酶的生物有機(jī)化學(xué)洛陽師院化學(xué)系有機(jī)化學(xué)教研室第五章1.酶的概念酶是一類由活性細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用和高度專注性的特殊蛋白質(zhì)。簡單說，酶是一類由活性細(xì)胞產(chǎn)生的生物催化劑。一、酶的概念2.酶催化作用的特點(diǎn)(1)酶和普通催化劑的共性：加快反響速度；不改動平衡常數(shù)；本身不參與反響。(2)酶催化作用特性：條件溫暖：常溫、常壓、pH=7；高效率：反響速度與不加催化劑相比可提高108～1020，與加普通催化劑相比可提高107～1013；專注性：即酶只能對特定的一種或一類底物起作用，這種專注性是由酶蛋白的立體構(gòu)造所決議的?？煞譃椋航^對專注性：有些酶只作用于一種底物，催化一個反響，而不作用于任何其它物質(zhì)。相對專注性：這類酶對構(gòu)造相近的一類底物都有作用。包括鍵專注性和簇〔基團(tuán)〕專注性。立體異構(gòu)專注性：這類酶不能區(qū)分底物不同的立體異構(gòu)體，只對其中的某一種構(gòu)型起作用，而不催化其他異構(gòu)體。包括旋光異構(gòu)專注性和幾何異構(gòu)專注性。易變敏感性：易受各種要素的影響，在活細(xì)胞內(nèi)遭到精細(xì)嚴(yán)厲的調(diào)理控制。二、酶的化學(xué)本質(zhì)及構(gòu)造功能特點(diǎn)1.開展史(1)酶是蛋白質(zhì):1926年,JamesSummer由刀豆制出脲酶結(jié)晶確立酶是蛋白質(zhì)的觀念，其具有蛋白質(zhì)的一切性質(zhì)。(2)核酶的發(fā)現(xiàn)：1981～1982年，ThomasR.Cech實驗發(fā)現(xiàn)有催化活性的天然RNA—Ribozyme。L19RNA和核糖核酸酶P的RNA組分具有酶活性是兩個最著名的例子。1955年，發(fā)現(xiàn)DNA的催化活性。(3)抗體酶〔abzyme〕：1986年，RichardLerrur和PeterSchaltz運(yùn)用單克隆抗體技術(shù)制備了具有酶活性的抗體〔catalyticantibody〕。酶單成份酶：脲酶、蛋白酶、淀粉酶、核糖核酸酶等。雙成份酶酶蛋白輔因子〔簡單蛋白質(zhì)〕〔結(jié)合蛋白質(zhì)〕〔apoenzyme〕〔cofacter)輔酶〔coenzyme)輔基(prostheticgroup)全酶(holoenzyme〕=酶蛋白+輔因子2.酶的組成3.酶的輔因子酶的輔因子是酶的對熱穩(wěn)定的非蛋白小分子物質(zhì)部分，其主要作用是作為電子、原子或某些基團(tuán)的載體參與反響并促進(jìn)整個催化過程。(1)傳送電子體：如卟啉鐵、鐵硫簇；(2)傳送氫〔遞氫體〕：如FMN/FAD、NAD/NADP、C0Q、硫辛酸；(3)傳送?；w：如C0A、TPP、硫辛酸；(4)傳送一碳基團(tuán)：如四氫葉酸；(5)傳送磷酸基：如ATP，GTP；(6)其它作用：轉(zhuǎn)氨基，如VB6；傳送CO2，如生物素。維生素和輔酶維生素是機(jī)體維持正常生命活動所必不可少的一類小分子有機(jī)物質(zhì)。多數(shù)維生素維生素作為輔酶和輔基的組成成分，參與體內(nèi)的物質(zhì)代謝。維生素普通習(xí)慣分為脂溶性和水溶性兩大類。其中脂溶性維生素在體內(nèi)可直接參與代謝的調(diào)理作用，而水溶性維生素是經(jīng)過轉(zhuǎn)變成輔酶對代謝起調(diào)理作用。某些小分子有機(jī)化合物與酶蛋白結(jié)合在一同并協(xié)同實施催化作用，這類分子被稱為輔酶〔或輔基〕。輔酶是一類具有特殊化學(xué)構(gòu)造和功能的化合物。參與的酶促反響主要為氧化-復(fù)原反響或基團(tuán)轉(zhuǎn)移反響。