酶藥本、中醫(yī)和全科11級.ppt

第 三 章 酶 Enzyme,生物化學(xué)于分子生物學(xué)教研室 2012年09月19日,前 言 Intraduction,一、酶的研究歷史,19世紀(jì) 60年代 ，L. Pasteur提出發(fā)酵是酵母細(xì)胞活動結(jié)果的“活力論”； 1878年， Khne: 提出“Enzyme”名詞，來源希臘文，意為 “在酵母中”； 1897年， E. Bchner成功用酵母提取液實(shí)現(xiàn)發(fā)酵，獲得了1907年的諾貝爾化學(xué)獎。,（一）酶的發(fā)現(xiàn)發(fā)酵機(jī)制的探討：,（二）酶的化學(xué)本質(zhì)一類特殊蛋白質(zhì)：,（三）酶促動力學(xué)的研究,（四）酶概念的突破核酶的發(fā)現(xiàn),（二）酶的化學(xué)本質(zhì)一類特殊蛋白質(zhì)：,1926年 J. B. Summer：首次從刀豆中提取得到脲酶結(jié)晶，并證明其化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，1946年的諾貝爾化學(xué)獎。,（三）酶促動力學(xué)的研究,1982年，Thomas Cech從四膜蟲發(fā)現(xiàn) rRNA 的自身催化作用，并提出了核酶（ribozyme）的概念。,（四）酶概念的突破核酶（ribozyme）的發(fā)現(xiàn),四膜蟲,二、酶的概念,酶（傳統(tǒng)概念）是由活細(xì)胞合成的，對其特異底物（substrate）起高效催化作用的蛋白質(zhì)。,酶與疾病 蠶豆病、白化病 酶與診斷 肝炎（GTP）、心肌病（LDH） 酶與治療 尿激酶、鏈激酶、胃蛋白酶,三、酶的重要性,或核糖核酸。,現(xiàn)代概念,本章知識點(diǎn) 框架,想象力比知識更重要， 因?yàn)橹R是有限的，而想象 力概括著世界的一切，推動著進(jìn)步，并且是知識進(jìn)化的源泉。 嚴(yán)格地說，想象力是科學(xué)研究中的實(shí)在因素。,Albert Einstein,深 刻 啟 示,重 要 理 念,概念清晰 聯(lián)系前后 分析比較 綜合歸納,學(xué) 習(xí) 方 法,第 一 節(jié) 酶的分子結(jié)構(gòu)與功能,（ The Molecular Structure and Function of Enzyme）,一、酶的分子組成（輔助因子） 二、酶的活性中心（催化功能部位） 三、同工酶（功能相同，結(jié)構(gòu)不同一組酶）,主 要 內(nèi) 容,重要的概念：,一、酶的分子組成 常含有輔助因子,單純酶（simple enzyme）： 僅由氨基酸殘基構(gòu)成的酶 結(jié)合酶（conjugated enzyme): 由蛋白質(zhì)（酶蛋白）和非蛋白質(zhì)（輔助因子）兩部分組成,（一）結(jié)合酶的分子組成,（二）輔助因子,（三）金屬酶和金屬激活酶,輔助因子組成：,（二）輔助因子,Mo6+ 黃嘌呤氧化酶 Fe3+/Fe2+ 細(xì)胞色素酶、過氧化氫酶類、過氧化物類 Cu2+/Cu+ 細(xì)胞色素氧化酶、酪氨酸酶 Zn2+ 碳酸酐酶、羧肽酶 Mg2+ 各種激酶類、核酸酶 Mn2+ 精氨酸酶、超氧化物歧化酶 Na+ 質(zhì)膜 ATP 酶 (也需K+和Mg2+) K+ 丙酮酸激酶 (也需Mg2+和Mn2+ ),金屬離子為輔助因子的某些酶,金屬離子 酶,金屬酶和金屬激活酶：,金屬離子與酶緊密結(jié)合，提取中不易丟失。如：羧肽酶（Zn2+）和黃嘌呤氧化酶（ Mo+6 ）,金屬離子是酶活性所必需，但不與酶蛋白直接結(jié)合，卻通過底物相連接。如：各種激酶和核酸酶（Mg2+）,金屬激活酶（metal activated enzyme）,金屬酶（metallenzyme）,輔助因子的重要作用：,輔基（prosthetic group） 與酶蛋白結(jié)合緊密, 不能被透析（或超濾）方法除去； 輔酶（coenzyme） 與酶蛋白結(jié)合疏松, 可以被透析（超濾）方法除去。