第六章酶Enzyme酶的概念酶由活細(xì)胞合成的、對(duì)其特異底物起高效催化作用的蛋白質(zhì)核酶和脫氧核酶具有高效、特異催化作用的核糖核酸和脫氧核糖核酸酶學(xué)研究簡(jiǎn)史公元前兩千多年，我國(guó)已有釀酒記載。一百余年前，Pasteur認(rèn)為發(fā)酵是酵母細(xì)胞生命活動(dòng)的結(jié)果。1877年，Kuhne首次提出Enzyme一詞。1897年，Buchner兄弟用不含細(xì)胞的酵母提取液，實(shí)現(xiàn)了發(fā)酵。1926年，Sumner首次從刀豆中提純出脲酶結(jié)晶。1982年，Cech首次發(fā)現(xiàn)RNA也具有酶的催化活性，提出核酶(ribozyme)的概念。1995年，JackW.Szostak研究室首先報(bào)道了具有DNA連接酶活性DNA片段，稱為脫氧核酶。第一節(jié)酶促反應(yīng)的特點(diǎn)TheCharacteristicofEnzyme-CatalyzedReaction一、酶與一般催化劑的共同點(diǎn)在反應(yīng)前后沒(méi)有質(zhì)和量的變化；只能催化熱力學(xué)允許的化學(xué)反應(yīng)；只能加速可逆反應(yīng)的進(jìn)程，而不改變反應(yīng)的平衡點(diǎn)。二、酶促反應(yīng)的特點(diǎn)高效性特異性可調(diào)節(jié)性易失活特點(diǎn)（一）酶促反應(yīng)具有極高的效率

酶的催化效率通常比非催化反應(yīng)高108～1020倍，比一般催化劑高107～1013倍。

酶和一般催化劑加速反應(yīng)的機(jī)理都是降低反應(yīng)的活化能(activationenergy)。酶比一般催化劑更有效地降低反應(yīng)的活化能。

能發(fā)生反應(yīng)的碰撞稱有效碰撞.

能量是有效碰撞的一個(gè)必要條件.

具有足夠能量反應(yīng)的分子稱之為活化分子.能量要求越高，活化分子數(shù)所占比例就越小，有效碰撞次數(shù)所占的比例就越小,反應(yīng)速率就越小！

這種能量限制Ea，被稱為活化能！

H2O2+H2O22H2O+O2

在無(wú)催化劑時(shí)，需活化能18,000卡/克分子；膠體鈀存在時(shí)，需活化能11,700卡/克分子；有過(guò)氧化氫酶(catalase)存在時(shí)，僅需活化能2,000卡/克分子以下反應(yīng)總能量改變

非催化反應(yīng)活化能酶促反應(yīng)活化能

一般催化劑催化反應(yīng)的活化能

能量

反應(yīng)過(guò)程底物產(chǎn)物酶促反應(yīng)活化能的改變

（二）酶促反應(yīng)具有高度的特異性*酶的特異性(specificity)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。酶的這種特性稱為酶的特異性或?qū)Ｒ恍浴?酶特異性類型

立體化學(xué)特異性

非立體化學(xué)特異性

立體異構(gòu)特異性

幾何異構(gòu)特異性

鍵專一性基團(tuán)專一性絕對(duì)專一性立體特異性

組

HOCH3COOH組HOOCOH

L（-）乳酸D（+）乳酸（與LDH契合）（不能在LDH中的三點(diǎn)結(jié)合）精精L-乳酸脫氫酶的催化作用特異性CH3C幾何特異性

延胡索酸酶的催化作用特異性COOHHHCHOOCHOOCHOOCCCHH反延胡索酸順延胡索酸鍵特異性脂肪酶(lipase)不僅水解脂肪，也能水解簡(jiǎn)單的酯類；磷酸酶(phosphatase)對(duì)一般的磷酸酯都有作用，無(wú)論是甘油的還是一元醇或酚的磷酸酯均可被其水解基團(tuán)特異性AALys（Arg）胰蛋白酶

