酶化學(xué)PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1 酶化學(xué)酶化學(xué) 酶的概念 酶的分類與命名 酶的化學(xué)本質(zhì) 酶的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系 酶作用的專一性 酶作用的機(jī)理 酶促反應(yīng)的速度和影響酶促反應(yīng)速度的因素 酶的制備與酶活力的測(cè)定 酶的應(yīng)用 提提 要要 第1頁/共58頁 一、酶的概念一、酶的概念 酶是生物細(xì)胞產(chǎn)生的、具有催化能力的生物催化劑。 定義定義：酶是生物體內(nèi)進(jìn)行新陳代謝不可缺少的受多種 因素調(diào)節(jié)控制的具有催化能力的生物催化劑。 酶具有一般催化劑的特征酶具有一般催化劑的特征：1.只能進(jìn)行熱力學(xué)上允許進(jìn)行只能進(jìn)行熱力學(xué)上允許進(jìn)行 的反應(yīng)；的反應(yīng)；2.可以縮短化學(xué)反應(yīng)到達(dá)平衡的時(shí)間，而不改變可以縮短化學(xué)反應(yīng)到達(dá)平衡的時(shí)間，而不改變 反應(yīng)的平衡

2、點(diǎn)；反應(yīng)的平衡點(diǎn)；3.通過降低活化能加快化學(xué)反應(yīng)速度。通過降低活化能加快化學(xué)反應(yīng)速度。 酶的催化特點(diǎn)酶的催化特點(diǎn)： 1.高效性：通常要高出非生物催化劑催化活性的1061013倍 。 2H2O 2 2H2O + O2 1mol過氧化氫酶過氧化氫酶 5106molH2O2 1mol離子鐵離子鐵 610-4molH2O2 第2頁/共58頁 2.專一性：酶對(duì)底物具有嚴(yán)格的選擇性。 3.敏感性：對(duì)環(huán)境條件極為敏感。 4.可調(diào)性：酶活性的調(diào)節(jié)和酶合成速度的調(diào)節(jié)。 第3頁/共58頁 二、酶的分類與命名二、酶的分類與命名 1961年國際酶學(xué)委員會(huì)（Enzyme Committee, EC）根據(jù) 酶所催化的反應(yīng)

3、類型和機(jī)理，把酶分成6大類： 1. 氧化還原酶類氧化還原酶類：主要是催化氫的轉(zhuǎn)移或電子傳遞的氧化 還原反應(yīng)。 AH2 + B（O2 ） A + BH2（H2O2，H2O） （1）脫氫酶類）脫氫酶類：催化直接從底物上脫氫的反應(yīng)。 AH2 +BA +BH2（需輔酶或輔酶 ） 第4頁/共58頁 （2）氧化酶類）氧化酶類 催化底物脫氫，氧化生成H2O2： AH2 + O2A + H2O2（需FAD或FMN） 催化底物脫氫，氧化生成H2O： 2AH2 + O22A + 2H2O （3）過氧化物酶）過氧化物酶 ROO + H2O2RO + H2O + O2 （4）加氧酶（雙加氧酶和單加氧酶）加氧酶（雙加氧

4、酶和單加氧酶） O2 + OH OH C=O C=O OH OH （順，順-已二烯二酸 ） 第5頁/共58頁 RH + O2 + 還原型輔助因子ROH + H2O + 氧化型輔助因子 （又稱羥化酶羥化酶） 2. 轉(zhuǎn)移酶類轉(zhuǎn)移酶類：催化化合物中某些基團(tuán)的轉(zhuǎn)移。 AX + B A +BX 根據(jù)X分成8個(gè)亞類：轉(zhuǎn)移碳基、酮基或醛基、酰基、糖 基、烴基、含氮基、含磷基和含硫基的酶。 3. 水解酶類水解酶類：催化加水分解作用。 AB + H2OAOH + BH 第6頁/共58頁 4. 裂解酶類：裂解酶類：催化非水解性地除去基團(tuán)而形成雙鍵的反應(yīng) 或逆反應(yīng)。 CH3 C=O COOH CC鍵 CH3 C=O

