廖-第三章酶2017-2

1、第四章第四章 酶酶Enzmye1.酶分子結(jié)構(gòu)與功能酶分子結(jié)構(gòu)與功能2.酶工作原理酶工作原理3.酶促反應(yīng)動力學(xué)酶促反應(yīng)動力學(xué)4.酶的調(diào)節(jié)酶的調(diào)節(jié)5.酶的分類及命名酶的分類及命名6.酶與醫(yī)學(xué)的關(guān)系酶與醫(yī)學(xué)的關(guān)系主要內(nèi)容主要內(nèi)容掌握：掌握：1.1.酶的概念、化學(xué)本質(zhì)及生物學(xué)功能；酶的概念、化學(xué)本質(zhì)及生物學(xué)功能； 2. 2. 酶的活性中心和必需基團(tuán)；酶的活性中心和必需基團(tuán)； 3.3.同工酶；酶促反應(yīng)特點；同工酶；酶促反應(yīng)特點； 4.4.各種因素對酶促反應(yīng)速度的影響；各種因素對酶促反應(yīng)速度的影響； 5.5.酶調(diào)節(jié)的方式；酶調(diào)節(jié)的方式； 6.6.酶的變構(gòu)調(diào)節(jié)和共價修飾調(diào)節(jié)的概念。酶的變構(gòu)調(diào)節(jié)和共價修飾調(diào)節(jié)

2、的概念。 熟悉：熟悉： 1.1.酶的組成、結(jié)構(gòu)；酶的組成、結(jié)構(gòu)；2.2.酶含量的調(diào)節(jié)。酶含量的調(diào)節(jié)。 3. 3.酶活性測定及酶活性單位；酶活性測定及酶活性單位；了解：了解：1.1.米米- -曼方程式的推導(dǎo)過程；曼方程式的推導(dǎo)過程； 2.2.酶的命名與分類；酶的命名與分類； 3. 3.酶與醫(yī)學(xué)的關(guān)系。酶與醫(yī)學(xué)的關(guān)系。 目的與要求目的與要求n 酶是一種生物催化劑酶是一種生物催化劑 由活細(xì)胞產(chǎn)生的、對底物具有高度特異性由活細(xì)胞產(chǎn)生的、對底物具有高度特異性和高度催化效能的蛋白質(zhì)。和高度催化效能的蛋白質(zhì)。 u并不是所有具有催化功能的分子都是蛋白質(zhì)并不是所有具有催化功能的分子都是蛋白質(zhì)（核酶：具催化功能的

3、（核酶：具催化功能的RNARNA分子）分子）u酶的化學(xué)本質(zhì)：蛋白質(zhì)酶的化學(xué)本質(zhì)：蛋白質(zhì)種類種類特點特點單體酶單體酶單一亞基單一亞基寡聚酶寡聚酶 多個亞基以非共價鍵結(jié)合多個亞基以非共價鍵結(jié)合多酶體系多酶體系/ /多酶多酶復(fù)合物復(fù)合物不同功能的酶聚合不同功能的酶聚合多功能酶多功能酶一條肽鏈上具有多種不同一條肽鏈上具有多種不同的催化功能的催化功能 u酶的不同形式酶的不同形式蛋白質(zhì)部分：酶蛋白蛋白質(zhì)部分：酶蛋白輔助因子輔助因子(cofactor) 金屬離子金屬離子小分子有機化合物小分子有機化合物全酶全酶(holoenzyme)n結(jié)合酶結(jié)合酶 ( () )：由蛋白質(zhì)部分和由蛋白質(zhì)部分和非蛋白質(zhì)部分共同組

4、成的酶非蛋白質(zhì)部分共同組成的酶酶蛋白：決定酶蛋白：決定酶反應(yīng)的特異性酶反應(yīng)的特異性輔助因子：決定輔助因子：決定酶反應(yīng)的類型酶反應(yīng)的類型n 輔助因子輔助因子輔酶輔酶: :與酶蛋白結(jié)合疏松，能用透析等簡單與酶蛋白結(jié)合疏松，能用透析等簡單 方法與酶蛋白分離的有機小分子方法與酶蛋白分離的有機小分子。輔基輔基: :與酶蛋白結(jié)合牢固，不能用透析等簡與酶蛋白結(jié)合牢固，不能用透析等簡單方法與酶蛋白分離的有機小分子。單方法與酶蛋白分離的有機小分子。u功能：功能：在酶促反應(yīng)中主要參與傳遞電子、質(zhì)在酶促反應(yīng)中主要參與傳遞電子、質(zhì)子（或基團(tuán)）或起運載體作用子（或基團(tuán)）或起運載體作用輔助因子輔助因子作作 用用維生素組分