絕對(duì)特異性

對(duì)尿素的衍生物和其他物質(zhì)都不具有催化水解的作用，也不能使尿素發(fā)生其他反應(yīng)尿素水解脲酶CO2+H2O+2NH3甲基尿素+H2O脲酶三、酶的命名與分類（一）酶的分類1.氧化還原酶類(oxidoreductases)2.轉(zhuǎn)移酶類(transferases)3.水解酶類(hydrolases)4.裂解酶類(lyases)5.異構(gòu)酶類(isomerases)6.合成酶類(ligases,synthetases)（二）酶的命名1.習(xí)慣命名法——推薦名稱2.系統(tǒng)命名法——系統(tǒng)名稱一些酶的命名舉例

編號(hào)推薦名稱系統(tǒng)名稱催化的反應(yīng)EC1.4.1.3谷氨酸L-谷氨酸：NAD+L-谷氨酸+H2O+NAD+???脫氫酶氧化還原酶α-酮戊二酸+NH3+NADHEC2.6.1.1天冬氨酸氨L-天冬氨酸：α-酮L-天冬氨酸+α-酮戊二酸???基轉(zhuǎn)移酶戊二酸氨基轉(zhuǎn)移酶草酰乙酸+L-谷氨酸EC3.5.3.1精氨酸酶L-精氨酸脒基水解酶L-精氨酸+H2O???L-鳥氨酸+尿素EC4.1.2.13果糖二磷酸D-果糖1，6-二磷酸：D-果糖1，6-二磷酸???醛縮酶D-甘油醛3-磷酸裂合酶磷酸二羥丙酮+D-甘油醛3-磷酸EC5.3.1.9磷酸葡萄糖D-葡萄糖6-磷酸酮醇D-葡萄糖6-磷酸???異構(gòu)酶異構(gòu)酶D-果糖6-磷酸EC6.3.1.2谷氨酰胺L-谷氨酸：氨連接酶ATP+L-谷氨酸+NH3???合成酶ADP+磷酸+L-谷氨酰胺編號(hào)推薦名稱系統(tǒng)名稱催化的反應(yīng)EC1.4.1.3谷氨酸L-谷氨酸：NAD+L-谷氨酸+H2O+NAD+???脫氫酶氧化還原酶α-酮戊二酸+NH3

+NADHEC2.6.1.1天冬氨酸氨L-天冬氨酸：α-酮L-天冬氨酸+α-酮戊二酸???基轉(zhuǎn)移酶戊二酸氨基轉(zhuǎn)移酶草酰乙酸+L-谷氨酸EC3.5.3.1精氨酸酶L-精氨酸脒基水解酶L-精氨酸+H2O???L-鳥氨酸+尿素EC4.1.2.13果糖二磷酸D-果糖1，6-二磷酸：D-果糖1，6-二磷酸???醛縮酶D-甘油醛3-磷酸裂合酶磷酸二羥丙酮+D-甘油醛3-磷酸EC5.3.1.9磷酸葡萄糖D-葡萄糖6-磷酸酮醇D-葡萄糖6-磷酸???異構(gòu)酶異構(gòu)酶D-果糖6-磷酸EC6.3.1.2谷氨酰胺L-谷氨酸：氨連接酶ATP+L-谷氨酸+NH3???合成酶ADP+磷酸+L-谷氨酰胺第二節(jié)酶的分子結(jié)構(gòu)與功能TheMolecularStructureandFunctionofEnzyme一、酶的化學(xué)本質(zhì)與分子組成（一）酶的化學(xué)本質(zhì)幾乎均為蛋白質(zhì)（二）酶的分子組成單純酶(simpleenzyme)結(jié)合酶(conjugatedenzyme)蛋白質(zhì)部分：酶蛋白(apoenzyme)輔助因子(cofactor)

金屬離子小分子有機(jī)化合物全酶(holoenzyme)催化活性特異性種類與性質(zhì)酶的不同形式

單體酶(monomericenzyme)：僅具有三級(jí)結(jié)構(gòu)的酶。寡聚酶(oligomericenzyme)：由多個(gè)相同或不同亞基以非共價(jià)鍵連接組成的酶。多酶體系(multienzymesystem)：由幾種不同功能的酶彼此聚合形成的多酶復(fù)合物。多功能酶(multifunctionalenzyme)或串聯(lián)酶(tandemenzyme)：一些多酶體系在進(jìn)化過(guò)程中由于基因的融合，多種不同催化功能存在于一條多肽鏈中，這類酶稱為多功能酶。溶菌酶單體酶糖原磷酸化酶