5、 H + CO2 CO鍵CH2COOH HOCHCOOH HCCOOH HOOCCH + H2O 第7頁/共58頁 CN鍵 COOH CH NH2 CH 2 COOH COOH CH HC COOH + NH3 5. 異構(gòu)酶異構(gòu)酶：催化 各種異構(gòu)體之間的互變 。 AB 常見的有消旋和變旋、醛酮異構(gòu)、順反異構(gòu)和變位酶類常見的有消旋和變旋、醛酮異構(gòu)、順反異構(gòu)和變位酶類。 第8頁/共58頁 6. 合成酶類合成酶類：催化有ATP參加的合成反應(yīng)。 A + B + ATPAB + ADP +Pi 乳酸脫氫酶乳酸脫氫酶 EC 1. 1. 1. 27 第1大類，氧化還原酶 第1亞類，氧化基團(tuán)CHOH 第1亞亞

6、類，H受體為NAD+ 該酶在亞亞類中的流水編號(hào) 第9頁/共58頁 酶的命名有兩種方法：系統(tǒng)名系統(tǒng)名、慣用名慣用名。 系統(tǒng)名系統(tǒng)名：包括所有底物的名稱和反應(yīng)類型。 乳酸 + NAD+丙酮酸 + NADH + H+ 乳酸：乳酸：NAD+氧化還原氧化還原 酶酶 慣用名慣用名：只取一個(gè)較重要的底物名稱和反應(yīng)類型。 乳酸：乳酸：NAD+氧化還原氧化還原 酶酶 乳酸脫氫酶乳酸脫氫酶 對(duì)于催化水解反應(yīng)的酶一般在酶的名稱上省去反應(yīng)類型 。 第10頁/共58頁 三、酶的化學(xué)本質(zhì)三、酶的化學(xué)本質(zhì) （一）大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)（一）大多數(shù)酶是蛋白質(zhì) 1926年年J.B.Sumner首次從刀豆制備出脲酶結(jié)晶，證明其為 蛋白

7、質(zhì)，并提出酶的本質(zhì)就是蛋白質(zhì)的觀點(diǎn)。 酶是蛋白質(zhì)的證據(jù)。 1982年年T.Cech發(fā)現(xiàn)了第1個(gè)有催化活性的天然RNA ribozyme（核酶），以后Altman和Pace等又陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了真 正的RNA催化劑。 核酶的發(fā)現(xiàn)不僅表明酶不一定都是蛋白質(zhì)，還促進(jìn)了有 關(guān)生命起源、生物進(jìn)化等問題的進(jìn)一步探討。 第11頁/共58頁 （二）酶的輔因子（二）酶的輔因子 酶 單純單純 酶酶 結(jié)合結(jié)合 酶酶 （全酶）= 酶蛋白 + 輔因子 輔因輔因 子子 輔輔 酶酶 ：與酶蛋白結(jié)合得比較松的小分子有機(jī)物 。 輔基輔基：與膜蛋白結(jié)合得緊密的小分子有機(jī)物 。 金屬激活金屬激活 劑劑 ：金屬離子作為輔助因子。 酶的催化專

8、一性主要決定于膜蛋白部分，輔因子通常是 作為電子、原子或某些化學(xué)基團(tuán)的載體。 第12頁/共58頁 （三）單體酶、寡聚酶和多酶復(fù)合物（三）單體酶、寡聚酶和多酶復(fù)合物 1.單體酶（單體酶（monomeric enzyme)：僅有一條具有活性部位的 多肽鏈，全部參與水解反應(yīng)。 2.寡聚酶寡聚酶 (oligomeric enzyme)：由幾個(gè)或多個(gè)亞基組成，亞 基牢固地聯(lián)在一起，單個(gè)亞基沒有催化活性。亞基之間以 非共價(jià)鍵結(jié)合。 3.多酶復(fù)合物多酶復(fù)合物 (multienzyme system)：幾個(gè)酶鑲嵌而成的復(fù) 合物。這些酶催化將底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的一系列順序反應(yīng)。 第13頁/共58頁 丙酮酸脫氫酶系（

