1、第五章 酶,(Enzyme),楊怡 教授 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院 生物化學(xué)與分子生物學(xué)系 yangyi73422,一、什么是酶,(一) 酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生的，對(duì)特異底物具有高效催化作用的蛋白質(zhì)。又稱(chēng)生物催化劑。,(二) 生物催化劑分為兩類(lèi),酶 核酶(脫氧核酶),(三) 被酶催化的物質(zhì)稱(chēng)底物(substrate,S)， 催化所生成的物質(zhì)稱(chēng)產(chǎn)物(product,P)。,(一) 單體酶：僅具有三級(jí)結(jié)構(gòu)的酶。 (二) 寡聚酶：由多個(gè)相同或不同亞基組成的酶。 (三) 多酶體系：由不同功能的酶聚合形成的多酶復(fù)合體。 (四) 多功能酶或串聯(lián)酶：具有多種不同催化功能的多酶體系稱(chēng)為多功能酶。,二、酶的不同形式,一、 酶的化學(xué)

2、組成,(二)結(jié)合酶 (conjugated enzyme)，即全酶,(一)單純酶 (simple enzyme),只有蛋白質(zhì)部分，無(wú)輔助因子的酶即單純酶。,第一節(jié) 酶的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)與功能,1.輔助因子類(lèi)型,(1) 輔酶 (coenzyme)：與酶蛋白結(jié)合疏松，可用透析或超濾的方法除去。,(2) 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。,2. 結(jié)合酶的酶蛋白與輔助因子協(xié)同作用才能發(fā)揮催化作用。,3.全酶各部分在催化反應(yīng)中的作用,(1)酶蛋白決定反應(yīng)的特異性。 (2)輔助因子決定反應(yīng)的種類(lèi)與性質(zhì)。直接對(duì)電子、原子或化學(xué)基團(tuán)進(jìn)行傳遞,4.金屬酶(m

3、etalloenzyme) 其金屬離子與酶結(jié)合緊密，提取過(guò)程中不易丟失。,5.金屬激活酶(metal-activated enzyme) 其金屬離子為酶的活性所必需，但與酶的結(jié)合不甚緊密。,6.金屬離子的作用 (1) 穩(wěn)定酶的構(gòu)象。 (2) 參與催化反應(yīng)，傳遞電子。 (3) 在酶與底物間起橋梁作用。 (4) 中和陰離子，降低反應(yīng)中的靜電斥力等。,7.小分子有機(jī)化合物的作用 反應(yīng)中起運(yùn)載體作用，傳遞電子、質(zhì)子或其他基團(tuán)。,族維生素與輔酶或輔基的關(guān)系,二、酶的活性中心,1.酶的必須基團(tuán)：酶蛋白分子中氨基酸殘基側(cè)鏈與酶的活性密切相關(guān)的基團(tuán)。,2.酶的活性中心:必須基團(tuán)在一級(jí)結(jié)構(gòu)上可能相距很遠(yuǎn)，但是通

4、過(guò)肽鏈的折疊在空間結(jié)構(gòu)上彼此靠近，組成具有特定空間結(jié)構(gòu)的區(qū)域，與底物特異的結(jié)合并將底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物。,3.結(jié)合基團(tuán)：活性中心內(nèi)識(shí)別底物并與之結(jié)合，形成酶-底物的過(guò)渡態(tài)復(fù)合物。,4.催化基團(tuán)：影響底物中某些化學(xué)鍵的穩(wěn)定性，催化底物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并將其轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物。,(二) 同工酶(isoenzyme),1.定義 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。,2. 舉例 乳酸脫氫酶(LDH1 LDH5),3.臨床意義 (1)在代謝調(diào)節(jié)上起著重要的作用。 (2)用于解釋發(fā)育過(guò)程中階段特有的代謝特征。 (3)同工酶譜的改變有助于對(duì)疾病的診斷。 (4)同工酶可以作為遺傳標(biāo)志

5、，用于遺傳分析研究。,第二節(jié) 酶催化作用的特點(diǎn),(The Characteristic of Enzyme-Catalyzed Reaction),酶與一般催化劑的共同點(diǎn)是：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)。 酶是蛋白質(zhì)或核酸，又具有一般催化劑所沒(méi)有的特征。,一、高度的催化效率,酶的催化效率通常比非催化反應(yīng)高1081020倍，比一般催化劑高1071013倍。,二、高度的特異性,酶的特異性(specificity)一種酶僅作用于一種或一類(lèi)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(chēng)為酶的特異性或?qū)?/p>