寡聚酶HSCoANAD+

丙酮酸脫氫酶復(fù)合體E1：丙酮酸脫氫酶E2：二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶E3：二氫硫辛酰胺脫氫酶多酶體系

脂肪酸合成酶

多功能酶二、酶蛋白的結(jié)構(gòu)

必需基團(tuán)(essentialgroup)酶分子中氨基酸殘基側(cè)鏈的化學(xué)基團(tuán)中，一些與酶活性密切相關(guān)的化學(xué)基團(tuán)。胰凝乳蛋白酶的結(jié)構(gòu)酶的活性中心

(activecenter)或稱活性部位(activesite)，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?；钚灾行膬?nèi)的必需基團(tuán)結(jié)合基團(tuán)(bindinggroup)與底物相結(jié)合催化基團(tuán)(catalyticgroup)催化底物轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物活性中心外的必需基團(tuán)位于活性中心以外，維持酶活性中心應(yīng)有的空間構(gòu)象所必需。結(jié)合基團(tuán)酶的結(jié)合基團(tuán)決定酶反應(yīng)的專一性。

催化基團(tuán)

催化基團(tuán)決定酶所催化反應(yīng)的性質(zhì)

溶菌酶

底物

結(jié)合基團(tuán)催化基團(tuán)

活性中心

活性中心以外的必需基團(tuán)溶菌酶的活性中心

（一）輔助因子分類（按其與酶蛋白結(jié)合的緊密程度）

輔酶(coenzyme):與酶蛋白結(jié)合疏松，可用透析或超濾的方法除去。

輔基(prostheticgroup):與酶蛋白結(jié)合緊密，不能用透析或超濾的方法除去。三、酶輔助因子與功能（一）輔助因子分類（按輔助因子種類）金屬離子小分子有機(jī)化合物蛋白質(zhì)金屬離子

金屬酶(metalloenzyme):結(jié)合緊密金屬激活酶(metal-activatedenzyme):必需但不緊密作用

中和陰離子,

降低反應(yīng)中的靜電斥力穩(wěn)定酶的構(gòu)象參與催化反應(yīng)，傳遞電子在酶與底物間起橋梁作用（二）輔助因子功能細(xì)胞色素

C氧化酶金屬酶

RNA聚合酶金屬激酶

小分子有機(jī)化合物

在反應(yīng)中起運(yùn)載體的作用，傳遞電子、質(zhì)子或其它基團(tuán).尼克酰胺（維生素PP之一）尼克酰胺（維生素PP之一）維生素B2（核黃素）維生素B2（核黃素）維生素B1（硫胺素）泛酸硫辛酸維生素B12生物素吡哆醛（維生素B6之一）葉酸NAD+（尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸，輔酶I）NADP+（尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸，輔酶II）FMN（黃素單核苷酸）FAD（黃素腺嘌呤二核苷酸）TPP（焦磷酸硫胺素）輔酶A（CoA）硫辛酸鈷胺素輔酶類生物素磷酸吡哆醛四氫葉酸氫原子（質(zhì)子）醛基?；榛趸及被谆?、甲烯基、甲炔基、甲?；纫惶紗挝凰木S生素名稱小分子有機(jī)化合物(輔酶或輔基)轉(zhuǎn)移的基團(tuán)尼克酰胺（維生素PP之一）尼克酰胺（維生素PP之一）維生素B2（核黃素）維生素B2（核黃素）維生素B1（硫胺素）泛酸硫辛酸維生素B12生物素吡哆醛（維生素B6之一）葉酸NAD+（尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸，輔酶I）NADP+（尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸，輔酶II）FMN（黃素單核苷酸）FAD（黃素腺嘌呤二核苷酸）TPP（焦磷酸硫胺素）輔酶A（CoA）硫辛酸鈷胺素輔酶類生物素磷酸吡哆醛四氫葉酸氫原子（質(zhì)子）醛基?；榛趸及被谆⒓紫┗⒓兹不?、甲酰基等一碳單位所含的維生素名稱小分子有機(jī)化合物(輔酶或輔基)轉(zhuǎn)移的基團(tuán)小分子有機(jī)化合物在催化中的作用1.轉(zhuǎn)移氫原子（質(zhì)子）VitPP（抗癩皮病維生素）NAD+