9、E.coli）：丙酮酸脫氫酶（E）、硫 辛酰轉(zhuǎn)乙酰酶（E）和二氫硫辛酰脫氫酶（E）。 E E E 堿性 E E E + E E + 脲 第14頁/共58頁 四、酶的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系四、酶的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系 （一）活性部位和必需基團(tuán)（一）活性部位和必需基團(tuán) 必需基團(tuán)必需基團(tuán)：這些基團(tuán)若經(jīng)化學(xué)修飾使其改變，則酶的活 性喪失。 活性部位活性部位：酶分子中直接與底物結(jié)合，并和酶催化作用 直接有關(guān)的部位。 必需基必需基 團(tuán)團(tuán) 活性部 位 維持酶的空間結(jié)構(gòu) 結(jié)合基團(tuán) 催化基 團(tuán) 專一性 催化性 質(zhì) 第15頁/共58頁 （二）酶原的激活（二）酶原的激活 沒有活性的酶的前體稱為酶原酶原。酶原轉(zhuǎn)變成有活性的酶的

10、 過程稱為酶原的激活酶原的激活。這個(gè)過程實(shí)質(zhì)上是酶活性部位形成 和暴露的過程。 在組織細(xì)胞中，某些酶以酶原的形式存在，可保護(hù)分泌這 種酶的組織細(xì)胞不被水解破壞。 （三）同工酶（三）同工酶(isoenzyme) 能催化相同的化學(xué)反應(yīng)，但在蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)、 理化性質(zhì)和免疫性能等方面都存在明顯差異的一組酶。 乳酸脫氫酶 （LDH） M H M M M M M4 HM MM M3H MM HH M2H 2 M H H H MH 3 HH HH H4 第16頁/共58頁 五、酶作用的專一性五、酶作用的專一性 酶作用的 專一性 結(jié)構(gòu)專一 性 立體異構(gòu)專一性 族（基團(tuán)）專一性 絕對(duì)專一性 第17頁/共58

11、頁 族專一性：可作用于一類或一些結(jié)構(gòu)很相似的底物 。 RCOO- +R OH + H+ 酯酶酯酶：RCOR + H2O O O CH2OH O H O H O H 1 5 -葡萄糖葡萄糖 苷酶苷酶 O R +H2O O CH2OH O H O H O H O H 1 5 + ROH 絕對(duì)專一性：只能作用于某一底物。 脲酶脲酶：H2NCNH2 + H2O O 2NH3 + CO2 第18頁/共58頁 六、酶的作用機(jī)理六、酶的作用機(jī)理 （一）酶的催化作用與分子活化能（一）酶的催化作用與分子活化能 化學(xué)反應(yīng)自由能方程式 G =H -TS （ G是總自由能的變化， H 是總熱能的變化，S是熵 的變化）

12、 當(dāng)G0，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。 當(dāng)G0，反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。 活化能活化能：分子由常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榛罨癄顟B(tài)所需的能量。是指 在一定溫度下，1mol 反應(yīng)物全部進(jìn)入活化狀態(tài)所需的自 由能。 第19頁/共58頁 促使化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的途徑： 1.用加熱加熱或光照光照給反應(yīng)體系提供能量。 2.使用催化劑催化劑降低反應(yīng)活化能。 酶和一般催化劑的作用就是降低化學(xué)反應(yīng)所需的活化能，酶和一般催化劑的作用就是降低化學(xué)反應(yīng)所需的活化能， 從而使活化分子數(shù)增多，反應(yīng)速度加快。從而使活化分子數(shù)增多，反應(yīng)速度加快。 （二）中間產(chǎn)物學(xué)說（二）中間產(chǎn)物學(xué)說 E + SESE +P 中間產(chǎn)物存在的證據(jù)： 1.同位素32P標(biāo)記底物法（磷酸化