,輔酶和輔基：,二、酶的活性中心（active center） 是酶分子執(zhí)行催化功能的部位,指能與底物特異地結(jié)合，并將底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的特定空間結(jié)構(gòu)區(qū)域（三維結(jié)構(gòu)，裂縫，或凹陷）。 輔助因子參與酶活性中心的組成。,（一）概念：,（二）必需基團(tuán)（essential group）,指多肽鏈上間接或直接與酶催化活性相關(guān)的某些氨基酸殘基的功能基團(tuán)。,（二）必需基團(tuán)（essential group）,類型：,結(jié)合基團(tuán)（binding group） 催化基團(tuán)（catalytic group）,活性中心內(nèi)必需基團(tuán),活性中心外必需基團(tuán)：,結(jié)合底物或輔酶使之與酶形成復(fù)合物。,影響底物中某些化學(xué)鍵穩(wěn)定性，催化底物轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物。,不參與活性中心組成，但維持其空間構(gòu)象所必需，作為調(diào)節(jié)劑結(jié)合所必需。,酶的活性中心示意圖,一些酶活性中心的氨基酸殘基,酶 殘基總數(shù) 活性中心主要?dú)埢?牛胰核糖核酸酶 124 His12、His119、Lys41 溶菌酶 129 Glu35、 Asp52、 Asp101、Trp108 牛胰凝乳蛋白酶 245 His57、Asp102、Ser195 牛胰蛋白酶 238 His46、Asp90、Ser183 木瓜蛋白酶 212 Cys25、His159 彈性蛋白酶 240 His45、Asp93、Ser188 枯草桿菌蛋白酶 275 His46、Ser221 碳酸酐酶 258 His93-Zn-His95 His117,胰凝乳蛋白酶活性中心,195(Ser-羥基),57(His-咪唑基),102(Asp-羧基),溶菌酶的活性中心,溶菌酶的活性中心是一裂隙，可以容納肽聚糖的6個單糖基（A，B，C，D，E，F(xiàn)），并與之形成氫鍵和van derwaals力。催化基團(tuán)是Glu35、Asp52；Asp101和Trp108是結(jié)合基團(tuán)。,三、同工酶（isoenzyme，isozyme） 是催化相同反應(yīng)，但一級結(jié)構(gòu)不同的一組酶,催化相同化學(xué)反應(yīng)，但酶蛋白分子結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)乃至免疫學(xué)性質(zhì)不同的一組酶。 由不同基因或等位基因編碼的多肽鏈，或由同一基因轉(zhuǎn)錄生成的不同mRNA翻譯的不同多肽鏈組成的酶蛋白。 非翻譯后修飾生成的多分子形式。,特點(diǎn)：,同工酶分布，可存在于同一種屬或同一個體的不同組織或同一細(xì)胞的不同亞細(xì)胞部位； 同工酶使不同的組織、器官和不同的亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)具有不同的代謝特征； 同工酶可用來診斷不同器官的疾病提供了理論依據(jù)。,意義：,（一）乳酸脫氫酶（LDH）：,（二）肌酸激酶（creating kinase，CK） ：,（二）肌酸激酶（creating kinase，CK） ：,肌酸激酶的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（二聚體）：,第 二 節(jié) 酶的工作原理,（ The Mechanism of Enzyme Action ）,一、酶反應(yīng)特點(diǎn)； 二、酶通過促進(jìn)底物形成過渡態(tài)而提高反應(yīng)速率。,主 要 內(nèi) 容,反應(yīng)前后質(zhì)和量不變 催化熱力學(xué)允許的反應(yīng) 加速可逆反應(yīng)的進(jìn)程，不改變反應(yīng)的平衡點(diǎn),一般催化劑的特點(diǎn):,一、酶反應(yīng)特點(diǎn),酶反應(yīng)具有極高的效率 酶反應(yīng)具有高度的特異性 酶促反應(yīng)具有的可調(diào)節(jié)性 酶促反應(yīng)無副反應(yīng) 酶促反應(yīng)的溫和條件,酶催化劑的特點(diǎn):,（一）酶促反應(yīng)具有極高的效率,酶的催化效率通常比無催化劑反應(yīng)高 108 1020 倍，比一般催化劑高1071013倍。