NADP+

VitB2（核黃素）FMNFADR

R：-H2PO3

NADP+VitB2

FMN

AMPFAD

生化作用FMN、FAD氧化還原酶輔酶NAD+、NADP+多種脫氫酶（蘋果酸脫氫酶、乳酸脫氫酶）輔酶2.轉(zhuǎn)移醛基VitB1（硫胺素）

——活性形式：焦磷酸硫胺素（TPP）生化作用-酮酸氧化脫羧酶輔酶轉(zhuǎn)酮醇酶輔酶缺乏癥

——腳氣病3.轉(zhuǎn)移酰基泛酸（遍多酸）硫辛酸輔酶A（HSCoA）?；d體蛋白（ACP）泛酸?；D(zhuǎn)移酶輔酶CH2

CHH2CS

S

（CH2）4

HOOCCH2

CHH2CSH

SH

（CH2）4

HOOC氧化型還原型4.轉(zhuǎn)移烷基VitB12（鈷胺素）

——活性形式：甲基鈷胺素

5-脫氧腺苷鈷胺素缺乏癥

——巨幼紅細(xì)胞貧血、神經(jīng)疾患5-脫氧腺苷鈷胺素5.轉(zhuǎn)移二氧化碳生物素生化作用

——多種羧化酶（丙酮酸羧化酶、乙酰CoA羧化酶）輔酶缺乏癥

——惡心、嘔吐、食欲不振6.轉(zhuǎn)移氨基VitB6——包括吡哆醇、吡哆醛、吡哆胺活性形式：磷酸吡哆醛磷酸吡哆胺磷酸吡哆醛作用轉(zhuǎn)氨酶、脫羧酶輔酶ALA合酶7.轉(zhuǎn)移一碳單位葉酸（蝶酰谷氨酸）

——活性形式：四氫葉酸（FH4）一碳單位

——包括甲基、甲烯基、甲炔基、甲?；啺奔谆狈ΠY：巨幼紅細(xì)胞性貧血

四、酶原與酶原的激活酶原(zymogen)有些酶在細(xì)胞內(nèi)合成或初分泌時(shí)只是酶的無(wú)活性前體，此前體物質(zhì)稱為酶原。

酶原的激活在一定條件下，酶原向有活性酶轉(zhuǎn)化的過(guò)程。酶原激活的機(jī)理

酶原分子構(gòu)象發(fā)生改變形成或暴露出酶的活性中心

一個(gè)或幾個(gè)特定的肽鍵斷裂，水解掉一個(gè)或幾個(gè)短肽在特定條件下甘異賴?yán)i天天天天纈組絲SSSS46183腸激酶胰蛋白酶賴?yán)i天天天天甘異纈組絲SSSS活性中心胰蛋白酶原的激活過(guò)程

酶原激活的生理意義避免細(xì)胞產(chǎn)生的酶對(duì)細(xì)胞進(jìn)行自身消化，并使酶在特定的部位和環(huán)境中發(fā)揮作用，保證體內(nèi)代謝正常進(jìn)行。有的酶原可以視為酶的儲(chǔ)存形式。在需要時(shí)，酶原適時(shí)地轉(zhuǎn)變成有活性的酶，發(fā)揮其催化作用。第三節(jié)酶促反應(yīng)的機(jī)理TheMechanismofEnzyme-CatalyzedReaction一、中間復(fù)合物學(xué)說(shuō)E+SE+PES二、誘導(dǎo)契合假說(shuō)(induced-fithypothesis)

酶與底物相互接近時(shí)，其結(jié)構(gòu)相互誘導(dǎo)、相互變形和相互適應(yīng)，進(jìn)而相互結(jié)合。這一過(guò)程稱為酶-底物結(jié)合的誘導(dǎo)契合假說(shuō)。底物羧肽酶的誘導(dǎo)契合

三、酶作用高效率的機(jī)理1.趨近效應(yīng)和定向效應(yīng)

酶可以將它的底物結(jié)合在它的活性部位,使底物間靠近,造成在反應(yīng)系統(tǒng)的某一局部區(qū)域，底物濃度增高，則反應(yīng)速度也隨之提高.