5、維生素組分NAD+（輔酶（輔酶）煙酰胺嘌呤二核苷酸煙酰胺嘌呤二核苷酸遞氫（脫氫酶）遞氫（脫氫酶）煙酰胺（煙酰胺（Vpp）NADP+（輔酶（輔酶）煙）煙酰胺嘌呤二核苷酸磷酰胺嘌呤二核苷酸磷酸酸黃素腺嘌呤二核苷酸黃素腺嘌呤二核苷酸FAD遞氫（脫氫）遞氫（脫氫）核黃素（核黃素（B2）FMN（黃素單核苷酸）（黃素單核苷酸）磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛/胺胺轉(zhuǎn)移氨基（轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移氨基（轉(zhuǎn)氨酶）氨酶）吡哆醛吡哆醛/胺（胺（B6）焦磷酸硫胺素焦磷酸硫胺素TPP轉(zhuǎn)移醛基轉(zhuǎn)移醛基硫胺素（硫胺素（B1）生物氧化體系的重要成分，在傳遞質(zhì)子或生物氧化體系的重要成分，在傳遞質(zhì)子或電子的過程中具有重要的作用。電子的過程中具有重要的作用

6、。u煙酰胺腺嘌呤二核苷酸煙酰胺腺嘌呤二核苷酸，nicotinamide adenine dinucleotide, NAD+），），輔助因子輔助因子作作 用用維生素組分維生素組分生物素生物素轉(zhuǎn)移二碳單位轉(zhuǎn)移二碳單位生物素生物素硫辛酸硫辛酸轉(zhuǎn)移?；D(zhuǎn)移?；蛐了崃蛐了酑oA-SH（輔酶（輔酶A）?；；核幔ǚ核幔˙3）FH4（四氫葉酸）（四氫葉酸）轉(zhuǎn)移一碳單位轉(zhuǎn)移一碳單位葉酸（葉酸（B11）輔酶輔酶B12遞氫，轉(zhuǎn)移遞氫，轉(zhuǎn)移烷基烷基維生素（維生素（ B12 ）金屬離子：金屬離子：Fe2+、Mg2+、Cu2+ 、 Mn2+ 、 Zn2+ Ca2+ 金屬酶金屬酶：金屬離子與酶結(jié)合：金屬離子與酶結(jié)合

7、緊密緊密，不作為不作為底物與酶的底物與酶的 橋梁橋梁金屬激活酶金屬激活酶：金屬離子與酶：金屬離子與酶可逆結(jié)合可逆結(jié)合，作為作為底物與底物與 酶的橋梁酶的橋梁 金屬酶金屬酶金屬離子金屬離子 金屬激活酶金屬激活酶金屬離子金屬離子過氧化氫酶過氧化氫酶Fe2+丙酮酸激酶丙酮酸激酶K+、 Mg2+過氧化物酶過氧化物酶Fe2+丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶Mn2+、Zn2+谷胱甘肽過氧化谷胱甘肽過氧化物酶物酶Se2+蛋白激酶蛋白激酶Mg2+、Mn2+固氮酶固氮酶Mo2+己糖激酶己糖激酶Mg2+核糖核苷酸還原核糖核苷酸還原酶酶Mn2+磷脂酶磷脂酶CCa2+羧基肽酶羧基肽酶Zn2+細(xì)胞色素氧化酶細(xì)胞色素氧化酶Cu2