,酶的催化效率可用酶的轉(zhuǎn)換數(shù)表示：,酶的轉(zhuǎn)換數(shù)（turnover number）是指在酶被底物飽和的條件下，每個酶分子每秒鐘將底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的分子數(shù)。,部分酶的轉(zhuǎn)換數(shù),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)并產(chǎn)生一定的產(chǎn)物的特性。,（二）酶反應(yīng)具有高度的特異性 （專一性，specificity）,一種,一種,一定,一類,一定,一定,1、 絕對特異性（absolute specificity）：,作用于一種特定結(jié)構(gòu)的底物，進(jìn)行專一反應(yīng)，生成一種特定結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物。,絕對特異性、相對特異性、立體異構(gòu)特異性,作用于一類化合物或一種化學(xué)鍵的不太嚴(yán)格的選擇性質(zhì)。,2、相對特異性（relative specificity）：,如： 蛋白水解酶、脂肪酶和磷酸酯酶等,如： L-乳酸脫氫酶： L-乳酸 L-氨基酸氧化酶： L-氨基酸 延胡索酸酶： 反丁烯二酸 幾何異構(gòu)體,光學(xué)異構(gòu)體,僅作用于底物特定的立體異構(gòu)體進(jìn)行反應(yīng)。,3、立體異構(gòu)特異性（stereo-specificity）：,1、酶和代謝物的區(qū)域化分布 2、多酶體系、多功能酶和同工酶等 3、代謝物對酶活性的抑制和激活 4、酶活性的調(diào)節(jié)：變構(gòu)調(diào)節(jié)、共價(jià)修飾和酶 原激活 5、酶含量的調(diào)節(jié)：誘導(dǎo)、阻遏和降解,（三）酶促反應(yīng)具有的可調(diào)節(jié)性,二、酶通過促進(jìn)底物形成過渡態(tài)而提高反應(yīng)速率 酶催化作用機(jī)理,（一）酶比一般催化劑更有效地降低反應(yīng)活化能,（二）酶-底物復(fù)合物的形成有利于底物轉(zhuǎn)變成過渡態(tài),（三）酶的催化機(jī)制呈多元催化作用,化學(xué)反應(yīng)速率的依賴因素： 分子間碰撞頻率 有效碰撞分子（活化分子）的百分?jǐn)?shù) 活化能與活化分子 活化分子 指在反應(yīng)瞬間，達(dá)到或超過一定能量水平 （即反應(yīng)能閾），可發(fā)生反應(yīng)的分子。 活化能（activation energy） 活化分子所具有高出 平均水平的能量，或底物分子從初態(tài)轉(zhuǎn)變到活化態(tài)所需 的能量。 能閾 分子發(fā)生化學(xué)變化所需的最低能量。,酶促反應(yīng)高效率的熱力學(xué)基礎(chǔ),酶促反應(yīng)活化能的改變,例如：過氧化氫分解反應(yīng) 2 H2O2 2 H2O + O2 反應(yīng)所需的活化能 無催化劑 75312 J（18000 cal） 膠態(tài)鈀 48953 J （11700 cal ） 過氧化氫酶 8368 J （2000 cal ）,（二）酶和底物的結(jié)合有利于底物形成過渡態(tài),底物與酶活性部位的結(jié)合基團(tuán)有效結(jié)合，轉(zhuǎn)化為過渡態(tài)，并釋放結(jié)合能，以降低活化能是酶發(fā)揮催化作用的關(guān)鍵； 底物與酶結(jié)合是可逆的、非共價(jià)結(jié)合，通過多種機(jī)制實(shí)現(xiàn)其催化功能。