靠近具有一定的取向，這樣反應(yīng)物分子才被作用，大大增加了ES復(fù)合物進(jìn)入活化狀態(tài)的機(jī)率.2.張力作用

結(jié)合也可對(duì)底物產(chǎn)生張力作用，使底物扭曲，促進(jìn)ES進(jìn)入活性狀態(tài),敏感鍵易于斷裂和促使新鍵形成。3.酸堿催化作用

酶的活性中心具有某些氨基酸殘基的R基團(tuán)，這些基團(tuán)往往是良好的質(zhì)子供體或受體，在水溶液中這些廣義的酸性基團(tuán)或廣義的堿性基團(tuán)對(duì)許多化學(xué)反應(yīng)是有力的催化劑。4.共價(jià)催化作用

某些酶能與底物形成極不穩(wěn)定的、共價(jià)結(jié)合的ES復(fù)合物，這些復(fù)合物比無(wú)酶存在時(shí)更容易進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。

第四節(jié)

酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)KineticsofEnzyme-CatalyzedReaction概念研究各種因素對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響，并加以定量的闡述。影響因素包括有酶濃度、底物濃度、pH、溫度、抑制劑、激活劑等?！芯恳环N因素的影響時(shí)，其余各因素均恒定。一、底物濃度對(duì)反應(yīng)速度的影響

研究前提

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(lái)表示反應(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)速度底物濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于酶濃度

在其他因素不變的情況下，底物濃度對(duì)反應(yīng)速度的影響呈矩形雙曲線關(guān)系。[S]VVmax當(dāng)?shù)孜餄舛容^低時(shí)反應(yīng)速度與底物濃度成正比；反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)。[S]VVmax隨著底物濃度的增高反應(yīng)速度不再成正比例加速；反應(yīng)為混合級(jí)反應(yīng)。[S]VVmax當(dāng)?shù)孜餄舛雀哌_(dá)一定程度反應(yīng)速度不再增加，達(dá)最大速度；反應(yīng)為零級(jí)反應(yīng)（一）米－曼氏方程式※1913年Michaelis和Menten提出反應(yīng)速度與底物濃度關(guān)系的數(shù)學(xué)方程式，即米－曼氏方程式，簡(jiǎn)稱米氏方程式(Michaelisequation)。ＶVmax[S]Km+[S]＝──米－曼氏方程式推導(dǎo)基于兩個(gè)假設(shè)：

E與S形成ES復(fù)合物的反應(yīng)是快速平衡反應(yīng)，而ES分解為E及P的反應(yīng)為慢反應(yīng)，反應(yīng)速度取決于慢反應(yīng)即

V＝k3[ES]。(1)S的總濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于E的總濃度，因此在反應(yīng)的初始階段，S的濃度可認(rèn)為不變即[S]＝[St]。推導(dǎo)過(guò)程穩(wěn)態(tài)：是指ES的生成速度與分解速度相等，即[ES]恒定。K1([Et]－[ES])[S]＝K2[ES]+K3[ES](2)＝([Et]－[ES])[S]K2+K3[ES]K1整理得：K2+K3＝Km

（米氏常數(shù)）

K1令：則(2)變?yōu)?([Et]－[ES])[S]＝Km[ES][ES]＝───[Et][S]Km+[S](3)

整理得:將(3)代入(1)得K3[Et][S]Km+[S](4)

V＝────當(dāng)?shù)孜餄舛群芨?，將酶的活性中心全部飽和時(shí)，即[Et]＝[ES]，反應(yīng)達(dá)最大速度Vmax＝K3[ES]＝K3[Et](5)將(5)代入(4)得米氏方程式：Vmax[S]Km+[S]V＝────

Km值的推導(dǎo)當(dāng)反應(yīng)速度為最大反應(yīng)速度一半時(shí)2＝Km+[S]