8、+碳酸酐酶碳酸酐酶Zn2+脲酶脲酶Ni2+堿性磷酸酶堿性磷酸酶Mg2+檸檬酸合酶檸檬酸合酶K+金屬離子作用：金屬離子作用： 1. 傳遞電子傳遞電子 2. 在酶與底物之間起連接作用在酶與底物之間起連接作用 3. 維持酶分子的活性構(gòu)象維持酶分子的活性構(gòu)象 4. 中和陰離子中和陰離子胰凝乳蛋白酶的活性中心胰凝乳蛋白酶的活性中心一級結(jié)構(gòu)一級結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)活性中心活性中心二、酶的活性中心二、酶的活性中心E E的活性中心的活性中心/ /活性部位活性部位 酶分子中能與底物特異地結(jié)合并催化底物酶分子中能與底物特異地結(jié)合并催化底物轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物的具有特定三維結(jié)構(gòu)的區(qū)域轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物的具有特定三維結(jié)構(gòu)的區(qū)域絲氨酸：

9、絲氨酸：-OH組氨酸：咪唑基組氨酸：咪唑基半胱氨酸：巰基半胱氨酸：巰基酸性氨基酸：羧基酸性氨基酸：羧基n必需基團(tuán)必需基團(tuán)( (essential group) )酶分子中氨基酸殘酶分子中氨基酸殘基側(cè)鏈的化學(xué)基團(tuán)中，基側(cè)鏈的化學(xué)基團(tuán)中，一些與一些與酶活性密切相關(guān)酶活性密切相關(guān)的化學(xué)基團(tuán)。的化學(xué)基團(tuán)。常見必需基團(tuán)：常見必需基團(tuán)：所有基團(tuán)活性中心內(nèi)活性中心內(nèi)活性中心外的必需基團(tuán)：活性中心外的必需基團(tuán)：維持酶空間構(gòu)象、維持酶空間構(gòu)象、 調(diào)節(jié)劑結(jié)合部位等調(diào)節(jié)劑結(jié)合部位等必需必需基團(tuán)基團(tuán)結(jié)合基團(tuán)：結(jié)合底物結(jié)合基團(tuán)：結(jié)合底物其它催化基團(tuán)：催化底物轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物催化基團(tuán)：催化底物轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物p酶分子中的化學(xué)基團(tuán)：酶

10、分子中的化學(xué)基團(tuán)：多肽鏈多肽鏈結(jié)合基團(tuán)結(jié)合基團(tuán)底物分子底物分子催化基團(tuán)催化基團(tuán)酶活性中心酶活性中心活性中心內(nèi)活性中心內(nèi)的必需基團(tuán)的必需基團(tuán)+_活性中心外活性中心外的必需基團(tuán)的必需基團(tuán)n酶活性中心示意圖酶活性中心示意圖工工定義定義：指催化相同的化學(xué)反應(yīng)，而酶蛋白：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。同的一組酶。三、同工酶三、同工酶 CK1(BB) CK2(MB) CK3(MM)腦腦 心肌心肌 骨骼肌骨骼肌u肌酸激酶肌酸激酶 (creatine kinase, CK) 同工酶同工酶CKCK2 2常作為臨床早期診斷心肌梗死

11、的一項生化指標(biāo)常作為臨床早期診斷心肌梗死的一項生化指標(biāo) LDH同工酶紅細(xì)胞白細(xì)胞血清骨骼肌心肌腎肝脾LDH143122707343210LDH2444934.702444425LDH3123320.953121140LDH41611.716012720LDH5005.77900565人體各組織器官人體各組織器官LDLLDL同工酶譜（活性同工酶譜（活性% %）*生理及臨床意義生理及臨床意義同工酶譜的改同工酶譜的改變有助于對疾病的變有助于對疾病的診斷；診斷；同工酶可以作同工酶可以作為遺傳標(biāo)志，用于為遺傳標(biāo)志，用于遺傳分析研究。遺傳分析研究。心肌梗死和肝病病人血清心肌梗死和肝病病人血清LDH同工酶譜