大多數(shù)輔酶的前體主要是水溶性B族維生素。許多維生素的生理功能與輔酶的作用親密相關(guān)。脂溶性維生素維生素A,D,E,K均溶于脂類溶劑，不溶于水，在食物中通常與脂肪一同存在，吸收它們，需求脂肪和膽汁酸。維生素A維生素A分A1,A2兩種，是不飽和一元醇類。維生素A1又稱為視黃醇，A2稱為脫氫視黃醇。主要功能：維持上皮組織安康及正常視覺，促進(jìn)年幼動物的正常生長。維生素D維生素D是固醇類化合物，主要有D2,D3,D4,D5。其中D2,D3活性最高。維生素D的構(gòu)造在生物體內(nèi)，D2和D3本身不具有生物活性。它們在肝臟和腎臟中進(jìn)展羥化后，構(gòu)成1，25-二羥基維生素D。其中1，25-二羥基維生素D3是生物活性最強(qiáng)的。主要功能：調(diào)理鈣、磷代謝，維持血液中鈣、磷濃度正常，促使骨骼正常發(fā)育。維生素E維生素E又叫做生育酚，目前發(fā)現(xiàn)的有6種，其中，，，四種有生理活性。主要功能：具有抗氧化劑的功能，可作為食品添加劑運(yùn)用，還可維護(hù)細(xì)胞膜的完好性；同時還有抗不育的作用。維生素K維生素K有3種：K1,K2,K3。其中K3是人工合成的。維生素K是2-甲基萘醌的衍生物。主要功能：促進(jìn)肝臟合成凝血酶原，促進(jìn)血液的凝固。水溶性維生素維生素B1和羧化輔酶維生素B1又稱硫胺素，在體內(nèi)以焦磷酸硫胺素(TPP)方式存在。缺乏時表現(xiàn)出多發(fā)性神經(jīng)炎、皮膚麻木、心力衰竭、四肢無力、下肢水腫。焦磷酸硫胺素(TPP)是脫羧酶的輔酶，催化丙酮酸或α–酮戊二酸的氧化脫羧反響，所以又稱為羧化輔酶。維生素B2和黃素輔酶維生素B2又稱核黃素，由核糖醇和6，7-二甲基異咯嗪兩部分組成。缺乏時組織呼吸減弱，代謝強(qiáng)度降低。主要病癥為口腔發(fā)炎，舌炎、角膜炎、皮炎等。FAD(黃素-腺嘌呤二核苷酸)和FMN(黃素單核苷酸)是核黃素(維生素B2)的衍生物。它們在脫氫酶催化的氧化-復(fù)原反響中，起著電子和質(zhì)子的傳送體作用。泛酸和輔酶A〔CoA〕維生素B3又稱泛酸，是由,-二羥基---二甲基丁酸和一分子-丙氨酸縮合而成。輔酶A是生物體內(nèi)代謝反響中乙?；傅妮o酶，它是含泛酸的復(fù)合核苷酸。它的重要生理功能是傳送酰基，是構(gòu)成代謝中間產(chǎn)物的重要輔酶。維生素PP和輔酶I、輔酶II維生素PP包括尼克酸〔又稱煙酸〕和尼克酰胺〔又稱煙酰胺〕兩種物質(zhì)。在體內(nèi)主要以尼克酰胺方式存在，尼克酸是尼克酰胺的前體。尼克酸尼克酰胺維生素PP能維持神經(jīng)組織的安康。缺乏時表現(xiàn)出神運(yùn)營養(yǎng)妨礙，出現(xiàn)皮炎。NAD+(煙酰胺-腺嘌呤二核苷酸，又稱為輔酶I)和NADP+(煙酰胺-腺嘌呤磷酸二核苷酸,又稱為輔酶II)是維生素?zé)燉０返难苌铮鼈兪嵌喾N重要脫氫酶的輔酶。維生素B6和磷酸吡哆醛維生素B6包括吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺。維生素B6在體內(nèi)經(jīng)磷酸化作用轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的磷酸脂，參與代謝的主要的是磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺。磷酸吡哆醛是氨基酸轉(zhuǎn)氨作用、脫羧作用和消旋作用的輔酶。生物素生物素是B族維生素B7，它是多種羧化酶的輔酶。生物素的功能是作為CO2的遞體，在生物合成中起傳送和固定CO2的作用。葉酸和葉酸輔酶維生素B11又稱葉酸，作為輔酶的是葉酸加氫的復(fù)原產(chǎn)物四氫葉酸。四氫葉酸的主要作用是作為一碳基團(tuán)，如-CH3,-CH2-,-CHO等的載體，參與多種生物合成過程。