Vmax

Vmax[S]Km＝[S]VmaxV[S]KmVmax/2∴Km值等于酶促反應(yīng)速度為最大反應(yīng)速度一半時(shí)的底物濃度，單位是mol/L。（二）Km與Vmax的意義

Km值①Km等于酶促反應(yīng)速度為最大反應(yīng)速度一半時(shí)的底物濃度。②意義：a)

Km是酶的特征性常數(shù)之一；b)

Km可近似表示酶對(duì)底物的親和力；c)

同一酶對(duì)于不同底物有不同的Km值。

Vmax定義：Vm是酶完全被底物飽和時(shí)的反應(yīng)速度，與酶濃度成正比。意義：Vmax=K3[E]如果酶的總濃度已知，可從Vmax計(jì)算酶的轉(zhuǎn)換數(shù)(turnovernumber)，即動(dòng)力學(xué)常數(shù)K3。酶的轉(zhuǎn)換數(shù)定義—

當(dāng)酶被底物充分飽和時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)每個(gè)酶分子催化底物轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)物的分子數(shù)。意義—

可用來(lái)比較每單位酶的催化能力。

（三）Ｋm值與Ｖmax值的測(cè)定1.雙倒數(shù)作圖法(doublereciprocalplot)，又稱為林-貝氏(Lineweaver-Burk)作圖法

Vmax[S]Km+[S]V=兩邊同取倒數(shù)

（林－貝氏方程）+1/V=KmVmax

1/Vmax1/[S]-1/Km

1/Vmax1/[S]1/V2.Hanes作圖法在林－貝氏方程基礎(chǔ)上，兩邊同乘[S][S]/V=Km/Vmax

+[S]/Vmax

[S][S]/V-Km

Km/Vm

二、酶濃度對(duì)反應(yīng)速度的影響當(dāng)[S]＞＞[E]，酶可被底物飽和的情況下，反應(yīng)速度與酶濃度成正比。關(guān)系式為：V=K3[E]0V[E]當(dāng)[S]>>[E]時(shí)，Vmax

=k3[E]酶濃度對(duì)反應(yīng)速度的影響

三、pH對(duì)反應(yīng)速度的影響最適pH

酶催化活性最大時(shí)的環(huán)境pH0酶活性pH

pH對(duì)某些酶活性的影響

胃蛋白酶

淀粉酶

膽堿酯酶

246810四、溫度對(duì)反應(yīng)速度的影響雙重影響溫度升高,反應(yīng)速度升高蛋白在升高溫度過(guò)程中可能變性最適溫度酶促反應(yīng)最快時(shí)的環(huán)境溫度低溫應(yīng)用酶活性0.51.02.01.50102030405060溫度oC溫度對(duì)淀粉酶活性的影響

五、激活劑對(duì)反應(yīng)速度的影響激活劑(activator)使酶由無(wú)活性變?yōu)橛谢钚曰蚴姑富钚栽黾拥奈镔|(zhì)。?必需激活劑(essentialactivator)?非必需激活劑(non-essentialactivator)六、抑制劑對(duì)反應(yīng)速度的影響酶的抑制劑(inhibitor)凡能使酶的催化活性下降而不引起酶蛋白變性的物質(zhì)稱為酶的抑制劑。

區(qū)別于酶的變性

抑制劑對(duì)酶有一定選擇性引起變性的因素對(duì)酶沒(méi)有選擇性

抑制作用的類型不可逆性抑制(irreversibleinhibition)可逆性抑制(reversibleinhibition)：競(jìng)爭(zhēng)性抑制(competitiveinhibition)非競(jìng)爭(zhēng)性抑制(non-competitiveinhibition)反競(jìng)爭(zhēng)性抑制(uncompetitiveinhibition)(一)不可逆性抑制作用*概念抑制劑通常以共價(jià)鍵與酶活性中心的必需基團(tuán)相結(jié)合，使酶失活。

*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)