,底物與酶結(jié)合形成中間產(chǎn)物的特點(diǎn)：,E-S復(fù)合物,1、誘導(dǎo)契合作用使酶與底物密切結(jié)合 誘導(dǎo)契合假說（induced-fit hypothesis）,指酶與底物接近時，結(jié)構(gòu)相互誘導(dǎo)、變形、適應(yīng)，繼之結(jié)合的過程。 酶變構(gòu)利于與底物結(jié)合，底物變形使之處不穩(wěn)定過渡態(tài)，與活性中心結(jié)合最吻合，易受酶催化。,羧肽酶的誘導(dǎo)契合模式,Tyr248,Arg145,Glu270,2、 鄰近效應(yīng)與定向排列（ proximity effect & orientation arrange）使諸底物正確定位于酶的活性中心,指酶在反應(yīng)中將諸底物結(jié)合到活性中心，使它們相互接近并形成有利于反應(yīng)的正確定向關(guān)系。,酶,A,B,鄰近，又定向,鄰近，不定向,底物的“鄰近”和 “定向”效應(yīng)示意圖,酶,A,B,不鄰近，不定向,酶活性中心多呈疏水“口袋”，使底物分子脫溶劑化（desolvation），排除周圍大量水分子對酶與底物分子功能基團(tuán)間的干擾性吸引和排斥；防止水化膜的形成，利于底物與酶分子的密切接觸和結(jié)合，這種現(xiàn)象稱為表面效應(yīng)。,3、表面效應(yīng)（surface effect）使底物分子去溶劑化,表面效應(yīng) 疏水性“口袋”效應(yīng),（三）酶的催化機(jī)制呈多元催化作用 （multielement catalysis）,有多種催化機(jī)制同時介入，包括：一般酸- 堿催化作用和共價(jià)催化作用（親核催化作用、親電子作用），共同完成酶促反應(yīng)，被稱為多元催化作用； 酶促反應(yīng)高效率的重要原因。,1、一般酸- 堿催化作用 （general acid-base catalysis）,酶是兩性解離的蛋白質(zhì)分子，其活性中心有些基團(tuán)可為質(zhì)子供體（酸），有些基團(tuán)可為質(zhì)子受體（堿），參與質(zhì)子轉(zhuǎn)移，以提高反應(yīng)速率（達(dá)102105倍）的催化機(jī)制。,酶活性中心廣義酸堿基團(tuán),例如： 溶菌酶的底物為細(xì)菌胞壁肽聚糖中的6個單糖基的糖鏈，其活性中心的催化基團(tuán)Glu35-COOH（在非極性環(huán)境）為質(zhì)子供體（酸），在反應(yīng)中質(zhì)子與中D、E位兩個糖基構(gòu)成糖苷鍵的O原子結(jié)合，使之?dāng)嗔?；并在D位糖基C1形成正碳離子，Asp52-COO- （在極性環(huán)境）對此起穩(wěn)定作用；最終H2O參與糖鏈斷裂，產(chǎn)生缺口，達(dá)到溶菌作用。,2、共價(jià)催化作用（general acid-base catalysis）,酶活性中心與底物通過瞬間共價(jià)鍵形成中間物，將底物激活加速反應(yīng)，進(jìn)一步使之轉(zhuǎn)變生成產(chǎn)物和游離酶的催化機(jī)制。 共價(jià)催化作用具有親核、親電子過程；前者促使形成共價(jià)鍵，后者從反應(yīng)中心吸收電子。 如：蛋白酶、肽酶、脂酶和一些?；D(zhuǎn)移酶等。,1、親核催化作用： 酶活性中心的一些基團(tuán)，如羥基、巰基和咪唑基等被稱為“親核基團(tuán)”，分別帶有多電子的原子如O、S和N，可提供電子去攻擊底物上相對的親電子原子（如羰基碳），即所謂的親核攻擊。 如，凝乳蛋白酶：Ser195-OH起親核催化作用， 2、親電催化作用： 酶活性中心的親電基團(tuán)與富含電子的底物形成共價(jià)鍵，引起的催化反應(yīng)，是親電子催化的反過程。,例如： 胰凝乳蛋白酶活性中心催化基團(tuán)Ser195-OH中的O原子有非配對電子對能發(fā)揮親核作用，在反應(yīng)中攻擊底物肽鍵中羰基的C，導(dǎo)致肽鍵的斷裂，形成一個不穩(wěn)定的中間產(chǎn)物酰基化酶，后者易將?；D(zhuǎn)移給水完成水解作用 。 在胰凝乳蛋白酶催化反應(yīng)中，His57-咪唑基接受質(zhì)子，起“堿”催化作用，故催化機(jī)理實(shí)為多元催化作用。