維生素B12和B12輔酶維生素B12又稱為鈷胺素。維生素B12分子中與Co+相連的CN基被5’-脫氧腺苷所取代，構(gòu)成維生素B12輔酶。維生素B12輔酶的主要功能是作為變位酶的輔酶，催化底物分子內(nèi)基團(tuán)(主要為甲基)的變位反響。維生素C維生素C能防治壞血病，故又稱抗壞血酸。在體內(nèi)參與氧化復(fù)原反響，羥化反響。人體不能合成。硫辛酸硫辛酸是少數(shù)不屬于維生素的輔酶。硫辛酸是6,8-二硫辛酸，有兩種方式：即硫辛酸〔氧化型〕和二氫硫辛酸〔復(fù)原型〕。輔酶Q〔CoQ〕輔酶Q又稱為泛醌，廣泛存在與動物和細(xì)菌的線粒體中。輔酶Q的活性部分是它的醌環(huán)構(gòu)造，主要功能是作為線粒體呼吸鏈氧化-復(fù)原酶的輔酶，在酶與底物分子之間傳送電子。4.酶構(gòu)造與功能特點(diǎn)蛋白質(zhì)的構(gòu)造特點(diǎn)：一級、二級、三級、四級構(gòu)造根據(jù)構(gòu)造不同酶可分為：單體酶：只需單一的三級構(gòu)造蛋白質(zhì)構(gòu)成。寡聚酶：由多個〔兩個以上〕具有三級構(gòu)造的亞基聚合而成。多酶復(fù)合體：由幾個功能相關(guān)的酶嵌合而成的復(fù)合體。與催化作用相關(guān)的構(gòu)造特點(diǎn)(1)活性中心：酶分子中直接和底物結(jié)合并起催化反響的空間局限〔部位〕。

結(jié)合部位(Bindingsite)：酶分子中與底物結(jié)合的部位或區(qū)域普通稱為結(jié)合部位。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。結(jié)合部位決議酶的專注性，催化部位決議酶所催化反響的性質(zhì)。

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，對酶起激活或抑制造用(2)必需基團(tuán)：酶表現(xiàn)催化活性不可短少的基團(tuán)。親核性基團(tuán)：絲氨酸的羥基，半胱氨酸的巰基和組氨酸的咪唑基。酸堿性基團(tuán)：門冬氨酸和谷氨酸的羧基，賴氨酸的氨基，酪氨酸的酚羥基，組氨酸的咪唑基和半胱氨酸的巰基等。親核性基團(tuán)酸堿性基團(tuán)(3)酶原和酶原的激活：酶原：沒有活性的酶的前體。酶原的激活：酶原在一定條件下經(jīng)適當(dāng)?shù)奈镔|(zhì)作用可轉(zhuǎn)變成有活性的酶。酶原轉(zhuǎn)變成酶的過程稱為酶原的激活。本質(zhì)：酶原的激活本質(zhì)上是酶活性部位構(gòu)成或暴露的過程。(4)同功酶：能催化同一化學(xué)反響的一類酶。活性中心類似或一樣：催化同一化學(xué)反響。分子構(gòu)造不同：理化性質(zhì)和免疫學(xué)性質(zhì)不同。三、酶的分類及命名1.酶的分類氧化-復(fù)原酶Oxidoreductase氧化-復(fù)原酶催化氧化-復(fù)原反響。主要包括脫氫酶(Dehydrogenase)和氧化酶(Oxidase)。如，乳酸(Lactate)脫氫酶催化乳酸的脫氫反響。(2)轉(zhuǎn)移酶Transferase轉(zhuǎn)移酶催化基團(tuán)轉(zhuǎn)移反響，即將一個底物分子的基團(tuán)或原子轉(zhuǎn)移到另一個底物的分子上。

例如，谷丙轉(zhuǎn)氨酶催化的氨基轉(zhuǎn)移反響。水解酶Hydrolase水解酶催化底物的加水分解反響。主要包括淀粉酶、蛋白酶、核酸酶及脂酶等。例如，脂肪酶(Lipase)催化的脂的水解反響(4)裂解酶Lyase裂合酶催化從底物分子中移去一個基團(tuán)或原子構(gòu)成雙鍵的反響及其逆反響。主要包括醛縮酶、水化酶及脫氨酶等。例如，延胡索酸水合酶催化的反響。(5)異構(gòu)酶Isomerase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(tuán)或原子的重排過程。