6、一性。,根據(jù)酶對(duì)其底物結(jié)構(gòu)選擇的嚴(yán)格程度又分為3種類(lèi)型。,(一) 絕對(duì)特異性(absolute specificity) 一種酶只能作用于一種特定的底物，生成一種特定的產(chǎn)物。脲酶僅水解尿素，對(duì)甲基尿素則無(wú)反應(yīng)。 (二) 相對(duì)特異性(relative specificity) 一種酶可作用于一類(lèi)化合物或一種化學(xué)鍵。脂肪酶不僅水解脂肪，也可水解簡(jiǎn)單的酯。胰蛋白酶水解由堿性氨基酸（精氨酸和賴(lài)氨酸）的羧基所形成的肽鍵。,各種蛋白酶對(duì)肽鍵的專(zhuān)一性,人體內(nèi)有多種蛋白激酶，它們均催化底物蛋白質(zhì) 絲氨酸（或蘇氨酸）殘基上羥基的磷酸化,(三) 立體結(jié)構(gòu)特異性(stereo specificity),酶對(duì)空間構(gòu)型

7、所具有的特異性要求稱(chēng)為空間異構(gòu)特異性（stereospecificity）,延胡索酸酶僅對(duì)延胡索酸(反丁烯二酸)起催化作用，將其加水生成蘋(píng)果酸，對(duì)順丁烯二酸則無(wú)作用,乳酸脫氫酶僅催化L-乳酸脫氫生成丙酮酸，而對(duì)D-乳酸無(wú)作用。,（三）反應(yīng)的調(diào)節(jié)性,1.對(duì)酶生成與降解量的調(diào)節(jié)。 2.酶催化活性的調(diào)節(jié)。 3.通過(guò)改變底物濃度對(duì)酶進(jìn)行調(diào)節(jié)等。,酶促反應(yīng)受多種因素的調(diào)控，以適應(yīng)機(jī)體對(duì)不斷變化的內(nèi)外環(huán)境和生命活動(dòng)的需要。其中包括三方面的調(diào)節(jié)。,（四）酶具有不穩(wěn)定性,酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，凡是影響蛋白質(zhì)生物學(xué)活性的因素都能影響酶的活性。,二、酶通過(guò)促進(jìn)底物形成過(guò)渡態(tài)而提高反應(yīng)速度,（一）酶比一般催化劑更有效地

8、降低反應(yīng)的活化能,1活化能是化學(xué)反應(yīng)的能障,活化能：指在一定溫度下一摩爾底物（substrate）從低自由能的初始態(tài)轉(zhuǎn)變成能量較高的過(guò)渡態(tài)所需要的自由能，即過(guò)渡態(tài)中間產(chǎn)物比基態(tài)底物高出的那部分能量。,酶和一般催化劑加速反應(yīng)的機(jī)制都是降低反應(yīng)的活化能(activation energy)。酶比一般催化劑更有效地降低反應(yīng)的活化能。,2活化能的降低可使反應(yīng)速率呈指數(shù)上升,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(chēng)為酶-底物結(jié)合的誘導(dǎo)契合假說(shuō) 。,（二）酶與底物結(jié)合形成中間產(chǎn)物,1.誘導(dǎo)契合作用使酶與底物密切結(jié)合,酶 的 誘 導(dǎo) 契 合 動(dòng) 畫(huà),羧肽酶的誘導(dǎo)契合模

9、式,2形成酶-底物過(guò)渡態(tài)復(fù)合物過(guò)程中釋放結(jié)合能,底物與酶的活性中心相互誘導(dǎo)契合形成過(guò)渡態(tài)化合物，過(guò)渡態(tài)與酶的活性中心以次級(jí)鍵(氫鍵、離子鍵、疏水鍵)相結(jié)合，這一過(guò)程是釋能反應(yīng)，所釋放的能量稱(chēng)為結(jié)合能(binding energy)。 結(jié)合能可以抵消一部分活化能，是酶反應(yīng)降低活化能的主要能量來(lái)源。 酶不能使底物形成過(guò)渡態(tài)，則沒(méi)有結(jié)合能的釋放，也就不能催化反應(yīng)的進(jìn)行。,3鄰近效應(yīng)和定向排列有利于底物形成過(guò)渡態(tài),鄰近效應(yīng)（proximity effect）和定向排列（orientation arrange）將分子間的反應(yīng)變成類(lèi)似分子內(nèi)的反應(yīng)，使反應(yīng)速率顯著提高。,在疏水環(huán)境中進(jìn)行酶反應(yīng)有很大的優(yōu)越性