有機(jī)磷化合物羥基酶失活的酶酸ROR'OPOX+HOEROR'OPOOE+HX路易士氣巰基酶失活的酶酸ClAsClCHCHCl+ESHSHESAsSCHCHCl+2HCl失活的酶BAL巰基酶BAL與砷劑結(jié)合物ESSAsCHCHCl+CH2SHCHSHCH2OHESHSH+CH2SCHSCH2OHAsCHCHCl（二）可逆性抑制作用*概念抑制劑通常以非共價(jià)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。*類型競(jìng)爭(zhēng)性抑制非競(jìng)爭(zhēng)性抑制反競(jìng)爭(zhēng)性抑制

１.競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用定義抑制劑與底物的結(jié)構(gòu)相似，能與底物競(jìng)爭(zhēng)酶的活性中心，從而阻礙酶底物復(fù)合物的形成，使酶的活性降低。這種抑制作用稱為競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用。

反應(yīng)模式+IEIE+SE+PES+++EESIESEIEP

無(wú)抑制劑

1/V

1/[S]抑制劑↑

*特點(diǎn)

I與S結(jié)構(gòu)類似，競(jìng)爭(zhēng)酶的活性中心；抑制程度取決于抑制劑與酶的相對(duì)親和力及底物濃度；動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)：Vmax不變，表觀Km增大。舉例

丙二酸與琥珀酸競(jìng)爭(zhēng)琥珀酸脫氫酶琥珀酸琥珀酸脫氫酶FADFADH2延胡索酸COOHCH2CH2COOH

磺胺類藥物的抑菌機(jī)制與對(duì)氨基苯甲酸競(jìng)爭(zhēng)二氫葉酸合成酶二氫蝶呤啶＋對(duì)氨基苯甲酸＋谷氨酸二氫葉酸合成酶二氫葉酸COOH

H2N

2.非競(jìng)爭(zhēng)性抑制*反應(yīng)模式E+SESE+P+IEI+SEIS+I+

S－S+

S－S+ESIEIEESEP*特點(diǎn)抑制劑與酶活性中心外的必需基團(tuán)結(jié)合，底物與抑制劑之間無(wú)競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系；抑制程度取決于抑制劑的濃度；動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)：Vmax降低，表觀Km不變。1/V1/[S]無(wú)抑制劑抑制劑↑３.反競(jìng)爭(zhēng)性抑制*反應(yīng)模式E+SE+PES+IESI++ESESESIEP*特點(diǎn)：抑制劑只與酶－底物復(fù)合物結(jié)合；抑制程度取決與抑制劑的濃度及底物的濃度；動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)：Vmax降低，表觀Km降低。抑制劑↑1/V1/[S]無(wú)抑制劑各種可逆性抑制作用的比較

動(dòng)力學(xué)參數(shù)表觀KmKm增大不變減小最大速度Vmax不變降低降低林-貝氏作圖斜率Km/Vmax增大增大不變縱軸截距1/Vmax不變?cè)龃笤龃髾M軸截距-1/Km增大不變減小與I結(jié)合的組分EE、ESES作用特征無(wú)抑制劑競(jìng)爭(zhēng)性抑制非競(jìng)爭(zhēng)性抑制反競(jìng)爭(zhēng)性抑制第五節(jié)

酶分離純化和活力測(cè)定PurificationandActivityAssayofEnzyme一、酶的分離與純化常以微生物發(fā)酵方法獲得方法同蛋白質(zhì)分離純化注意每步反應(yīng)監(jiān)測(cè)酶的活性二、酶的活力測(cè)定及活力單位酶的活性是指酶催化化學(xué)反應(yīng)的能力，其衡量的標(biāo)準(zhǔn)是酶促反應(yīng)速度。酶促反應(yīng)速度可在適宜的反應(yīng)條件下，用單位時(shí)間內(nèi)底物的消耗或產(chǎn)物的生成量來(lái)表示。酶的活性單位是衡量酶活力大小的尺度，它反映在規(guī)定條件下，酶促反應(yīng)在單位時(shí)間（s、min或h）內(nèi)生成一定量（mg、μg、μmol等）的產(chǎn)物或消耗一定數(shù)量的底物所需的酶量。