例如，6-磷酸葡萄糖異構(gòu)酶催化的反響。(6)合成酶LigaseorSynthetase合成酶，又稱為銜接酶，可以催化C-C、C-O、C-N以及C-S鍵的構(gòu)成反響。這類反響必需與ATP分解反響相互偶聯(lián)。A+B+ATP+H-O-H===AB+ADP+Pi例如，丙酮酸羧化酶催化的反響丙酮酸+CO2草酰乙酸核酸酶〔催化核酸〕Ribozyme核酸酶是獨(dú)一的非蛋白酶。它是一類特殊的RNA，可以催化RNA分子中的磷酸酯鍵的水解及其逆反響。2.酶的命名(1)習(xí)慣命名法:根據(jù)其催化底物來命名；根據(jù)所催化反響的性質(zhì)來命名；結(jié)合上述兩個原那么來命名；有時在這些命名根底上加上酶的來源或其它特點(diǎn)。(2)國際系統(tǒng)命名法系統(tǒng)稱號包括底物稱號、構(gòu)型、反響性質(zhì)，最后加一個酶字。例如：習(xí)慣稱號:谷丙轉(zhuǎn)氨酶系統(tǒng)稱號:丙氨酸：-酮戊二酸氨基轉(zhuǎn)移酶酶催化的反響:谷氨酸+丙酮酸-酮戊二酸+丙氨酸1.酶催化作用的本質(zhì)：降低反響活化能2.酶催化作用的中間產(chǎn)〔絡(luò)合〕物學(xué)說在酶催化的反響中，第一步是酶與底物構(gòu)成酶－底物中間復(fù)合物。當(dāng)?shù)孜锓肿釉诿缸饔孟掳l(fā)生化學(xué)變化后，中間復(fù)合物再分解成產(chǎn)物和酶。E+S====E-SP+E許多實驗現(xiàn)實證明了E－S復(fù)合物的存在。E－S復(fù)合物構(gòu)成的速率與酶和底物的性質(zhì)有關(guān)。四、酶作用的機(jī)制3.酶與底物結(jié)合構(gòu)成中間絡(luò)合物的方式〔實際〕(1)鎖鑰假說(lockandkeyhypothesis)：以為整個酶分子的天然構(gòu)象是具有剛性構(gòu)造的，酶外表具有特定的外形。酶與底物的結(jié)合好像一把鑰匙對一把鎖一樣(2)誘導(dǎo)契合假說〔induced–fithypothesis):該學(xué)說以為酶外表并沒有一種與底物互補(bǔ)的固定外形，而只是由于底物的誘導(dǎo)才構(gòu)成了互補(bǔ)外形.4.使酶具有高效催化的要素(1)臨近定向效應(yīng)：在酶促反響中，底物分子結(jié)合到酶的活性中心，一方面底物在酶活性中心的有效濃度大大添加，有利于提高反響速度；另一方面，由于活性中心的立體構(gòu)造和相關(guān)基團(tuán)的誘導(dǎo)和定向作用，使底物分子中參與反響的基團(tuán)相互接近，并被嚴(yán)厲定向定位，使酶促反響具有高效率和專注性特點(diǎn)。(2)“張力〞和“形變〞：底物與酶結(jié)合誘導(dǎo)酶的分子構(gòu)象變化，變化的酶分子又使底物分子的敏感鍵產(chǎn)生“張力〞甚至“形變〞，從而促使酶－底物中間產(chǎn)物進(jìn)入過渡態(tài)。(3)酸堿催化：酸-堿催化可分為狹義的酸-堿催化和廣義的酸-堿催化。酶參與的酸-堿催化反響普通都是廣義的酸－堿催化方式。廣義酸－堿催化是指經(jīng)過質(zhì)子酸提供部分質(zhì)子,或是經(jīng)過質(zhì)子堿接受部分質(zhì)子的作用，到達(dá)降低反響活化能的過程。酶活性部位上的某些基團(tuán)可以作為良好的質(zhì)子供體或受體對底物進(jìn)展酸堿催化。His殘基的咪唑基是酶的酸堿催化作用中最活潑的一個催化功能團(tuán)。廣義酸基團(tuán)廣義堿基團(tuán)〔質(zhì)子供體〕〔質(zhì)子受體〕(4)共價催化：催化劑經(jīng)過與底物構(gòu)成反響活性很高的共價過渡產(chǎn)物，使反響活化能降低，從而提高反響速度的過程，稱為共價催化。