10、，此現(xiàn)象稱(chēng)為表面效應(yīng)（surface effect）。,酶的活性中心多位于其分子內(nèi)部的疏水“口袋”中，酶反應(yīng)在酶分子內(nèi)部的疏水環(huán)境中進(jìn)行。疏水環(huán)境可使底物分子脫溶劑化（desolvation），排除周?chē)罅克肿訉?duì)酶和底物分子中功能基團(tuán)的干擾性吸引或排斥，防止二者之間形成水化膜，利于底物和酶分子之間的直接密切接觸和相互結(jié)合。,4. 表面效應(yīng)有利于底物和酶的接觸與結(jié)合,5.酶對(duì)底物呈現(xiàn)多元催化,酶是兩性解離的蛋白質(zhì)，酶活性中心上有些基團(tuán)是質(zhì)子供體（酸），有些是質(zhì)子接受體（堿）。,這些基團(tuán)在酶活性中心的準(zhǔn)確定位有利于質(zhì)子的轉(zhuǎn)移，這種一般酸-堿催化（general acid-base catalys

11、is）可以使反應(yīng)速率提高102105倍。,質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)都包含一般酶-堿催化反應(yīng),酶分子中具有酸-堿催化作用的基團(tuán),酶可與底物形成瞬時(shí)共價(jià)鍵,很多酶在催化過(guò)程中，與底物形成瞬時(shí)共價(jià)鍵，底物與酶形成共價(jià)鍵后被激活，并很容易進(jìn)一步水解形成產(chǎn)物和游離的酶。這種催化機(jī)制稱(chēng)為共價(jià)催化（covalent catalysis）。,AB + E： AE + B H2O AE A + E：+ B,酶的親核基團(tuán)與底物共價(jià)結(jié)合,第三節(jié) 酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué),主要是研究各種因素對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響，并加以定量的闡述。研究一種因素的影響時(shí)，其余各因素均為恒定。,(influencing factor of Enzyme-Cat

12、alyzed Reaction),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)。,一、底物濃度對(duì)酶促反應(yīng)速率的影響呈矩形雙曲線,表示S,a,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)。,b,V,S,當(dāng)?shù)孜餄舛雀哌_(dá)極大時(shí),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)。,c,(一)米曼氏方程式揭示單底物反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)特征,中間產(chǎn)物,1. 酶促反應(yīng)模式中間產(chǎn)物學(xué)說(shuō),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(chēng)米氏方程式(Michaelis equation)。,S：底物濃度 V：不同S時(shí)的反應(yīng)速度 Vmax：最

13、大反應(yīng)速度 m：米氏常數(shù),2. 米曼氏方程式,(1) Vmax是酶完全被底物飽和時(shí)的反應(yīng)速度，與酶濃度成正比，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)(turnover number)，即動(dòng)力學(xué)常數(shù)K3。,1. Km值 Km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. Km值的意義 Km是酶的特征性常數(shù)之一。在酶的結(jié)構(gòu)、 溶液pH、溫度等條件不變的情況下，酶促反應(yīng) 底物的Km不因反應(yīng)中酶濃度的改變而不同。 (2)同一酶對(duì)于不同底物有不同的Km值。 Km的范圍多在10-610-2mol/L之間。,(二)Km值與Vmax是重要的酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù),(3) Km

14、在一定條件下可表示酶對(duì)底物的親和力,當(dāng)k3 E時(shí)，Vmax = k3 E,酶濃度對(duì)反應(yīng)速度的影響,（三）采用林-貝氏作圖法是求得 Vmax和Km的 最常用方法,林-貝氏方程式（Lineweaver-Burk equation）,將米氏方程式兩邊取倒數(shù)，并加以整理，則得出米氏方程式的雙倒數(shù)形式 ：,直線在縱軸的截距等于1/Vmax，而在橫軸上的截距為1/Km,二、底物足夠時(shí)酶濃度對(duì)酶促反應(yīng)速率的影響呈直線關(guān)系,當(dāng)SE，酶可被底物飽和的情況下，反應(yīng)速率與酶濃度成正比 關(guān)系式為：V = k3 E,A：底物濃度曲線，其中，E1 E2 E3。從圖中可知， E的變化不影響酶促反應(yīng)的Km。,B：反應(yīng)速率對(duì)酶