13、酶與葡萄糖結(jié)合）； 2.吸收光譜法（過氧化物酶與過氧化氫結(jié)合）。 第20頁/共58頁 （三）誘導(dǎo)嵌合學(xué)說（三）誘導(dǎo)嵌合學(xué)說 “鎖鑰學(xué)說鎖鑰學(xué)說”（Fischer，1890）：酶的活性中心結(jié)構(gòu)與 底物的結(jié)構(gòu)互相吻合，緊密結(jié)合成中間絡(luò)合物。 誘導(dǎo)嵌合學(xué)說誘導(dǎo)嵌合學(xué)說（Koshland，1958）：酶活性中心的結(jié)構(gòu)有 一定的靈活性，當(dāng)?shù)孜铮せ顒┗蛞种苿┡c酶分子結(jié)合 時(shí)，酶蛋白的構(gòu)象發(fā)生了有利于與底物結(jié)合的變化，使反 應(yīng)所需的催化基團(tuán)和結(jié)合基團(tuán)正確地排列和定向，轉(zhuǎn)入有 效的作用位置，這樣才能使酶與底物完全吻合，結(jié)合成中 間產(chǎn)物。 （四）使酶具有高催化效率的因素（四）使酶具有高催化效率的因素 酶分子

14、為酶的催化提供各種功能基團(tuán)和形成特定的活性中 心，酶與底物結(jié)合成中間產(chǎn)物，使分子間的催化反應(yīng)轉(zhuǎn)變 為分子內(nèi)的催化反應(yīng)。 第21頁/共58頁 1. 鄰近定向效應(yīng)鄰近定向效應(yīng)：酶與底物結(jié)合成中間產(chǎn)物過程中，底物 分子從稀溶液中密集到活性中心區(qū)，并使活性中心的催化基 團(tuán)與底物的反應(yīng)基團(tuán)之間正確定向排列所產(chǎn)生的效應(yīng)。 2. “張力張力”與與“形變形變”：酶與底物的結(jié)合，不僅酶分子發(fā)生構(gòu) 象變化，同樣底物分子也會(huì)發(fā)生扭曲變形，使底物分子的某 些鍵的鍵能減弱，產(chǎn)生鍵扭曲，降低了反應(yīng)活化能。 3. 酸堿催化酸堿催化：通過想反應(yīng)物（作為堿）提供質(zhì)子或從反應(yīng)物 （作為酸）奪取質(zhì)子來達(dá)到加速反應(yīng)的一類催化。（廣義

15、酸 堿催化，Bronsted的酸堿定義） 蛋白質(zhì)中起酸或堿催化的功能基團(tuán)有氨基、羧基、咪唑基氨基、羧基、咪唑基 、巰基和酚基、巰基和酚基。 影響酸堿催化反應(yīng)速度的兩種因素：（1）酸或堿的強(qiáng)度（ pK）；（2）質(zhì)子傳遞的速度。His的咪唑基咪唑基最活躍。 第22頁/共58頁 4. 共價(jià)催化共價(jià)催化：底物分子的一部分與酶分子上的活性基團(tuán)間通 過共價(jià)結(jié)合而形成的中間物，快速完成反應(yīng)。 Lewis的酸堿電子理論：酸是可以接受電子對(duì)的物質(zhì)，而 堿則是可以提供電子對(duì)的物質(zhì)，前者是親電物質(zhì)，后者 是親核物質(zhì)。共價(jià)催化又稱親核或親電子催化。實(shí)際上 也是酸堿催化。 Ser-OH CH2S ： H CH2O ：

16、H Cys-SH CH2C=CH HNN CH ： His-咪唑 基 親核物親核物 質(zhì)質(zhì) 親電物質(zhì)親電物質(zhì) 第23頁/共58頁 5. 微環(huán)境的影響微環(huán)境的影響 酶的活動(dòng)中心由于微環(huán)境的影響，存在高濃度的酸和高濃度 的堿，可以有多種催化方式的環(huán)境有利于反應(yīng)的進(jìn)行。 （四）酶與反應(yīng)的過渡態(tài)互補(bǔ)（四）酶與反應(yīng)的過渡態(tài)互補(bǔ) 酶與底物的過渡態(tài)互補(bǔ)，親合力最強(qiáng)，釋放出結(jié)合能使ES 的過渡態(tài)能級(jí)降低，有利于底物分子跨越能壘，加速酶促 反應(yīng)速度。 （五）抗體酶（五）抗體酶（abzyme） 即是抗體又具有催化功能的蛋白質(zhì)，是具有催化活性 的抗體。 第24頁/共58頁 七、酶促反應(yīng)的速度和影響酶促七、酶促反應(yīng)的速