,酶分子的功能,第 三 節(jié) 酶促反應(yīng)動力學(xué),（Kinetics of Enzyme-Catalyzed Reaction）,酶促反應(yīng)動力學(xué)：研究酶促反應(yīng)速度及其影響因素（包括：底物濃度、酶濃度、溫度、 pH、抑制劑、激活劑等）。 酶促反應(yīng)速率：單位時間內(nèi)底物減少或產(chǎn)物增加的量，常用初速度來衡量。 初速度（率）：指反應(yīng)剛開始，各影響因素尚未發(fā)揮作用時反應(yīng)速度，也即反應(yīng)進(jìn)程曲線為直線部分反應(yīng)速度。,概念：,一、底物濃度對反應(yīng)速率的影響 呈矩形雙曲線,零級反應(yīng),（一）米曼氏方程式（Michaelis-Menten equation） 揭示單底物反應(yīng)的動力學(xué)特性,1、米-曼氏方程解釋：,（二）Km與Vmax是有意義的酶促反應(yīng)動力學(xué)參數(shù),（三）Km值和Vmax值可以通過作圖法求取,反應(yīng)是單底物反應(yīng)； 測定的反應(yīng)速度為初速度，產(chǎn)物生成極少，逆反應(yīng)可忽略； S超過E，S的變化在測定初速度的過程中可不計(jì)單底物； 穩(wěn)態(tài)（steady state）。,2、米-曼氏方程成立條件：,3、推導(dǎo)方程（略）,1、Km值為1/2Vmax時的底物濃度。,（二） Km與 Vmax是有意義的酶促反應(yīng)動力學(xué)參數(shù),2、k2k3 時，Km可表示酶對底物的親和力 大小， 兩者成反比關(guān)系。,3、 Km值是酶的特征性常數(shù) 之一，為10-610-2 mol/L；同底物，不同酶Km值不同；同一酶不同底物， Km值不同。 只與酶結(jié)構(gòu)、底物和反應(yīng)環(huán)境（如：溫度、pH、離子強(qiáng)度）有關(guān)，與酶濃度無關(guān)。,Vmax = K3 ES = K3 Et ,4、 Vmax 是酶完全被底物飽和時（ES=Et）的反應(yīng)速度，與酶濃度呈正比。,5、 動力學(xué)常數(shù) k3 稱為酶的轉(zhuǎn)換數(shù) （turnover mumber)：,Vmax = K3 Et K3 =Vmax / Et ,（三）Km值與 Vmax值可以通過作圖法求取,-（ 1/Km）,斜率 = Km / Vmax,雙倒數(shù)作圖法又稱林-貝氏作圖法（1934）,例題,Neurospora crassa 的 D-絲氨酸脫氨酶需要 磷酸吡哆醛作為輔酶。催化反應(yīng)： CH2OH CHNH2 COOH CH3CO COOH + NH3,求絲氨酸脫氨酶對絲氨酸的表觀米氏常數(shù)。,絲氨酸10- 5（mol/L） 20分鐘生成丙酮酸（mol/L） S 1/S v 1/v 0.20 5.0 0.150 6.66 0.40 2.5 0.200 5.00 0.85 1.17 0.275 3.64 1.25 0.80 0.315 3.17 1.70 0.58 0.340 2.94 2.00 0.50 0.350 2.86 8.00 0.125 0.360 2.78,解2、1/v 對1/S作圖法：,在實(shí)驗(yàn)中測得下列數(shù)據(jù)：,求絲氨酸脫氨酶對絲氨酸的表觀米氏常數(shù)。,3,5,1,4,6,7,二、酶濃度對反應(yīng)速率的影響 底物足夠時呈直線關(guān)系,特點(diǎn)：當(dāng)SE，使酶被底物飽和時，反應(yīng)速度與酶的濃度變化成正比關(guān)系。,三、溫度對酶促反應(yīng)速率的影響 具有雙重性,特點(diǎn)：1、最適溫度（optimum temperature) 酶促反應(yīng) 速度最快時的溫度。 2、最適溫度非特征性常數(shù)，它與反應(yīng)時間有關(guān)。,四、pH酶促反應(yīng)速率的影響 通過改變酶和底物分子解離狀態(tài),特點(diǎn)：1、最適pH（optimum pH）酶活性最高時的pH。 