15、濃度作圖，V與E呈直線關(guān)系。,三、酶促反應(yīng)速率受反應(yīng)系統(tǒng)溫度的雙重影響,雙重影響 溫度升高，酶促反應(yīng)速率升高；由于酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，溫度升高，可引起酶的變性，從而反應(yīng)速率降低 。,最適溫度 (optimum temperature) 酶促反應(yīng)速率最快時(shí)的環(huán)境溫度。,哺乳動(dòng)物組織中酶的最適溫度多在3540之間,Taq DNA聚合酶最適溫度為72,* 低溫的應(yīng)用,一般的酶在低溫下活性降低，但酶本身不被破壞，其活性可隨溫度的回升而恢復(fù),低溫保存酶和菌種等生物制品,低溫麻醉,四、 pH對(duì)反應(yīng)速度的影響,(一) 強(qiáng)酸、強(qiáng)堿可使酶變性失活。 (二) 最適pH 酶催化活性最大時(shí)的環(huán)境pH。 (三)體內(nèi)大部分

16、酶最適pH為中性，但胃蛋白酶與胰蛋白酶例外。,五、激活劑可加速酶促反應(yīng)速率,必需激活劑（essential activator） 為酶促反應(yīng)所必需，如缺乏則測(cè)不到酶的活性,Mg2+為己糖激酶的必需激活劑,非必需激活劑（non-essential activator） 可以提高酶的催化活性，但不是必需的,Cl-對(duì)唾液淀粉酶的激活作用,六、抑制劑對(duì)反應(yīng)速度的影響,1.酶的抑制劑(inhibitor),(一)抑制劑與抑制作用,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(chēng)為酶的抑制劑。,2. 抑制作用的類(lèi)型,(1)不可逆性抑制 (irreversible inhibition),(2)可逆性抑制

17、(reversible inhibition),競(jìng)爭(zhēng)性抑制 (competitive inhibition) 非競(jìng)爭(zhēng)性抑制 (non-competitive inhibition) 反競(jìng)爭(zhēng)性抑制 (uncompetitive inhibition),(二) 不可逆性抑制作用,1. 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；抑制劑不可用透析、超濾等方法去除。,(1)有機(jī)磷中毒 有機(jī)磷物質(zhì)抑制羥基酶活性，可用解磷定(PAM)解毒。 (2)重金屬離子及砷中毒 抑制巰基酶活性，可用二巰基丙醇(BAL)解毒。,2. 舉例,(三) 可逆性抑制作用,1. 概念,競(jìng)爭(zhēng)性抑制 非競(jìng)爭(zhēng)性抑制

18、 反競(jìng)爭(zhēng)性抑制,2. 類(lèi)型,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、超濾等方法去除。,3. 競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用,(2)反應(yīng)模式,(1)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(chēng)為競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用。,競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用V對(duì)S的雙倒數(shù)作圖,* 特點(diǎn),抑制程度取決于抑制劑與酶的相對(duì)親和力及底物濃度；,I與S結(jié)構(gòu)類(lèi)似，或部分相似，競(jìng)爭(zhēng)酶的活性中心；,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,磺胺類(lèi)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。,4.

19、非競(jìng)爭(zhēng)性抑制,(2)反應(yīng)模式,(1)定義 抑制劑與酶活性中心外的基團(tuán)可逆性結(jié)合，導(dǎo)致酶的三維構(gòu)象改變，降低酶的催化活性，但不影響酶與底物的結(jié)合。,(3)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。 酶-底物-抑制劑復(fù)合物不能進(jìn)一步釋放產(chǎn)物。,非競(jìng)爭(zhēng)性抑制的米氏方程式的雙倒數(shù)形式,* 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。,5. 反競(jìng)爭(zhēng)性抑制,(2)反應(yīng)模式,(1)定義 抑制劑只能與酶-底物復(fù)合物(ES)結(jié)合， 使ES不能分解成產(chǎn)物。,(

20、3)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。,抑制劑可增加ES之間的親合力，與競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用相反。,二、酶與疾病的診斷,(一)血清（漿）酶的測(cè)定,1血清(漿)功能性酶的測(cè)定,2血清(漿)非功能性酶的測(cè)定,在血漿中發(fā)揮其特異催化作用的酶，故稱(chēng)血漿功能性酶，如卵磷脂膽固醇酰基轉(zhuǎn)移酶和脂蛋白酯酶等。,在血漿中的濃度很低，來(lái)自于全身各組織細(xì)胞，在血漿中沒(méi)有實(shí)際的功能，被稱(chēng)做非功能性酶。 如轉(zhuǎn)氨酶、淀粉酶等。,第四節(jié) 酶活性的調(diào)節(jié) Regulation of Enzyme Activities,一、酶原與酶原激活,酶原 (zymogen) 有些酶在細(xì)胞內(nèi)合成或初分泌