國(guó)際單位(IU)在特定的條件下，每分鐘催化1μmol底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物所需的酶量為一個(gè)國(guó)際單位。催量單位(katal)１催量(kat)是指在特定條件下，每秒鐘使１mol底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物所需的酶量。

kat與IU的換算：1IU=16.67×10-9

kat第六節(jié)重要的酶類

TheImportantEnzymes一、寡聚酶定義

——由多個(gè)相同或不同亞基以非共價(jià)鍵連接組成的酶。類型相同亞基不同亞基RRCC

無(wú)活性

cAMP

有活性蛋白激酶PKA亞基的聚合和解聚實(shí)現(xiàn)活性調(diào)節(jié)二、同工酶*定義同工酶(isoenzyme)是指催化相同的化學(xué)反應(yīng)，而酶蛋白的分子結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)乃至免疫學(xué)性質(zhì)不同的一組酶。*舉例：乳酸脫氫酶(LDH1～

LDH5)HHHHHHHMHHMMHMMMMMMMLDH1

(H4)LDH2(H3M)LDH3(H2M2)LDH4(HM3)LDH5

(M4)乳酸脫氫酶的同工酶*生理及臨床意義在代謝調(diào)節(jié)上起著重要的作用；用于解釋發(fā)育過(guò)程中階段特有的代謝特征；同工酶譜的改變有助于對(duì)疾病的診斷；同工酶可以作為遺傳標(biāo)志，用于遺傳分析研究。心肌梗死和肝病病人血清LDH同工酶譜的變化1酶活性心肌梗死酶譜正常酶譜肝病酶譜2345三、誘導(dǎo)酶定義

——可由某些物質(zhì)誘導(dǎo)產(chǎn)生的酶。本質(zhì)

——酶含量被誘導(dǎo)增加舉例長(zhǎng)期服用安眠藥肝藥酶含量四、調(diào)節(jié)酶共價(jià)調(diào)節(jié)酶變構(gòu)酶（一）共價(jià)調(diào)節(jié)酶共價(jià)修飾(covalentmodification)

在其他酶的催化作用下，某些酶蛋白肽鏈上的一些基團(tuán)可與某種化學(xué)基團(tuán)發(fā)生可逆的共價(jià)結(jié)合，從而改變酶的活性，此過(guò)程稱為共價(jià)修飾。常見(jiàn)類型磷酸化與脫磷酸化（最常見(jiàn)）乙?；兔撘阴；谆兔摷谆佘栈兔撓佘栈璖H與－S－S互變

酶的磷酸化與脫磷酸化

-OHThrSerTyr酶蛋白ATPADP蛋白激酶ThrSerTyr-O-PO32-酶蛋白H2OPi磷蛋白磷酸酶（二）變構(gòu)酶變構(gòu)調(diào)節(jié)(allostericregulation)一些代謝物可與某些酶分子活性中心外的某部分可逆地結(jié)合，使酶構(gòu)象改變，從而改變酶的催化活性，此種調(diào)節(jié)方式稱變構(gòu)調(diào)節(jié)。變構(gòu)酶(allostericenzyme)變構(gòu)部位(allostericsite)變構(gòu)效應(yīng)劑(allosteric

effector)變構(gòu)激活劑變構(gòu)抑制劑*特點(diǎn)常含多個(gè)亞基，催化部位和調(diào)節(jié)部位可位于同一亞基內(nèi)，也可在不同亞基內(nèi)存在協(xié)同效應(yīng)當(dāng)一個(gè)配體（調(diào)節(jié)物或底物）與酶蛋白結(jié)合后，可影響另一個(gè)配體和酶的結(jié)合。若效應(yīng)劑是底物本身，[S]與v之間呈S曲線關(guān)系協(xié)同效應(yīng)同種效應(yīng)：相同配體受影響異種效應(yīng)：不同配體受影響正協(xié)同：促進(jìn)后面的結(jié)合負(fù)協(xié)同：抑制后面的結(jié)合[S]V變構(gòu)酶的Ｓ形曲線變構(gòu)激活變構(gòu)抑制

無(wú)變構(gòu)效應(yīng)劑

第七節(jié)酶與醫(yī)學(xué)的關(guān)系

TheRelationofEnzymeandMedicine

一、酶與疾病的關(guān)系(一)酶與疾病的發(fā)生酶缺乏或異常引起的疾病

酶