酶中參與共價催化的基團(tuán)主要包括His的咪唑基，Cys的硫基，Asp的羧基，Ser的羥基等。某些輔酶，如焦磷酸硫胺素和磷酸吡哆醛等也可以參與共價催化作用。1.底物濃度對酶促反響速度影響在酶濃度，pH，溫度等條件不變的情況下研討底物濃度和反響速度的關(guān)系。如右圖所示：在低底物濃度時,反響速度與底物濃度成正比，表現(xiàn)為一級反響特征。當(dāng)?shù)孜餄舛鹊竭_(dá)一定值，幾乎一切的酶都與底物結(jié)合后，反響速度到達(dá)最大值〔Vmax〕，此時再添加底物濃度，反響速度不再添加，表現(xiàn)為零級反響。五、酶促反響的速度及其影響要素米氏方程1913年，德國化學(xué)家Michaelis和Menten根據(jù)中間產(chǎn)物學(xué)說對酶促反映的動力學(xué)進(jìn)展研討，推導(dǎo)出了表示整個反響中底物濃度和反響速度關(guān)系的著名公式，稱為米氏方程。Km—米氏常數(shù)Vmax—最大反響速度根據(jù)中間產(chǎn)物學(xué)說，酶促反響分兩步進(jìn)展:米氏方程的推導(dǎo)：米氏常數(shù)Km的意義:由米氏方程可知，當(dāng)反響速度等于最大反響速度一半時,即V=1/2Vmax,Km=[S]上式表示,米氏常數(shù)是反響速度為最大值的一半時的底物濃度。因此,米氏常數(shù)的單位為mol/L。不同的酶具有不同Km值，它是酶的一個重要的特征物理常數(shù)。Km值只是在固定的底物，一定的溫度和pH條件下，一定的緩沖體系中測定的，不同條件下具有不同的Km值。Km值表示酶與底物之間的親和程度：Km值大表示親和程度小，酶的催化活性低;Km值小表示親和程度大,酶的催化活性高。測定Km和V的方法很多，最常用的是Lineweaver–Burk的作圖法—雙倒數(shù)作圖法。1Km11=+VVmax[S]Vmax取米氏方程式的倒數(shù)方式：1/Vmax斜率=Km/Vmax-1/Km米氏常數(shù)Km的測定：2.抑制劑對酶反響的影響有些物質(zhì)能與酶分子上某些必需基團(tuán)結(jié)合〔作用),使酶的活性中心的化學(xué)性質(zhì)發(fā)生改動，導(dǎo)致酶活力下降或喪失，這種景象稱為酶的抑制造用?？梢砸鹈傅囊种圃煊玫幕衔锬敲捶Q為抑制劑〔inhibitor)。酶的抑制劑普通具備兩個方面的特點(diǎn)：a.在化學(xué)構(gòu)造上與被抑制的底物分子或底物的過渡形狀類似。b.可以與酶的活性中心以非共價或共價的方式構(gòu)成比較穩(wěn)定的復(fù)合體或結(jié)合物。抑制造用的類型：(1)不可逆抑制造用：抑制劑與酶反響中心的活性基團(tuán)以共價方式結(jié)合，引起酶的永久性失活。如有機(jī)磷毒劑二異丙基氟磷酸酯。(2)可逆抑制造用：抑制劑與酶蛋白以非共價方式結(jié)合，引起酶活性暫時性喪失。抑制劑可以經(jīng)過透析等方法被除去，并且能部分或全部恢復(fù)酶的活性。根椐抑制劑與酶結(jié)合的情況，又可以分為三類：競爭性抑制：某些抑制劑的化學(xué)構(gòu)造與底物類似，因此能與底物竟?fàn)幣c酶活性中心結(jié)合。當(dāng)抑制劑與活性中心結(jié)合后，底物被排斥在反響中心之外，其結(jié)果是酶促反響被抑制了。竟?fàn)幮砸种仆ǔ？梢越?jīng)過增大底物濃度，即提高底物的競爭才干來消除。競爭性抑制可用下式表示：有競爭性抑制劑存在時，Km值增大(1+[I]/Ki)倍，且Km值隨[I]的增高而增大；在[E]固定時，當(dāng)[S]﹥﹥Km(1+[I]/Ki),Km(1+[I]/Ki)項可忽略不計，那么v=Vmax，即最大反響速度不變。競爭性抑制造用的速度方程：競爭性抑制造用的Lineweaver–Burk圖：非競爭性抑制：酶可同時與底物及抑制劑結(jié)合，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)并不是與底物競爭與活性中心的結(jié)合，所以稱為非競爭性抑制劑。