21、時(shí)只是酶的無(wú)活性前體，此前體物質(zhì)稱(chēng)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。,酶原激活的原理,胰蛋白酶原的激活過(guò)程,消化蛋白酶原的激活,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。,二、酶的變構(gòu)調(diào)節(jié),（一）別構(gòu)效應(yīng)劑與別構(gòu)酶結(jié)合引發(fā)酶的構(gòu)象改變,別構(gòu)調(diào)節(jié) (allosteric regulation),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(chēng)別構(gòu)調(diào)節(jié)。,別構(gòu)

22、酶（allosteric enzyme）：能發(fā)生別構(gòu)效應(yīng)的酶,別構(gòu)效應(yīng)劑（allosteric effector）： 能引起酶發(fā)生構(gòu)象改變的化合物,調(diào)節(jié)部位（regulatory site）： 別構(gòu)效應(yīng)劑與酶結(jié)合的部位,別構(gòu)酶也有兩種構(gòu)象形式，緊縮態(tài)(tense state, T state)和松弛態(tài)(relaxed state, R state)。T態(tài)和R態(tài)對(duì)底物的親和力或催化活性不同，別構(gòu)效應(yīng)劑就是通過(guò)引起酶R態(tài)與T態(tài)的互變，改變酶的催化速率。,（二）別構(gòu)效應(yīng)劑可引起別構(gòu)酶分子中各亞基間的協(xié)同作用,亞基的構(gòu)象改變可以相互影響，發(fā)生協(xié)同效應(yīng)。（cooperativity）,同種協(xié)同效應(yīng)（ho

23、motropic cooperativity）,別構(gòu)效應(yīng)劑引起的構(gòu)象改變?cè)黾踊蚪档秃罄m(xù)亞基對(duì)同種別構(gòu)效應(yīng)劑的親和力。,別構(gòu)效應(yīng)劑引起的構(gòu)象改變?cè)黾用笇?duì)底物的親和力，這種現(xiàn)象（屬于異種正協(xié)同效應(yīng)）稱(chēng)為別構(gòu)激活作用（allosteric activation）。此別構(gòu)效應(yīng)劑稱(chēng)為別構(gòu)激活劑（allosteric activator）,（三）別構(gòu)酶的動(dòng)力學(xué)不遵守米-曼氏方程,正協(xié)同效應(yīng)的底物濃度-反應(yīng)速率曲線為S形曲線,負(fù)協(xié)同效應(yīng)的底物-速率曲線外形類(lèi)似矩形雙曲線，但不是矩形雙曲線,（三）共價(jià)修飾調(diào)節(jié),1.酶分子中的某些基團(tuán)可在其他酶的催化下，共價(jià)結(jié)合某些化學(xué)基團(tuán)；同時(shí)又可在另一種酶的催化下，將此結(jié)合

24、上的化學(xué)基團(tuán)去掉，從而影響酶的活性。,酶的共價(jià)修飾種類(lèi)：,1. 磷酸化（phosphorylation） 和去磷酸化（dephosphorylation）,2. 甲基化（methylation） 和去甲基化（demethylation）,3. 腺苷化（adenylation） 和去腺苷化（deadenylation）,4. 尿苷化(uridylation) 和去尿苷化（deuridylation）,磷酸化和去磷酸化修飾是最常見(jiàn)的共價(jià)修飾,酶的磷酸化與脫磷酸化,（二）共價(jià)修飾可引起級(jí)聯(lián)放大效應(yīng),在一個(gè)連鎖反應(yīng)中，一個(gè)酶被磷酸化或去磷酸化激活后，后續(xù)的其他酶可同樣的依次被其上游的酶共價(jià)修飾而激活，

