直接作用；76凡是能降低酶促反應(yīng)速度，但不引起酶分子變性失活的物質(zhì)統(tǒng)稱為酶的抑制劑(inhibitor)。按照抑制劑與酶作用的方式分兩類：不可逆抑制作用(irreversibleinhibition)

可逆抑制作用(reversibleinhibition)

抑制作用的類型凡是能降低酶促反應(yīng)速度，但不引起酶分子變性失活的物質(zhì)統(tǒng)稱為酶77不可逆抑制作用：

指抑制劑與酶活性中心必需基團(tuán)以共價(jià)鍵結(jié)合，引起酶活性喪失。不能用透析、超濾或凝膠過濾等物理方法解除抑制?？赡嬉种谱饔茫阂种苿┡c酶往往通過非共價(jià)鍵結(jié)合，其結(jié)合是可逆的，可以用透析或超濾等物理方法解除抑制。不可逆抑制作用：78抑制劑與酶分子的必需基團(tuán)共價(jià)結(jié)合引起酶活性的抑制，且不能采用透析等簡(jiǎn)單方法使酶活性恢復(fù)的抑制作用。[E][I]1.不可逆抑制作用：[V]抑制劑與酶分子的必需基團(tuán)共價(jià)結(jié)合引起酶活性的抑制，且不能采用79酶的不可逆抑制作用有機(jī)磷化合物膽堿酯酶失活的酶酸路易士氣巰基酶失活的酶酸酶的不可逆抑制作用有機(jī)磷化合物膽堿酯酶失活的酶酸路易士氣巰基80一些重要的不可逆抑制劑有機(jī)磷化合物—與酶活性直接有關(guān)的絲氨酸上的-OH牢固地結(jié)合，從而抑制某些蛋白酶或酯酶。（DFP、敵百蟲、敵敵畏、農(nóng)藥1605等）有機(jī)汞、有機(jī)砷化合物—與酶蛋白上的-SH作用，從而抑制含-SH酶的活性。（對(duì)氯汞苯甲酸）氰化物—與含鐵卟啉的酶中的Fe3+結(jié)合，使酶失活。重金屬—能使大多數(shù)酶失活，加入EDTA可以除去。烷化劑—使酶蛋白中的–SH、-NH2、-OH等發(fā)生烷基化，失活。青霉素—與糖肽轉(zhuǎn)肽酶活性部位Ser-OH共價(jià)結(jié)合，使酶失活。一些重要的不可逆抑制劑有機(jī)磷化合物—與酶活性直接有關(guān)的絲氨酸81抑制劑以非共價(jià)鍵與酶分子可逆性結(jié)合造成酶活性的抑制，且可采用透析等簡(jiǎn)單方法去除抑制劑而使酶活性完全恢復(fù)。[E][I]2.可逆抑制作用：[V]抑制劑以非共價(jià)鍵與酶分子可逆性結(jié)合造成酶活性的抑制，且可采用82根據(jù)可逆抑制劑、底物和酶三者的關(guān)系，分為三種類型：

A.競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用

B.非競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用

C.反競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用2.可逆抑制作用：根據(jù)可逆抑制劑、底物和酶三者的關(guān)系，分為三種類型：2.可逆83Km和Vmax的求解方法低溫（0~4℃，-20℃）；⑶底物濃度增加時(shí),抑制作用減弱,取決于底物濃度與抑制劑濃度的比例及其與酶的親和力的大小,可以通過加大底物濃度的方法消除抑制作用。溫度過高，會(huì)使酶蛋白變性而失活將（4）代入（3），則：當(dāng)?shù)孜餄舛壤^續(xù)增加時(shí)，反應(yīng)速度不再與底物濃度成正比而升高，為混合級(jí)反應(yīng)；Km不變，Vmax變小EP酶與底物的結(jié)合如同一把鑰匙對(duì)一把鎖一樣異構(gòu)酶類(isomerases)酶工程：酶的生產(chǎn)、制備和應(yīng)用。動(dòng)物體內(nèi)最適溫度：50~60℃可調(diào)性：酶活性的調(diào)節(jié)和酶合成速度的調(diào)節(jié)。即[S]=9Km三、酶的化學(xué)本質(zhì)與組成如Cl-是唾液淀粉酶的激活劑。（1）Km’=Km.反應(yīng)速度取其初速度，即底物的消耗量很?。ㄒ话阍?﹪以內(nèi)）時(shí)的反應(yīng)速度使酶活性部位的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)改變，從而酶活力下降或喪失,酶蛋白一般并未變性。（如重金屬（Ag+、Hg2+）和類金屬（As3+）破壞SH）1、鍵專一性（對(duì)底物結(jié)構(gòu)要求最低）丙酮酸脫氫酶（EⅠ）、A.