12、的變化同工酶譜的變化1酶酶活活性性心肌梗死酶譜心肌梗死酶譜正常酶譜正常酶譜肝病酶譜肝病酶譜2345第第 二二 節(jié)節(jié)酶的工作原理酶的工作原理（一）酶與一般催化劑催化作用的共性（一）酶與一般催化劑催化作用的共性在催化反應(yīng)的過程中在催化反應(yīng)的過程中自身的質(zhì)和量保持不變自身的質(zhì)和量保持不變；只能只能催化熱力學(xué)上允許的反應(yīng)催化熱力學(xué)上允許的反應(yīng)；只能縮短達(dá)到化學(xué)平衡的時間，但只能縮短達(dá)到化學(xué)平衡的時間，但不改變反應(yīng)的平不改變反應(yīng)的平衡點即平衡常數(shù)衡點即平衡常數(shù)；高度的催化效率高度的催化效率高度的特異性高度的特異性可調(diào)節(jié)性可調(diào)節(jié)性不穩(wěn)定性不穩(wěn)定性（二）酶與一般催化劑的區(qū)別（二）酶與一般催化劑的區(qū)別即酶的特

13、性即酶的特性酶與一般催化劑催化效率的比較酶與一般催化劑催化效率的比較底物底物 催化劑催化劑 反應(yīng)溫度反應(yīng)溫度 反應(yīng)速度常數(shù)反應(yīng)速度常數(shù)尿素尿素 H + 62 7.4 10-7 脲酶脲酶 21 5.0 106過氧化氫過氧化氫 Fe 2+ 56 22 過氧化氫酶過氧化氫酶 22 3.5 107 與不加催化劑相比提高與不加催化劑相比提高10108 810102020，與普通催化劑相比提高，與普通催化劑相比提高10107 7101013131.酶具有極高的催化效率（高效性）酶具有極高的催化效率（高效性）2.高度特異性：高度特異性：即一種酶僅作用于即一種酶僅作用于一種或一類化合物一種或一類化合物，或，或

14、一定的化學(xué)鍵一定的化學(xué)鍵，催化一定的化學(xué)反應(yīng)，生成一定的產(chǎn)物。催化一定的化學(xué)反應(yīng)，生成一定的產(chǎn)物。常見類型：常見類型：絕對專一性絕對專一性 （立體異構(gòu)體專一性、光學(xué)異構(gòu)體專一性立體異構(gòu)體專一性、光學(xué)異構(gòu)體專一性）相對專一性相對專一性相對特異性：相對特異性：即酶作用于一類化合物或一種化學(xué)鍵。即酶作用于一類化合物或一種化學(xué)鍵。絕對特異性：絕對特異性：即一種酶只作用于一種即一種酶只作用于一種特定結(jié)構(gòu)特定結(jié)構(gòu)的底物，的底物，催化催化一種特定反應(yīng)一種特定反應(yīng)，生成一種特定結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物生成一種特定結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物。 如：脲酶催化尿素如：脲酶催化尿素 琥珀酸脫氫酶催化琥珀酸與延胡索酸琥珀酸脫氫酶催化琥珀酸與延胡索酸

15、u立體異構(gòu)體專一性立體異構(gòu)體專一性延胡索酸酶延胡索酸酶反丁烯二酸反丁烯二酸(延胡索酸延胡索酸)蘋果酸蘋果酸u光學(xué)異構(gòu)體專一性光學(xué)異構(gòu)體專一性乳酸脫氫酶乳酸脫氫酶L-乳酸乳酸丙酮酸丙酮酸二、酶催化作用的機制（工作原理）二、酶催化作用的機制（工作原理）1.1.降低反應(yīng)活化能降低反應(yīng)活化能2.2.酶與底物結(jié)合形成中間產(chǎn)物酶與底物結(jié)合形成中間產(chǎn)物酶促反應(yīng)酶促反應(yīng) 活化能活化能 一般催化一般催化劑催化反劑催化反應(yīng)活化能應(yīng)活化能 反反 應(yīng)應(yīng) 過過 程程 反應(yīng)總能反應(yīng)總能量改變量改變 非催化反非催化反應(yīng)活化能應(yīng)活化能 底物底物 產(chǎn)物產(chǎn)物 活化態(tài)活化態(tài)能能量量 酶比一般催化劑酶比一般催化劑能更有效地降低反應(yīng)活

