1、第三章 酶,主要內(nèi)容：介紹酶的概念、作用特點和分類、命名，討論酶的結(jié)構(gòu)特征和催化功能以及酶原以及酶原的激活，進而討論影響酶作用的主要因素。對酶工程和酶的應(yīng)用作一般介紹。,返回,第一節(jié) 酶的概述,一 、酶及生物催化劑概念, 極高的催化效率 高度的專一性 酶活性的不穩(wěn)定性,二 、酶作用的特點,一、酶的概念,酶是由活細胞產(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 P,E,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)

2、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。,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1081020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。,三、 酶的結(jié)構(gòu)和功能,（一）、酶的分子組成,完全由氨基酸組成,輔助因子按其與酶蛋白結(jié)合的緊密程度分為,輔酶 (coenzyme): 與酶蛋白結(jié)合疏

3、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)子或一些基團的作用。,酶蛋白的作用 決定酶的專一性。,（二）、酶的活性中心,必需基團 酶分子中，一些與酶活性密切相關(guān)的基團。,酶的活性中心,指必需基團在空間結(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。,活性中心內(nèi)的必需基團,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,底 物,活性中心以外的必需基團,結(jié)合基團,催化基團,活性中心,（ 三）、酶 原 的 激 活,一些酶

4、在細胞內(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?，這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,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、保護組織器官本身不受酶的水解破壞。 二、使酶到達特定部位發(fā)揮生理作用。,（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）?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)很有限的50

5、0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)同工酶的變化，可看作機體組織損傷，或遺傳缺陷，或腫瘤分化的的分子標志。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。 ：,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,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,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

6、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 pH,v,四、溫度與酶反應(yīng)速度的關(guān)系, 在達到最適溫度以前，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,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+ 陰離子： Cl-、Br- 有機分子 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,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

7、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 研究酶的作用機理，確定代謝途徑,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,(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相結(jié)合，使酶失活，不能用透析、超濾等方法予以除去。 * 舉例 有機磷化合物 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),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

8、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,+ I,EI,ES,P+ E,E+S,競爭性抑制作用,競爭性抑制比喻,非競爭性抑制作用,+ I,EI+S,ESI,ES,P+ E,E+S,+ I,實例：重金屬離子（Cu2+、Hg2+、Ag+、Pb2+） 金屬絡(luò)合劑（EDTA、F-、CN-、N3-）,非競爭性抑制比喻,競爭性非競爭性抑制作用機理示意圖,練習(xí)題： 一.填空題： 1、影響酶催化作用的因素有、。 2、酶原激活的生理意義在于即可、有可。 二、選擇題： 1、下列有關(guān)酶的敘述中錯誤的是（） A、酶有高度的催化效率 B、酶有高度的專一性 C、酶由活細胞產(chǎn)生，但在試管仍有催化功能 D、酶能