如某些金屬離子〔Cu2+、Ag+、Hg2+〕以及EDTA等，通常能與酶分子的調(diào)控部位中的-SH基團(tuán)作用，改動酶的空間構(gòu)象，引起非競爭性抑制。非竟?fàn)幮砸种撇荒芙?jīng)過增大底物濃度的方法來消除。非競爭性抑制可用下式表示：有非競爭性抑制劑存在時，V值減小(1+[I]/Ki)倍，且V值隨[I]的增高而降低；Km值不變。非競爭性抑制造用的速度方程：非競爭性抑制造用的Lineweaver–Burk圖：有反競爭性抑制劑存在時，Km和V值均減小(1+[I]/Ki)倍，且都隨[I]的增高而降低。反競爭性抑制：酶只需在與底物結(jié)合后，才干與抑制劑結(jié)合，引起酶活性下降。反競爭性抑制可用下式表示：反競爭性抑制造用的速度方程：反競爭性抑制造用的Lineweaver–Burk圖：3.激活劑對酶反響的影響凡是能提高酶活力的簡單化合物都稱為激活劑〔activator)。其中大部分是一些無機(jī)離子和小分子簡單有機(jī)物。如：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cu2+、Zn2+、Co2+、Cr2+、Fe2+、Cl-、Br-、I-、CN-、NO3-、PO4-等；這些離子可與酶分子上的氨基酸側(cè)鏈基團(tuán)結(jié)合，能夠是酶活性部位的組成部分，也能夠作為輔酶或輔基的一個組成部分起作用；普通情況下，一種激活劑對某種酶是激活劑，而對另一種酶那么起抑制造用；對于同一種酶，不同激活劑濃度會產(chǎn)生不同的作用。4.酶濃度對酶反響的影響在底物足夠過量而其它條件固定的情況下，并且反響系統(tǒng)中不含有抑制酶活性的物質(zhì)及其他不利于酶發(fā)揚(yáng)作用的要素時，酶促反響的速度和酶濃度成正比。5.溫度對酶反響的影響一方面是溫度升高,酶促反響速度加快。另一方面,溫度升高,酶的高級構(gòu)造將發(fā)生變化或變性，導(dǎo)致酶活性降低甚至喪失。因此大多數(shù)酶都有一個最適溫度。在最適溫度條件下,反響速度最大。最適溫度6.pH對酶反響的影響在一定的pH下,酶具有最大的催化活性,通常稱此pH為最適pH。7.酶的別構(gòu)〔變構(gòu)〕效應(yīng)：由于效應(yīng)物的存在，而引起酶的構(gòu)造〔構(gòu)象〕變化。別構(gòu)酶(Allostericenzyme)的特點(diǎn)：普通是寡聚酶，由多亞基組成，包括催化部位和調(diào)理〔別構(gòu)〕部位；具有別構(gòu)效應(yīng)。指酶和一個配體〔底物，調(diào)理物〕結(jié)合后可以影響酶和另一個配體〔底物〕的結(jié)合才干。一樣〔均為底物〕：同促效應(yīng)〔homotropiceffect〕不同〔效應(yīng)調(diào)理物〕：異促效應(yīng)〔heterotropiceffect〕根據(jù)配體結(jié)合后對后繼配體的影響根據(jù)配體性質(zhì)正協(xié)同效應(yīng)〔positivecooperativeeffect〕負(fù)協(xié)同效應(yīng)〔negativecooperativeeffect〕動力學(xué)特點(diǎn)：不符合米曼方程雙曲線。別構(gòu)酶與非調(diào)理酶動力學(xué)曲線的比較別構(gòu)酶舉例：天冬氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶，簡稱ATCase8.固定化酶固定化酶是經(jīng)過吸附、耦聯(lián)、交聯(lián)和包埋等物理或化學(xué)的方法把酶銜接到某種載體上，做成仍具有酶催化活性的水不溶性酶。作用特點(diǎn)：穩(wěn)定性提高，易分別，可反復(fù)運(yùn)用，提高操作的機(jī)械強(qiáng)度。