競(jìng)爭(zhēng)性抑制（competitiveinhibition)：抑制劑與底物競(jìng)爭(zhēng)與酶的同一活性中心結(jié)合，從而干擾了酶與底物的結(jié)合，使酶的催化活性降低。

2.可逆抑制作用：Km和Vmax的求解方法A.競(jìng)爭(zhēng)性抑制（competiti84競(jìng)爭(zhēng)性抑制的作用模式圖EESIESEIEP+++競(jìng)爭(zhēng)性抑制的作用模式圖EESIESEIE85+IEIk+3酶的競(jìng)爭(zhēng)性抑制反應(yīng)模式k-3k+2E+SE+PESk+1k-1+IEIk+3酶的競(jìng)爭(zhēng)性抑制反應(yīng)模式k-3k+2E+SE86競(jìng)爭(zhēng)性抑制的速度方程與圖形特征VmaxKmKm'[S]Vmax/2KmVm[S]·=(1+[I]Ki）+[S]Km’=Km(1+[I]/Ki),故Km’>Km.若[S]>>Km’,Vmax’=Vmax.Ki小而[I]大,則有抑制作用,取決于[S]。Vmax不變，Km變大競(jìng)爭(zhēng)性抑制的速度方程與圖形特征VmaxKmKm'[S]Vm87競(jìng)爭(zhēng)性抑制的雙倒數(shù)圖形特征競(jìng)爭(zhēng)性抑制的雙倒數(shù)圖形特征88⑴競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑多是酶的底物類似物或反應(yīng)產(chǎn)物；⑵抑制劑與底物競(jìng)爭(zhēng)與酶結(jié)合（結(jié)合部位相同），多與酶的活性中心同底物相結(jié)合的基團(tuán)結(jié)合。⑶底物濃度增加時(shí),抑制作用減弱,取決于底物濃度與抑制劑濃度的比例及其與酶的親和力的大小,可以通過加大底物濃度的方法消除抑制作用。⑷動(dòng)力學(xué)參數(shù)：Km值增大，Vm值不變。

競(jìng)爭(zhēng)性抑制的特點(diǎn)：⑴競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑多是酶的底物類似物或反應(yīng)產(chǎn)物；競(jìng)爭(zhēng)性抑制的89底物濃度越大，受影響越小。抑制劑濃度大，受抑制程度大；與EI、ES的穩(wěn)定性有關(guān)；

競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用與哪些因素有關(guān)：底物濃度越大，受影響越小。競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用與哪些因素有關(guān)：90琥珀酸脫氫酶的競(jìng)爭(zhēng)性抑制

競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑有：丙二酸、草酰乙酸等草酰乙酸琥珀酸脫氫酶的競(jìng)爭(zhēng)性抑制競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑有：丙二酸、草酰乙酸等91磺胺類藥物對(duì)二氫葉酸合成酶的競(jìng)爭(zhēng)性抑制對(duì)氨基苯甲酸對(duì)氨基苯磺酰胺磺胺類藥物對(duì)二氫葉酸合成酶的競(jìng)爭(zhēng)性抑制對(duì)氨基苯甲酸對(duì)氨基苯92k-3k+3+IESIk+2E+PESE+Sk+1k-1k-3k+3+IEI+Sk+1k-1反應(yīng)模式B.非競(jìng)爭(zhēng)性抑制（noncompetitiveinhibition）抑制劑既可以與游離酶結(jié)合，也可以與ES復(fù)合物結(jié)合，使酶的催化活性降低，稱為非競(jìng)爭(zhēng)性抑制。2.可逆抑制作用：k-3k+3+IESIk+2E+PESE+Sk+1k93非競(jìng)爭(zhēng)性抑制的作用模式圖+