16、化能能更有效地降低反應(yīng)活化能，促進(jìn)底物，促進(jìn)底物 形成過渡態(tài)而加快反應(yīng)速度。形成過渡態(tài)而加快反應(yīng)速度。活化能：活化能：u降低反應(yīng)活化能降低反應(yīng)活化能1mol1mol反應(yīng)物從基態(tài)轉(zhuǎn)變反應(yīng)物從基態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檫^渡態(tài)所需的自由能為過渡態(tài)所需的自由能，即過渡態(tài)中間物比基，即過渡態(tài)中間物比基態(tài)反應(yīng)高出的那部分能態(tài)反應(yīng)高出的那部分能量。量。2.2.酶與底物結(jié)合形成中間產(chǎn)物酶與底物結(jié)合形成中間產(chǎn)物l誘導(dǎo)契合作用誘導(dǎo)契合作用l鄰近效應(yīng)與定向排列鄰近效應(yīng)與定向排列l(wèi)表面效應(yīng)表面效應(yīng)l酸酸- -堿催化、親核催化、親電催化堿催化、親核催化、親電催化1.1.誘導(dǎo)契合假說誘導(dǎo)契合假說酶與底物接近時，其結(jié)構(gòu)酶與底物接近時，其結(jié)

17、構(gòu)相互誘導(dǎo)、相互變形和相互誘導(dǎo)、相互變形和相互適應(yīng)相互適應(yīng)，形成，形成E-SE-S復(fù)合物復(fù)合物。實例：己糖激酶實例：己糖激酶酶的空間構(gòu)象變化酶的空間構(gòu)象變化Glucose2.2.鄰近效應(yīng)與定向排列鄰近效應(yīng)與定向排列酶活性中心使酶活性中心使 底物相互接近底物相互接近 形成有利于反形成有利于反 應(yīng)的正確定向應(yīng)的正確定向 關(guān)系。關(guān)系。胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶和彈性蛋白酶活性中心胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶和彈性蛋白酶活性中心“口袋口袋” ” 3. 3. 表面效應(yīng)使底物分子去溶劑化表面效應(yīng)使底物分子去溶劑化4.4.酶的催化機制呈多元催化作用酶的催化機制呈多元催化作用 親核催化作用、共價催化作用、親電催化親核催

18、化作用、共價催化作用、親電催化1.1.酸酸- -堿催化作用堿催化作用2.2.親核催化和親電子催化作用親核催化和親電子催化作用 胰凝乳蛋白酶的共價催化和酸胰凝乳蛋白酶的共價催化和酸- -堿催化機制堿催化機制 第第 三三 節(jié)節(jié)酶促反應(yīng)動力學(xué)酶促反應(yīng)動力學(xué)n影響酶促反應(yīng)速度影響酶促反應(yīng)速度( (酶活性酶活性) )的因素的因素1.底物濃度底物濃度2.酶濃度酶濃度3.pH4.溫度溫度5.激活劑激活劑6.抑制劑抑制劑一一. . 底物濃度對底物濃度對V V的影響的影響svVm0一級反應(yīng)一級反應(yīng): : SS較低時，較低時，V V與與SS成正比成正比混合級反應(yīng)混合級反應(yīng):SS的增高，的增高，V V不再成正比例加

19、速；不再成正比例加速；零級反應(yīng)零級反應(yīng): : SS高達(dá)一定程度，高達(dá)一定程度，V V達(dá)最大；達(dá)最大；矩形雙曲線矩形雙曲線（一）米（一）米- -曼氏（米氏方程）曼氏（米氏方程） - 1913. - 1913.Michaelis; MentenV=VmaxSKm + SS：底物濃度底物濃度V：不同不同S時的反應(yīng)速度時的反應(yīng)速度Vmax：最大反應(yīng)速度最大反應(yīng)速度m：米氏常數(shù)米氏常數(shù)中間產(chǎn)物中間產(chǎn)物 解釋酶促反應(yīng)中底物濃度和反應(yīng)速率關(guān)系的最合解釋酶促反應(yīng)中底物濃度和反應(yīng)速率關(guān)系的最合理學(xué)說是理學(xué)說是中間產(chǎn)物學(xué)說中間產(chǎn)物學(xué)說（1902.Victor Henri）：E + S k1k2k3ESE + P單