六、酶的分別純化與酶活力測定1.酶的分別純化根本原那么：提取過程中防止酶變性而失去活性；防止強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、高溫暖猛烈攪拌等；要求在低溫下操作，參與的化學(xué)試劑不使酶變性，操作中參與緩沖溶液.根本操作程序：選材：微生物〔微生物發(fā)酵物:胞內(nèi)酶，胞外酶〕，動物〔動物器臟：消化酶，血液：SOD酶，尿液：尿激酶等〕,植物〔木瓜蛋白酶，菠蘿蛋白酶等〕。抽提：參與提取液提取。胞內(nèi)酶先要進(jìn)展細(xì)胞破碎〔機(jī)械研磨，超聲波破碎，反復(fù)凍融或自溶等〕，分別：先進(jìn)展凈化處置〔過濾，絮凝，離心脫色〕，再采用沉淀法分別〔鹽析法，有機(jī)溶劑沉淀法，超離心等〕。純化：可采用離子交換層析，凝膠過濾，液相色譜，親和色譜和超濾等方法。酶的制劑方式：固體：枯燥〔冰凍升華，噴霧枯燥，真空枯燥〕液體保管：低溫下短期保管。2.酶活力的測定概念酶活力：又稱為酶活性，普通把酶催化一定化學(xué)反響的才干稱為酶活力，通常以在一定條件下酶所催化的化學(xué)反響速度來表示。根本原理:酶是蛋白質(zhì)，種類多，構(gòu)造復(fù)雜多樣，普通對酶的測定，不是直接測定其酶蛋白的濃度，而是測定其催化化學(xué)反響的才干，這是基于在最優(yōu)化條件下，當(dāng)?shù)孜镒銐颉策^量〕，在酶促反響的初始階段，酶促反響的速度〔初速度〕與酶的濃度成正比〔即V=K［E］〕，故酶活力測定的是化學(xué)反響速度，一定條件下可代表酶活性分子濃度。酶活力測定酶活力測定就是測定一定量的酶，在單位時間內(nèi)產(chǎn)物(P)的生成〔添加〕量或底物〔S〕的耗費(fèi)〔減少〕量。即測定時確定三種量：①參與一定量的酶；②一定時間間隔；③物質(zhì)的增減量。測定酶活力常有以下幾種方法：在一個反響體系中，參與一定量的酶液，開場計時反響，經(jīng)一定時間反響后，終止反響，測定在這一時間間隔內(nèi)發(fā)生的化學(xué)反響量〔終止時與起始時的濃度差〕，這時測得的是初速度。在一定條件下，參與一定量底物〔規(guī)定〕，再參與適宜量的酶液，測定完成該反響〔底物反響完〕所需的時間，〔非初速度，為一平均速度〕。動態(tài)延續(xù)測定法。在反響體系中，參與酶，用儀器延續(xù)監(jiān)測整個酶促反響過程中底物的耗費(fèi)或產(chǎn)物的生成。快速反響追蹤法。近年來，追蹤極短時間〔10-3s以下〕內(nèi)反響過程的方法和安裝曾經(jīng)運(yùn)用。其代表有停流法〔stopped-flow〕和溫度躍變法〔temperaturejump〕。酶反響條件優(yōu)化：測酶活所用的反響條件應(yīng)該是最適條件，所謂最適條件包括最適溫度、最適pH、足夠大的底物濃度、適宜的離子強(qiáng)度、適當(dāng)稀釋的酶液及嚴(yán)厲的反響時間，抑制劑不可有，輔助因子不可缺。酶活力測定方法：反響計時。反響計時必需準(zhǔn)確。反響體系必需預(yù)熱至規(guī)定溫度后，參與酶液并立刻計時。反響到時，要立刻滅酶活性，終止反響，并記錄終了時間。終止酶反響，常使酶立刻變性，最常用的方法是參與三氯乙酸或過氯酸使酶蛋白沉淀，也可用SDS使酶變性，或迅速加熱使酶變性。有些酶可用非變性法來停頓反響或用破壞其輔因子來停頓反響。反響量的測定。測底物減少量或產(chǎn)物生成量均可。在反響過程中產(chǎn)物是從無到有，變化量明顯，極利于測定，所以大都測定產(chǎn)物的生成量。詳細(xì)物質(zhì)量的測定，據(jù)被測定物質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)經(jīng)過定量分析法測定。