S－S+

S－S+ESIEIEESEP非競(jìng)爭(zhēng)性抑制的作用模式圖+S－S+S－S+ESIEI94非競(jìng)爭(zhēng)性抑制的速度方程與圖形特征Vm[S]·=(Km+[S])(1+[I]Ki）（1）Km’=Km.（2）Vmax’=Vmax/(1+[I]/Ki)，即Vmax’<Vmax，且隨[I]增加而減小。（3）Ki小而[I]大,則有抑制作用,與[S]無關(guān)。Km不變，Vmax變小非競(jìng)爭(zhēng)性抑制的速度方程與圖形特征Vm[S]·=(Km95非競(jìng)爭(zhēng)性抑制的雙倒數(shù)圖形特征非競(jìng)爭(zhēng)性抑制的雙倒數(shù)圖形特征96⑴非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)不一定與底物的分子結(jié)構(gòu)類似；⑵底物和抑制劑分別獨(dú)立地與酶的不同部位相結(jié)合；抑制劑是與酶的活性中心以外的必需基團(tuán)結(jié)合而起作用的；⑶抑制劑對(duì)酶與底物的結(jié)合無影響，故底物濃度的改變對(duì)抑制程度無影響；抑制作用只取決于酶濃度、抑制劑濃度和Ki的大小。⑷動(dòng)力學(xué)參數(shù)：Km值不變，Vm值降低。

非競(jìng)爭(zhēng)性抑制的特點(diǎn)：⑴非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)不一定與底物的分子結(jié)構(gòu)類似；非競(jìng)97k-3k+3+IESIk+2E+SE+PESk+1k-1反應(yīng)模式C.

反競(jìng)爭(zhēng)性抑制（uncompetitiveinhibition)抑制劑不能與游離酶結(jié)合，但可與ES復(fù)合物結(jié)合并阻止產(chǎn)物成無活性的ESI，使酶的催化活性降低。2.可逆抑制作用：k-3k+3+IESIk+2E+SE+PESk+1k98反競(jìng)爭(zhēng)性抑制的作用模式圖++ESESESIEP反競(jìng)爭(zhēng)性抑制的作用模式圖++ESESESIEP99反競(jìng)爭(zhēng)性抑制的速度方程與圖形特征Vm[S]·=Km

1+[I]Ki1+[I]Ki+[S]Km變小，Vmax變小反競(jìng)爭(zhēng)性抑制的速度方程與圖形特征Vm[S]·=Km1100反競(jìng)爭(zhēng)性抑制的雙倒數(shù)圖形特征反競(jìng)爭(zhēng)性抑制的雙倒數(shù)圖形特征101⑴反競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)不一定與底物的分子結(jié)構(gòu)類似；⑵抑制劑與底物可同時(shí)與酶的不同部位結(jié)合；⑶必須有底物存在，抑制劑才能對(duì)酶產(chǎn)生抑制作用；抑制程度隨底物濃度的增加而增加；⑷動(dòng)力學(xué)參數(shù)：Km減小，Vm降低。反競(jìng)爭(zhēng)性抑制的特點(diǎn)：⑴反競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)不一定與底物的分子結(jié)構(gòu)類似；反競(jìng)102不可逆抑制作用可逆抑制作用競(jìng)爭(zhēng)性抑制：Km增大，Vm不變非競(jìng)爭(zhēng)性抑制：Km不變，Vm降低反競(jìng)爭(zhēng)性抑制：Km減小，Vm降低abc抑制劑對(duì)酶促反應(yīng)的影響小結(jié)：不可逆抑制作用abc抑制劑對(duì)酶促反應(yīng)的影響小結(jié)：103競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用非競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用競(jìng)爭(zhēng)性非競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用機(jī)理示意圖底物與酶專一性結(jié)合競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用非競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用競(jìng)爭(zhēng)性非競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用機(jī)理示意104