17、度和影響酶促 反應(yīng)速度的因素反應(yīng)速度的因素 （一）酶反應(yīng)速度的測(cè)量（一）酶反應(yīng)速度的測(cè)量 用一定時(shí)間內(nèi)底物減少或產(chǎn)物生成的量來表示酶促反應(yīng) 速度。測(cè)定反應(yīng)的初速度初速度。 10 20 30 40 50 60 min 產(chǎn)物生成量 酶反應(yīng)進(jìn)程曲線 第25頁/共58頁 （二）酶濃度對(duì)酶作用的影響（二）酶濃度對(duì)酶作用的影響 在有足夠底物足夠底物和其他條件不變的情況下： v = k E （三）底物濃度對(duì)酶作用的影響（三）底物濃度對(duì)酶作用的影響 1. 底物濃度對(duì)酶反應(yīng)速度的影響底物濃度對(duì)酶反應(yīng)速度的影響 S v Vmax 一級(jí)反應(yīng) v = k S 零級(jí)反應(yīng) v = k E 第26頁/共58頁 用中間產(chǎn)物學(xué)

18、說中間產(chǎn)物學(xué)說解釋底物濃度與反應(yīng)速度關(guān)系曲線的二相現(xiàn)象 ： S + E E S E + P 當(dāng)?shù)孜餄舛群艿蜁r(shí)，有多余的酶沒與底物結(jié)合，隨著底 物濃度的增加，中間絡(luò)合物的濃度不斷增高。 當(dāng)?shù)孜餄舛容^高時(shí)，溶液中的酶全部與底物結(jié)合成中間產(chǎn) 物，雖增加底物濃度也不會(huì)有更多的中間產(chǎn)物生成。 2. 米氏方程式（米氏方程式（Michaelis-Menten equation ） k1 k2 k3 設(shè) km= k2 + k3 k1 v = Vmax S km + S （kmS，v = kS； km S，v = Vmax） 第27頁/共58頁 3. 米氏常數(shù)的意義及測(cè)定米氏常數(shù)的意義及測(cè)定 v = Vmax/

19、2， 則： km= S 意義意義 ： （1） km是酶的一個(gè)基本的特征常數(shù)是酶的一個(gè)基本的特征常數(shù)。其大小與酶的濃度無關(guān) ，而與具體的底物有關(guān)，且隨著溫度、pH和離子強(qiáng)度而改變。 （2）從）從km可判斷酶的專一性和天然底物可判斷酶的專一性和天然底物。 Km最小的底物，通 常就是該酶的最適底物，也就是天然底物。 （3）當(dāng)）當(dāng)k2k3時(shí)，時(shí)， km的大小可以表示酶與底物的親和性的大小可以表示酶與底物的親和性。 第28頁/共58頁 km= （k2 +k3)/k1 Km k2 / k1 S + E E S E + P km可以看作ES的解離常數(shù)ks ： km= ks = SE ES 當(dāng)當(dāng)km大，說明大

20、，說明ES容易解離，酶與底物結(jié)合的親和力小。容易解離，酶與底物結(jié)合的親和力小。 第29頁/共58頁 （4）從）從km的大小，可以知道正確測(cè)定酶活力時(shí)所需的底的大小，可以知道正確測(cè)定酶活力時(shí)所需的底 物濃度物濃度。 Sv 1000km0.999V 100km0.99V 10km0.91V 3km0.75V 1km0.50V 0.33km0.25V 0.10km0.091V 第30頁/共58頁 從米氏方程中求得： 當(dāng)反應(yīng)速度達(dá)到最大反應(yīng)速度的90%，則 90%V =100%VS/(km +S) v = Vmax S km + S 即 S = 9km 在進(jìn)行酶活力測(cè)定時(shí)，通常用4km的底物濃度即可