20、底物、單產(chǎn)物反應(yīng)；單底物、單產(chǎn)物反應(yīng)；酶促反應(yīng)速率一般在規(guī)定的反應(yīng)條件下，用酶促反應(yīng)速率一般在規(guī)定的反應(yīng)條件下，用單位時間內(nèi)底物的消耗量和產(chǎn)物的生成量來單位時間內(nèi)底物的消耗量和產(chǎn)物的生成量來表示；表示；反應(yīng)速率取其初速率，即底物的消耗量很小反應(yīng)速率取其初速率，即底物的消耗量很?。ㄒ话阍冢ㄒ话阍? 5以內(nèi)）時的反應(yīng)速率以內(nèi)）時的反應(yīng)速率底物濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于酶濃度。底物濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于酶濃度。n研究前提研究前提(假設(shè)假設(shè))：(二二) Km的意義：的意義：（1） Km:酶促反應(yīng)速度達(dá)到最大反應(yīng)速度一半時的酶促反應(yīng)速度達(dá)到最大反應(yīng)速度一半時的底物濃度底物濃度；(mol/L)（2） 一定條件下一定條件下k3 k

21、2，Km可表示可表示酶與底物親和酶與底物親和力的大小力的大?。?Km越小，親合力越高越小，親合力越高 ）。）。（3）Km是是酶的特征性常數(shù)酶的特征性常數(shù)，主要取決于酶和底物的主要取決于酶和底物的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)，與酶和底物的濃度無關(guān)，受到反應(yīng)環(huán)境（如，與酶和底物的濃度無關(guān)，受到反應(yīng)環(huán)境（如pH、溫度等）的影響。、溫度等）的影響。k2+k3= Km （米氏常數(shù)）（米氏常數(shù)） k1KmS 2Km + S Vmax VmaxSV=VmaxSKm + S 酶酶 底物底物 Km（mol/L）己糖激酶（腦）己糖激酶（腦）ATP4 10 4D-葡萄糖葡萄糖5 10 5D-果糖果糖1.5 10 3碳酸酐酶碳酸酐酶HC

22、O3 2.6 10 2胰凝乳蛋白酶胰凝乳蛋白酶甘氨酰酪氨酰甘氨酸甘氨酰酪氨酰甘氨酸1.08 10 1N-苯甲酰酪氨酰胺苯甲酰酪氨酰胺2.5 10 3 -半乳糖苷酶半乳糖苷酶D-乳糖乳糖4.0 10 3過氧化氫酶過氧化氫酶H2O22.5 10 2溶菌酶溶菌酶己己-N-乙酰氨基葡糖乙酰氨基葡糖6.0 10 3某些酶對其底物的某些酶對其底物的Km uVm的意義：的意義：Vm是酶完全被底物飽和時的反應(yīng)速度，是酶完全被底物飽和時的反應(yīng)速度，即最即最大反應(yīng)速度，與酶濃度成正比。大反應(yīng)速度，與酶濃度成正比。svVm0k3=E Vmax酶的轉(zhuǎn)換數(shù)（催化效率）酶的轉(zhuǎn)換數(shù)（催化效率）：酶的轉(zhuǎn)換數(shù)酶的轉(zhuǎn)換數(shù)：單位時

23、間內(nèi)每個酶分子（或活單位時間內(nèi)每個酶分子（或活性中心）性中心）催化底物轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物的分子數(shù)稱為催化底物轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物的分子數(shù)稱為酶的轉(zhuǎn)換數(shù)，單位是酶的轉(zhuǎn)換數(shù)，單位是s-1。 例：例： 10-6 mol/L的碳酸酐酶溶液在一秒鐘內(nèi)催化生成的碳酸酐酶溶液在一秒鐘內(nèi)催化生成0.6mol/L 碳酸，則酶的轉(zhuǎn)換數(shù)？碳酸，則酶的轉(zhuǎn)換數(shù)？（三）（三）Km與與Vm的測定的測定-雙倒數(shù)作圖法：雙倒數(shù)作圖法：當(dāng)當(dāng)SE，酶可被底，酶可被底物飽和的情況下，物飽和的情況下，V與與E成正比成正比。E 當(dāng)當(dāng)SE時，時，Vmax = k3 E E對對V的影響的影響 0 V 二二. . 酶濃度對酶濃度對V V的影響的影響三、三、 溫