2.[]用動(dòng)力學(xué)的方法可以區(qū)分可逆、不可逆抑制作用，在一反應(yīng)系統(tǒng)中，加入過量S和一定量的I，然后改變［E］，測(cè)v，得v～［E］曲線，則哪一條曲線代表加入了一定量的可逆抑制劑？

A.1B.2C.3D.不可確定C2.[]用動(dòng)力學(xué)的方法可以區(qū)分可逆、不可逆抑制作用，105可逆抑制的動(dòng)力學(xué)比較抑制類型VmaxKm無抑制劑VmaxKm競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用不變變大非競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用變小不變反競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用變小變小可逆抑制的動(dòng)力學(xué)比較抑制類型VmaxKm無抑制劑VmaxKm1063.[]在一反應(yīng)體系中，［S］過量，加入一定量的I，測(cè)v～［E］曲線，改變［I］，得一系列平行曲線，則加入的I是：

A.競(jìng)爭(zhēng)性可逆抑制劑B.非競(jìng)爭(zhēng)性可逆抑制劑C.反競(jìng)爭(zhēng)性可逆抑制劑D.不可逆抑制劑E.無法確定D3.[]在一反應(yīng)體系中，［S］過量，加入一定量的I，測(cè)v1074.[]競(jìng)爭(zhēng)性可逆抑制劑抑制程度與下列哪種因素?zé)o關(guān)？

A.作用時(shí)間

B.抑制劑濃度

C.底物濃度

D.酶與抑制劑的親和力的大小

E.酶與底物的親和力的大小A4.[]競(jìng)爭(zhēng)性可逆抑制劑抑制程度與下列哪種因素?zé)o關(guān)？A108（九）酶的變（別）構(gòu)效應(yīng)有些酶具有類似血紅蛋白那樣的別構(gòu)效應(yīng)，稱為別構(gòu)酶。特點(diǎn)：1.一般是寡聚酶，常常由兩個(gè)或多個(gè)亞基組成，具有活性部位和別構(gòu)部位；2.具有別構(gòu)效應(yīng)：當(dāng)?shù)孜锘虻孜镆酝獾奈镔|(zhì)和別構(gòu)酶分子上的相應(yīng)部位非共價(jià)地結(jié)合后，通過酶分子構(gòu)象的變化影響酶的催化活性。3.v對(duì)[S]不呈直角雙曲線。[S]v——[S]90%V[S]10%V=81——[S]90%V[S]10%V＜81——[S]90%V[S]10%V＞811321.非調(diào)節(jié)酶動(dòng)力學(xué)曲線2、3.調(diào)節(jié)酶的動(dòng)力學(xué)曲線（九）酶的變（別）構(gòu)效應(yīng)有些酶具有類似血紅蛋白那樣的別構(gòu)效應(yīng)109ATCase（天冬氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶）的抑制劑是CTP，激活劑是ATP。[Asp]v+ATP+CTP+ATP使酶飽和V/2S0.51432VATCase（天冬氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶）的抑制劑是CTP，激活劑是110八、酶活力的測(cè)定酶的量度酶活力：用在一定條件下，酶催化某一反應(yīng)的反應(yīng)速度表示。反應(yīng)速度快，活力就越高。1、酶活力與酶促反應(yīng)速度酶的含量不能直接用重量和摩爾數(shù)表示（不純、失活、分子量不知），而采用酶的活力單位表示酶量——酶活力——反應(yīng)速度八、酶活力的測(cè)定酶的量度酶活力：用在一定條件下，酶催化某一反111酶（活力）單位：在一定條件下，一定時(shí)間內(nèi)將一定量的底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物所需的酶量。（U/g，U/ml）在最適條件下，每秒鐘內(nèi)使一摩爾底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物所需的酶量定為1kat單位，即