2、最適pH非特征性常數(shù)，受S、緩沖液種類與濃度、 以及酶純度影響,某些酶的最適 pH 值,酶 最適 pH 胃蛋白酶 1.8 過氧化氫酶 7.6 胰蛋白酶 7.7 延胡索酸酶 7.8 核糖核酸酶 7.8 精氨酸酶 9.8,五、抑制劑對酶促反應(yīng)速率的影響 可逆或不可逆地降低速率,抑制作用: 直接或間接地影響酶的活性中心， 使酶活性降低或喪失的現(xiàn)象。 抑制劑：凡能降低酶活性而不引起酶蛋白變 性的物質(zhì)。,抑制劑以共價(jià)鍵與酶活性中心的必需基團(tuán)結(jié)合，使酶失活；且不能用透析、超濾等方法除去抑制劑使酶恢復(fù)活性。,（一）不可逆抑制作用（irreversible inhibition）,R-O O R-O O R-O X R-O O-E,P + E-OH P + HX,有機(jī)磷化合物 羥基酶 磷?；?失活) （農(nóng)藥） （膽堿酯酶）,例1： 羥基酶的抑制,巰基酶 路易士氣,例2： 巰基酶酶的抑制,（二）可逆抑制(reversible inhibition),抑制劑與酶以非共價(jià)鍵疏松結(jié)合引起酶活性的降低或喪失, 結(jié)合是可逆的, 能夠通過透析、超濾等物理方法使酶恢復(fù)活性。,可逆抑制類型：,1、競爭性抑制（competitive inhibition）,競爭性抑制作用過程：,競爭性抑制的動力學(xué)方程:,競爭性抑制的底物濃度曲線,競爭性抑制的特征曲線：,競爭性抑制的特點(diǎn)：,I與S分子結(jié)構(gòu)相似； Vmax 不變，表觀Km增大； 抑制程度取決于I與E的親和力 ，以及I和 S的相對濃度比例。,例如：,2、非競爭性抑制 （non-competitive inhibition）,非競爭性抑制作用過程：,非競爭性抑制的底物濃度曲線,非競爭性抑制的動力學(xué)方程:,非競爭性抑制的特征曲線：,非競爭性抑制的特點(diǎn)：,I與S分子結(jié)構(gòu)不同； Vmax 減小，表觀Km不變； 抑制程度取決于I大小。,例：,質(zhì)子化的叔胺（R3NH+）對乙酰酯酶的抑制,3、反競爭性抑制（uncompetitive inhibition）,反競爭性抑制作用過程：,反競爭性抑制的底物濃度曲線,反競爭性抑制的動力學(xué)方程:,反競爭性抑制的特征曲線：,反競爭性抑制的特點(diǎn)：,I 與 S分子結(jié)構(gòu)不同，I只與ES結(jié)合 Vmax 和表觀Km都減?。?抑制程度取決于 I 和 ES 二者的濃度。,例：,氰化物或肼對芳香硫酸酯酶的抑制,六、激活劑可加快酶促反應(yīng)速率,（一）激活劑（activator）:,（二）分類：,必需激活劑（essential activator） 酶促反應(yīng)不可缺少，否則將測不到酶活性。 如：Mg 2+ 對己糖激酶 非必需激活劑（non-essential activator） 不存在時，酶仍有一定活性，但可提高酶催化活性。 如： Cl- 對唾液淀粉酶,（二）分類：,第 四 節(jié) 酶 的 調(diào) 節(jié),（The Regulation of Enzyme）,概述,一、調(diào)節(jié)酶實(shí)現(xiàn)對酶促反應(yīng)速率的快速調(diào)節(jié),（一）變構(gòu)酶通過變構(gòu)調(diào)節(jié)酶的活性,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（非共價(jià)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)調(diào)節(jié)（allosteric regulation）:,1、概念 受變構(gòu)調(diào)節(jié)的酶 2、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：多亞基（偶數(shù)） 催化亞基（活性中心） 調(diào)節(jié)亞基 變構(gòu)部位（allosteric site） 或調(diào)節(jié)部位（regulatory site）,變構(gòu)酶（allosteric enzyme）：,蛋白激酶 A 的變構(gòu)激活,在其它酶的催化下，酶蛋白分子肽鏈上特定基團(tuán)與某種化學(xué)基團(tuán)發(fā)生可逆性共價(jià)結(jié)合，從而改變酶的活性的過程。