25、引起原始信號(hào)的放大，這種多重共價(jià)修飾的連鎖反應(yīng)稱(chēng)為級(jí)聯(lián)反應(yīng)（cascade reaction）。,級(jí)聯(lián)反應(yīng)的主要作用是產(chǎn)生快速、高效的放大效應(yīng)。,二、酶的含量調(diào)節(jié),1.誘導(dǎo)作用 2.輔阻遏作用 3.酶的降解作用,1.習(xí)慣命名法推薦名稱(chēng) (1) 依據(jù)酶所催化的底物命名，如淀粉酶等。 (2) 依據(jù)催化反應(yīng)類(lèi)型命名，如脫氫酶、轉(zhuǎn)氨酶等。 (3) 綜合上述兩項(xiàng)原則命名，如乳酸脫氫酶等。 2. 系統(tǒng)命名法系統(tǒng)名稱(chēng),第五節(jié) 酶的命名與分類(lèi),(一)酶的命名 每一種酶均有其系統(tǒng)名稱(chēng)和推薦名稱(chēng),(二) 酶的分類(lèi) 根據(jù)酶催化的反應(yīng)類(lèi)型 1.氧化還原酶類(lèi)(oxidoreductases) 2.轉(zhuǎn)移酶類(lèi) (trans

26、ferases ) 3.水解酶類(lèi) (hydrolases) 4.裂解酶類(lèi) (lyases) 5.異構(gòu)酶類(lèi)( isomerases) 6.合成酶類(lèi) (ligases, synthetases),第五節(jié) 酶與醫(yī)學(xué) Enzymes and Medical Sciences,一、酶與疾病的發(fā)生、診斷及治療密切相關(guān),（一）許多疾病與酶的質(zhì)和量的異常相關(guān),（二）體液中酶的活性可作為疾病的診斷指標(biāo),2. 惡性腫瘤可因腫瘤組織的增殖加快，其標(biāo)志酶釋放入血增多，有助于對(duì)該組織腫瘤的診斷。,前列腺癌病人血清酸性磷酸酶含量增高。,組織器官損傷可使其組織特異性的酶釋放入血，有助于對(duì)此組織器官疾病的診斷。,急性肝炎時(shí)，

27、血清中丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶活性升高。,3. 有些酶的清除和排泄障礙也可造成血清含量升高。,肝硬化時(shí)血清堿性磷酸酶活性升高。,4. 酶的誘導(dǎo)合成增多也可以從血清中檢測(cè)出來(lái)，用于協(xié)助診斷和預(yù)后判斷。,膽管阻塞時(shí)膽汁返流可刺激肝合成堿性磷酸酶增多。,（三）酶作為藥物可用于疾病的治療,胰蛋白酶、溶菌酶、木瓜蛋白酶、菠蘿蛋白酶等可加強(qiáng)傷口的凈化、抗炎和防止?jié){膜粘連等。在某些外敷藥中加入透明質(zhì)酸酶可以增強(qiáng)藥物的擴(kuò)散作用。,2.有些酶用于清潔傷口和抗炎,（四）有些藥物通過(guò)抑制或激活體內(nèi)某種酶的活性起治療作用,一些藥物通過(guò)抑制某些酶的活性，糾正體內(nèi)代謝紊亂。如抗抑郁藥通過(guò)抑制單胺氧化酶而減少兒茶酚胺的滅活，治療抑郁癥

28、。洛伐他汀通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)性抑制HMG-CoA還原酶的活性，抑制膽固醇的生物合成，降低血膽固醇。給新生兒服用苯巴比妥可誘導(dǎo)肝細(xì)胞UDP-葡萄糖醛酸基轉(zhuǎn)移酶的生物合成，減輕新生兒黃疸，防止出現(xiàn)膽紅素腦病。,二、酶作為試劑可用于生物化學(xué)分析,（一）有些酶可作為酶偶聯(lián)測(cè)定法中的指示酶或輔助酶,當(dāng)有些酶促反應(yīng)的底物或產(chǎn)物不能被直接測(cè)定時(shí)，可偶聯(lián)另一種或兩種酶，使初始反應(yīng)產(chǎn)物定量地轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y(cè)量的某種產(chǎn)物，從而測(cè)定初始反應(yīng)的底物、產(chǎn)物或初始酶活性。這種方法稱(chēng)為酶偶聯(lián)測(cè)定法。,若偶聯(lián)一種酶，這個(gè)酶即為指示酶（indicator enzyme）；若偶聯(lián)兩種酶，則前一種酶為輔助酶（auxiliary enzyme），后一種酶為指示酶。,葡糖氧化酶法測(cè)定血糖時(shí)，過(guò)氧化物酶為指示酶。,（二）有些酶可作為酶標(biāo)記測(cè)定法中的標(biāo)記酶,酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定（enzyme-linked immunosorbent assays， ELISA）法就是利用抗原-抗體特異性結(jié)合的特點(diǎn)，將標(biāo)記酶與抗體偶聯(lián)，對(duì)抗原或抗體做出檢測(cè)的一種方法。,常用的標(biāo)記酶：辣根過(guò)氧化物酶,堿性