1kat=1mol/s1kat=6×107IU1964年，國(guó)際生化協(xié)會(huì)酶學(xué)委員會(huì)1972年，國(guó)際生化協(xié)會(huì)酶學(xué)委員會(huì)2、酶的活力單位（U）在特定條件下，1分鐘內(nèi)能轉(zhuǎn)化1umol底物的酶量，稱一個(gè)國(guó)際單位（IU），即：

1IU=1μmol/min酶（活力）單位：在一定條件下，一定時(shí)間內(nèi)將一定量的底物轉(zhuǎn)化為112特定條件：

25℃pH及底物濃度采用最適條件（有時(shí)底物分子量不確定時(shí)，可用轉(zhuǎn)化底物中1umol的有關(guān)基團(tuán)的酶量表示）。實(shí)際工作中:

每一種酶的測(cè)活方法不同，對(duì)酶單位分別有一個(gè)明確的定義。特定條件：實(shí)際工作中:113每毫克酶蛋白所具有的酶活力。酶的比活力是分析酶的純度的重要指標(biāo)。單位：U/mg蛋白質(zhì)有時(shí)用每克酶制劑或每毫升酶制劑含有多少個(gè)活力單位表示。舉例：一個(gè)酶的分離純化分為4步。步驟1234總活力（U）6432總蛋白質(zhì)（mg）201052比活力（U/mg）6/204/103/52/2酶的提純過程中，總蛋白減少，總活力減少，比活力增高。3、酶的比活力（Specificactivity）每毫克酶蛋白所具有的酶活力。3、酶的比活力（Specifi114酶的純度：

比活力

=活力單位數(shù)/毫克蛋白（氮）純化倍數(shù)

=——————每次比活力第一次比活力產(chǎn)率%（回收率）=——————×100每次總活力第一次總活力酶的純化鑒定：聚丙烯酰胺凝膠電泳法、等電聚焦電泳法酶的純度：純化倍數(shù)=——————每次比活力第一次比活力產(chǎn)115酶的比活力=活力單位數(shù)/毫克蛋白（氮）=2.8umol/min/5ug=2.8U/5×10-3mg=560U/mg單個(gè)活性位點(diǎn)的轉(zhuǎn)換數(shù)=2.8umol/min÷（5ug/40000ug/umol×4）=5600/min=93.3/s甘油醛-3-磷酸脫氫酶，相對(duì)分子質(zhì)量40000，由4個(gè)相同亞基組成，每個(gè)亞基上有一個(gè)活性位點(diǎn)，在最適條件下，5ug純酶制品每分鐘可以催化2.8umol甘油醛-3-磷酸轉(zhuǎn)化為甘油酸-3-磷酸。請(qǐng)計(jì)算酶的比活力和單個(gè)活性位點(diǎn)的轉(zhuǎn)換數(shù)。酶的比活力=活力單位數(shù)/毫克蛋白（氮）甘油醛-3-磷酸脫11612.酶活力是指

，一般用

表示。13.通常討論酶促反應(yīng)的反應(yīng)速度時(shí)，指的是反應(yīng)的________________速度，即________________時(shí)測(cè)得的反應(yīng)速度。21.pH影響酶活力的原因可能有以下幾方面：(1)影響________________，(2)影響________________，(3)影響________________。22.溫度對(duì)酶活力影響有以下兩方面：一方面________________，另一方面

。酶催化一定化學(xué)反應(yīng)的能力

在一定條件下，酶催化某一反應(yīng)的反應(yīng)速度初底物消耗量小于5%底物分子的解離狀態(tài)酶分子的解離狀態(tài)中間復(fù)合物的解離狀態(tài)溫度升高，可使反應(yīng)速率加快溫度過高，會(huì)使酶蛋白變性而失活12.酶活力是指11723.脲酶只作用于尿素，而不作用于其他任何底物，因