24、度對溫度對V的影響的影響最適溫度最適溫度雙重效應(yīng)雙重效應(yīng)：升高溫度一方面可升高溫度一方面可加快酶促反應(yīng)速度加快酶促反應(yīng)速度，同時也同時也增加酶變性增加酶變性的機會。的機會。最適溫度：最適溫度：酶促反應(yīng)速率最快時反應(yīng)體系的溫度酶促反應(yīng)速率最快時反應(yīng)體系的溫度。不是酶的特征性常數(shù)不是酶的特征性常數(shù)。四、四、 pH對對V的影響的影響最適最適pH值值：酶催化活性最高時反應(yīng)體系的：酶催化活性最高時反應(yīng)體系的pH。不是酶的特征性常數(shù)不是酶的特征性常數(shù)。最適pH值五五. . 激活劑對激活劑對V V的影響的影響激活劑激活劑：使酶從無活性變?yōu)橛谢钚裕蚴姑富钚裕菏姑笍臒o活性變?yōu)橛谢钚?，或使酶活性增加的物質(zhì)。增加

25、的物質(zhì)。金屬離子：金屬離子：MgMg2+2+ 、 K K+ +、 MnMn2+2+、陰離子：陰離子：ClCl有機物：膽汁酸鹽有機物：膽汁酸鹽類型類型必需激活劑：如必需激活劑：如MgMg2+2+對己糖激酶對己糖激酶非必需激活劑非必需激活劑六、抑制劑對反應(yīng)速度的影響六、抑制劑對反應(yīng)速度的影響酶的抑制劑酶的抑制劑( inhibitor/I ) 使酶的催化使酶的催化活性下降活性下降而而不引起酶蛋白變性不引起酶蛋白變性的物質(zhì)的物質(zhì)。不可逆抑制可逆抑制 競爭性抑制非競爭性抑制反競爭性抑制抑制的類型：抑制的類型：（1）不可逆抑制）不可逆抑制抑制劑通常以抑制劑通常以共價鍵共價鍵與與酶蛋白活性中心上的酶蛋白活性

26、中心上的必需基團(tuán)必需基團(tuán)結(jié)合，使酶活性消失。結(jié)合，使酶活性消失。不能用透析、超濾方法去除抑制劑。不能用透析、超濾方法去除抑制劑。實例實例1：有機磷農(nóng)藥中毒：有機磷農(nóng)藥中毒機制：機制：有機磷抑制膽堿酯酶有機磷抑制膽堿酯酶（與酶分子上的（與酶分子上的羥基結(jié)合）羥基結(jié)合）酶失活酶失活乙酰膽堿積蓄乙酰膽堿積蓄中毒。中毒。解毒：可用解毒：可用解磷定解毒解磷定解毒PXROROO+E-OHPOROROOEHXPOROROOE+NCH3CHNOHE-OHNCH3CHNO+POOROR+有機磷化合物羥基酶磷?；?失活)解磷定磷酰化酶(失活)實例實例2：重金屬離子：重金屬離子/路易士氣中毒路易士氣中毒機制：機制

27、：重金屬離子和路易士氣抑制巰基酶重金屬離子和路易士氣抑制巰基酶，與酶分子的巰基結(jié)合。與酶分子的巰基結(jié)合。解毒：可用解毒：可用二巰基丙醇二巰基丙醇解毒解毒。ClAsClCHCHCl+ ESHSHESAsSCHCHCl+2HCl路易士氣路易士氣失活的酶失活的酶ESSAsCHCHCl+CH2SHCHSHCH2OHESHSH+CH2SCHSCH2OHAsCHCHCl巰基酶巰基酶失活的酶失活的酶酸酸二巰基丙醇二巰基丙醇巰基酶巰基酶中中毒毒解解毒毒競爭性抑制競爭性抑制非競爭性抑制非競爭性抑制反競爭性抑制反競爭性抑制 n類型類型n概念概念抑制劑通常以抑制劑通常以非共價鍵與酶或酶非共價鍵與酶或酶-底物底物復(fù)合