常用的方法有：光譜分析法：酶將產(chǎn)物轉(zhuǎn)變?yōu)椤仓苯踊蜷g接〕一個可用分光光度法或熒光光度法測出的化合物?；瘜W(xué)法：利用化學(xué)反響使產(chǎn)物變成一個可用某種物理方法測出的化合物，然后再反過來算出酶的活性。放射性化學(xué)法：用同位素標(biāo)志的底物，經(jīng)酶作用后生成含放射性的產(chǎn)物，在一定時間內(nèi)，生成的放射性產(chǎn)物量與酶活性成正比。3.酶活力的表示方法及計算酶活力單位酶活力可用單位時間內(nèi)單位體積中底物的減少量或產(chǎn)物的添加量表示，單位為mol/min等。酶活力單位的根本定義為：規(guī)定條件〔最適條件〕下一定時間內(nèi)催化完成一定化學(xué)反響量所需的酶量。據(jù)不同情況有幾種酶活力單位〔activityunit〕或又稱酶單位〔enzymeunit〕。國際單位：普通用活力單位U〔Unit〕表示，許多酶活力單位都是以最正確條件或某一固定條件下每分鐘催化生成1μmol產(chǎn)物所需求的酶量為一個酶活力單位。一個“Katal〞單位是指在一定條件下1秒鐘內(nèi)轉(zhuǎn)化1mol底物所需的酶量。Kat和U的換算關(guān)系：1Kat=6×107U，1U=16067nKat以上的酶單位定義中，假設(shè)底物〔S〕有一個以上可被作用的化學(xué)鍵，那么一個酶單位表示1分鐘使1μmol有關(guān)基團(tuán)轉(zhuǎn)化的酶量。假設(shè)是兩個一樣的分子參與反響，那么每分鐘催化2μmol底物轉(zhuǎn)化的酶量稱為一個酶單位。在“U〞和“kat〞酶活力單位的定義和運(yùn)用中，酶催化底物的分子量必需是知的，否那么將無法計算。習(xí)慣單位：在實踐運(yùn)用中，結(jié)果測定和運(yùn)用都比較方便、直觀，規(guī)定的酶活力單位，不同酶有各自的規(guī)定，如：①α-淀粉酶活力單位：每小時分解1g可溶性淀粉的酶量為一個酶單位?！睶B546-80〕，也有規(guī)定每小時分解1mL2%可溶性淀粉溶液為無色糊精的酶量為一個酶單位。顯然后者比前一個單位小。②糖化酶活力單位：在規(guī)定條件下，每小時轉(zhuǎn)化可溶性淀粉產(chǎn)生1mg復(fù)原糖〔以葡萄糖計〕所需的酶量為一個酶單位。③蛋白酶：規(guī)定條件下，每分鐘分解底物酪蛋白產(chǎn)生1μg酪氨酸所需的酶量。④DNA限制性內(nèi)切酶：引薦反響條件下，一小時內(nèi)可完全消化1μg純化的DNA所需的酶量。比活力〔specificactivity〕酶的比活力是每單位〔普通是mg〕蛋白質(zhì)中的酶活力單位數(shù)〔如：酶單位/mg蛋白〕，實踐運(yùn)用中也用每單位制劑中含有的酶活力數(shù)表示〔如：酶單位/mL〔液體制劑〕，酶單位/g〔固體制劑〕〕，對同一種酶來講，比活力愈高那么表示酶的純度越高〔含雜質(zhì)越少〕，所以比活力是評價酶純度高低的一個目的。在評價純化酶的純化操作中，還有一個概念就是回收率。回收率=某純化操作后的總活力/某純化操作前的總活力［總活力=比活力×總體積〔總分量〕］酶活力計算及計算舉例酶活力計算是將實驗中所用各種參數(shù)和所測得的實驗數(shù)據(jù)〔反響時間、酶液稀釋度和用量、產(chǎn)物生成量等〕換算成每毫升〔或每克〕酶制劑中所含的酶活力單位數(shù)。酶活力測定舉例：福林-酚〔Lowry〕法測定蛋白酶活力。該方法的根本原理是以酪蛋白為底物進(jìn)展反響，然后用福林-酚試劑顯色，并用光度法測定酶促反響產(chǎn)物酪氨酸的生成量。測定在初速度階段進(jìn)展，為初速度法。

本章小結(jié)一、酶酶的概念酶催化作用的特點(diǎn)共性特性：條件溫暖、高效率、專注性、易變敏感性二、酶的化學(xué)本質(zhì)及構(gòu)造功能特點(diǎn)酶：單純酶結(jié)合酶：全酶=酶蛋白+輔因子酶的輔