21、。 第31頁/共58頁 （5 5）k km m還可以推斷某一代謝物在體內(nèi)可能的代謝途徑還可以推斷某一代謝物在體內(nèi)可能的代謝途徑。 丙酮酸 乳酸 乙酰CoA 乙醛 乳酸脫氫酶 （1.710-5） 丙酮酸脫氫酶（ 1.310-3） 丙酮酸脫羧酶 （1.010-3） 當(dāng)丙酮酸濃度較低時(shí)，代謝走哪條途徑?jīng)Q定于km最小的酶 。 第32頁/共58頁 米氏常數(shù)可根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作圖法直接求得：先測(cè)定不同底 物濃度的反應(yīng)初速度，從v與S的關(guān)系曲線求得V，然后再 從1/2V求得相應(yīng)的S即為km（近似值）。 通常用Lineweaver-Burk作圖法（雙倒數(shù)作圖法）作圖法（雙倒數(shù)作圖法） 1 v = km V S 1

22、 + V 1 （y = ax + b ） 斜率= km/Vmax 1/ S 1/ v 1/Vmax -1/km 第33頁/共58頁 （四）（四）pH對(duì)酶作用的影響對(duì)酶作用的影響 pH v 最適最適pH（ optimum pH）1.最適pH 2.pH穩(wěn)定性 表現(xiàn)出酶最大活力的pH值 在一定的pH范圍內(nèi)酶 是穩(wěn)定的 pH對(duì)酶作用的影響機(jī)制對(duì)酶作用的影響機(jī)制：1.環(huán)境過酸、過堿使酶變性失活 ；2.影響酶活性基團(tuán)的解離；3.影響底物的解離。 第34頁/共58頁 （五）溫度對(duì)酶作用的影響（五）溫度對(duì)酶作用的影響 兩種不同影響：1.溫度溫度 升高，反應(yīng)速度加快升高，反應(yīng)速度加快； 2.溫度升高，熱變性速溫

23、度升高，熱變性速 度加快度加快。 T v 最適溫度 （六）激活劑對(duì)酶作用的影響（六）激活劑對(duì)酶作用的影響 凡能提高酶活力的物質(zhì)都是酶的激活劑。如Cl-是唾 液淀粉酶的激活劑。 第35頁/共58頁 （七）抑制劑對(duì)酶作用的影響（七）抑制劑對(duì)酶作用的影響 使酶的必需基團(tuán)或活性部位中的基團(tuán)的化學(xué)性質(zhì)改變 而降低酶活力甚至使酶失活的物質(zhì)，稱為抑制劑（I）。 1. 不可逆抑制作用不可逆抑制作用：抑制劑與酶的結(jié)合（共價(jià)鍵）是不可 逆的。 S + E E S E + P + I EI ESH +ICH2COOH ESCH2COOH + HI 第36頁/共58頁 （2）可逆抑制作用）可逆抑制作用：抑制劑與酶的結(jié)

24、合是可逆的。 抑制程度是由酶與抑制劑之間的親和力大小、抑制劑的 濃度以及底物的濃度決定。 E v 1 2 3 1. 反應(yīng)體系中不加反應(yīng)體系中不加I。 2.反應(yīng)體系中加入一定反應(yīng)體系中加入一定 量的不可逆抑制劑。量的不可逆抑制劑。 3.反應(yīng)體系中加入一定反應(yīng)體系中加入一定 量的可逆抑制劑。量的可逆抑制劑。 第37頁/共58頁 E v 不可逆抑制劑的作 用 E v 可逆抑制劑的作用 I I 第38頁/共58頁 競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用：抑制劑和底物競(jìng)爭(zhēng)與酶結(jié)合。 特點(diǎn)特點(diǎn)：1）抑制劑和底物競(jìng)爭(zhēng)酶的結(jié)合部位 S + E E S E + P + I EI v = VS km(1+I /ki)+S

25、ki = EI/EI S v V/2 km 2）抑制程度取決于I和S 的濃度以及與酶結(jié)合的 親和力大小。 km 無 I 有 I 3）競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑的結(jié)構(gòu) 與底物結(jié)構(gòu)十分相似。 第39頁/共58頁 非競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用非競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用：底物和抑制劑同時(shí)與酶結(jié)合，但形 成的EIS不能進(jìn)一步轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)物。 S + E E S E + P + I EI + I EIS+ S E+P v = V 1+I/ki S km + S S v 無 I V/2 km 有 I () 第40頁/共58頁 反競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用反競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用：抑制劑必須在酶與底物結(jié)合后才能 進(jìn)一步形成ESI復(fù)合物。 S + E E S E + P