,（二）酶的化學(xué)修飾調(diào)節(jié)是通過某些化學(xué)基團(tuán)與酶的共價(jià)結(jié)合與分離實(shí)現(xiàn)的,1、共價(jià)修飾或化學(xué)修飾調(diào)節(jié)的概念 （ covalent modification regulation & chemical modification regulation）,概念：,2、共價(jià)修飾基團(tuán)類型：,磷酸化與脫磷酸化 乙?；兔撘阴；?甲基化和脫甲基化 腺苷化和脫腺苷化 SH與SS互變,2、共價(jià)修飾基團(tuán)類型：,由激素啟動磷酸化的級聯(lián)機(jī)制,（三）酶原的激活使無活性的酶原轉(zhuǎn)變成有催化活性的酶,胰蛋白酶原的激活過程,胰蛋白酶原,消化道腸激酶啟動的酶原激活級聯(lián)效應(yīng),酶原與酶原激活的生理意義,保護(hù)組織器官本身免受酶的水解破壞 保證酶在特定部位與環(huán)境發(fā)揮催化作用 酶原可視作酶的儲存形式,二、 酶含量的調(diào)節(jié)包括對 酶合成與分解速率的調(diào)節(jié),（一）酶蛋白合成可被誘導(dǎo)或阻遏 轉(zhuǎn)錄水平,誘導(dǎo)作用（induction）和誘導(dǎo)劑（ inducer ）,阻遏作用（repression）和阻遏劑（repressor）,如： 膽紅素誘導(dǎo)血紅素加氧酶合成，促進(jìn)膽紅素生成。,溶酶體蛋白酶降解途徑（不依賴ATP的降解途徑，無選擇性蛋白降解） 約40% 非溶酶體蛋白酶降解途徑（又稱依賴ATP和泛素的降解途徑，選擇性蛋白降解） 60%,（二）酶降解的調(diào)控與一般蛋白質(zhì)降解途徑相同,第 五 節(jié) 酶的命名與分類 （ The Naming and Classification of Enzyme）,一、酶可根據(jù)其催化的反應(yīng)類型予以分類,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，或裂合酶） 5、異構(gòu)酶類（isomerases） 6、合成酶類（syntheases）或連接酶類（ligases）,根據(jù)酶反應(yīng)的類型，酶可分為六大類：,二、每一種酶均有其系統(tǒng)名稱和推薦名稱,習(xí)慣命名： 由發(fā)現(xiàn)者命名，常以底物名、反應(yīng)性質(zhì)及酶的來源命名 系統(tǒng)命名：1961年國際酶學(xué)委員會（Enzyme commission，簡稱 EC） 確定: 每一個酶由下列三種表示 1、系統(tǒng)名稱（systematic name）： 底物名+反應(yīng)性質(zhì)（底物名之間用“：”隔開） 2、分類編號：E.C.+ 四個數(shù)字 分別代表：類、亞類、亞-亞類、亞-亞類中“序號” 3、推薦名（recommended name）： 選一個習(xí)慣名（實(shí)用、簡單）,二、每一種酶均有其系統(tǒng)名稱和推薦名稱,舉 例,一些酶的分類與命名,第 六 節(jié) 酶與醫(yī)學(xué)的關(guān)系 （The Relation of Enzyme & Medicine）,一、酶和疾病密切相關(guān),（一）酶的質(zhì)、量與活性的異常均可引起某些疾病,疾病的發(fā)病機(jī)理直接或間接與酶表達(dá)異?；蛎富钚允艿揭种葡嚓P(guān)； 疾病可引起酶的異常，這種異常又使病情加重； 激素代謝障礙或維生素缺乏可引起酶的異常； 酶活性受到抑制多見于中毒性疾病。,（二）酶的測定有助于對許多疾病的診斷,1酶活性測定和酶活性單位是定量酶的基礎(chǔ) 2血清酶對某些疾病的診斷具有更重要的價(jià)值,（三）酶和某些疾病的治療關(guān)系密切,許多藥物可通過抑制生物體內(nèi)的某些酶來達(dá)到治療目的，如磺胺類藥物抑菌作用。 通過阻斷相應(yīng)