26、 + I ESI E+P v = V 1 + I k i S km 1+ I ki + S S v km km 第41頁/共58頁 （八）酶的變（別）構(gòu)效應(yīng)（八）酶的變（別）構(gòu)效應(yīng) 有些酶具有類似血紅蛋白那樣的別構(gòu)效應(yīng)，稱為別構(gòu)別構(gòu) 酶酶。 特點(diǎn)特點(diǎn)：1.一般是寡聚酶；2.具有別構(gòu)效應(yīng)；3.v對(duì)S不呈直角 雙曲線。 S v S90%V S10%V = 81 S90%V S10%V 81 S90%V S10%V 81 第42頁/共58頁 ATCase（天冬氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶）的抑制劑是CTP，激活劑 是ATP。 Asp v +AT P +CTP +ATP使酶飽和使酶飽和 V/2 S0.5 第43頁/

27、共58頁 八、酶的制備與活力的測(cè)定八、酶的制備與活力的測(cè)定 酶活力是指酶催化某一化學(xué)反應(yīng)的能力。 酶（活力）單位酶（活力）單位：在一定條件下，一定時(shí)間內(nèi)將一定 量的底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物所需的酶量。（U/g，U/ml） 在最適的反應(yīng)條件（25）下，每分鐘內(nèi)催化一微摩爾 底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的酶量定為一個(gè)酶活力單位，即 1IU=1mol/min 在最適條件下，每秒鐘內(nèi)使一摩爾底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物所需 的酶量定為1kat單位，即 1kat=1mol/s 1kat = 6107IU 第44頁/共58頁 工業(yè)上大多采用微生物發(fā)酵微生物發(fā)酵的方法來獲得大量酶制劑。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：不受氣候、地理?xiàng)l件的限制，動(dòng)、植物體內(nèi)的酶大多

28、 可從微生物體內(nèi)找到，微生物繁殖快，產(chǎn)酶量由豐富。還可 以通過選育菌種來提高酶的產(chǎn)量和用廉價(jià)原料大量生產(chǎn)。 酶分離純化的三個(gè)基本步驟：抽提，純化，結(jié)晶或制劑。 方法：方法： 1.1.根據(jù)溶解度不同根據(jù)溶解度不同（鹽析法、有機(jī)溶劑沉淀法、等電點(diǎn)沉淀法、選擇性沉淀法）； 2.2.根據(jù)酶與雜蛋白分子大小的差別根據(jù)酶與雜蛋白分子大小的差別（凝膠過濾法、超離心法）； 3.3.根據(jù)酶和雜蛋白與吸附劑之間吸附與解吸附性質(zhì)的不同根據(jù)酶和雜蛋白與吸附劑之間吸附與解吸附性質(zhì)的不同（吸附分離法）； 4.4.根據(jù)帶電性質(zhì)根據(jù)帶電性質(zhì)（離子交換層析法、電泳分離法、等電聚焦層析法）； 5.5.根據(jù)酶與雜蛋白的穩(wěn)定性差別根據(jù)酶與雜蛋白的穩(wěn)定性差別（選擇性變性法）； 6.6.根據(jù)酶與底物、輔因子或抑制劑之間的專一性親和作用根據(jù)酶與底物、輔因子或抑制劑之間的專一性親和作用（親和層析法）。 第45頁/共58頁 酶的純度酶的純度： 比活力比活力 = 活力單位數(shù)/ 毫克蛋白（氮） 純化倍數(shù)純化倍數(shù) = 每次比活 力 第一次比活力 產(chǎn)率產(chǎn)率%（回收率）（回收率）= 100 每次總活力 第一次總活 力 酶的純化鑒定酶的純化鑒定：聚丙烯酰胺凝膠電泳法、等電聚焦電泳法 第46頁/共58頁 酶的保存酶的保存：1.低溫（04，-20）；2.高濃度較穩(wěn)定；3. 加入穩(wěn)定劑；4.固定化。 酶的固定化