28、物可逆性結(jié)合復(fù)合物可逆性結(jié)合，使酶的活性降低或消失；，使酶的活性降低或消失；抑制劑可用透析、超濾等方法除去。抑制劑可用透析、超濾等方法除去。抑制劑與底物的結(jié)構(gòu)相似，能與抑制劑與底物的結(jié)構(gòu)相似，能與底物競底物競爭酶的活性中心爭酶的活性中心，從而阻礙酶與底物形成中，從而阻礙酶與底物形成中間產(chǎn)物間產(chǎn)物 ，這種抑制作用稱為競爭性抑制作用。，這種抑制作用稱為競爭性抑制作用。n定義定義+ESIESEIPEEK2K1K3n動力學(xué)特點動力學(xué)特點Vmax不變，不變，Km增大增大 +Kin舉例舉例丙二酸與琥珀酸競爭琥珀酸脫氫酶丙二酸與琥珀酸競爭琥珀酸脫氫酶COOH CH2 CH2COOH 琥珀酸琥珀酸琥珀酸脫氫酶

29、琥珀酸脫氫酶FADFADH2延胡索酸延胡索酸COOH COOH CH2 丙二酸丙二酸琥珀酸琥珀酸n磺胺類藥物對細(xì)菌磺胺類藥物對細(xì)菌FH2合成酶的抑制合成酶的抑制與對氨基苯甲酸競爭二氫葉酸合成酶與對氨基苯甲酸競爭二氫葉酸合成酶二氫蝶呤啶二氫蝶呤啶 對氨基苯甲酸對氨基苯甲酸 谷氨酸谷氨酸二氫葉酸二氫葉酸合成酶合成酶二氫葉酸二氫葉酸- -四氫葉酸四氫葉酸抑制劑與酶活性中心以外的結(jié)合位點相抑制劑與酶活性中心以外的結(jié)合位點相結(jié)合，導(dǎo)致結(jié)合，導(dǎo)致抑制劑抑制劑- -酶酶- -底物復(fù)合物（底物復(fù)合物（IES）不）不能進(jìn)一步釋放能進(jìn)一步釋放。 n定義定義K3動力學(xué)特點：動力學(xué)特點：Vmax降低、降低、Km不變不

30、變 Ki與酶活性中心以外基團(tuán)結(jié)合，抑制劑不與與酶活性中心以外基團(tuán)結(jié)合，抑制劑不與游離的酶結(jié)合，僅與酶和底物形成的中間產(chǎn)物游離的酶結(jié)合，僅與酶和底物形成的中間產(chǎn)物(ES)結(jié)合結(jié)合，使中間產(chǎn)物使中間產(chǎn)物ES的量下降的量下降。n定義定義反競爭性抑制劑反競爭性抑制劑+ESESESIEPK3K1K2n特點：特點：Vmax降低，降低，Km降低。降低。 抑制劑抑制劑 1/V 1/S 無抑制劑無抑制劑 與與I結(jié)合的成分結(jié)合的成分 E E、ES ES動力學(xué)參數(shù)動力學(xué)參數(shù)表觀表觀Km Km 增大增大 不變不變 減小減小最大速度最大速度 Vmax 不變不變 作用特征作用特征 無無I 競競 非非 反反III第四節(jié)第四

31、節(jié) 酶酶 的的 調(diào)調(diào) 節(jié)節(jié)酶活性的調(diào)節(jié)（快速）酶活性的調(diào)節(jié)（快速）酶含量的調(diào)節(jié)（緩慢）酶含量的調(diào)節(jié)（緩慢）l調(diào)節(jié)方式：調(diào)節(jié)方式：關(guān)鍵酶關(guān)鍵酶l調(diào)節(jié)對象調(diào)節(jié)對象：1.1.一般位于代謝的起始或分支一般位于代謝的起始或分支2.2.催化不可逆反應(yīng)催化不可逆反應(yīng)3.3.可調(diào)節(jié)酶可調(diào)節(jié)酶酶活性的調(diào)節(jié)（快速調(diào)節(jié)）酶含量的調(diào)節(jié)（慢速調(diào)節(jié)）酶蛋白合成的誘導(dǎo)與阻遏酶蛋白的降解化學(xué)修飾 變構(gòu)調(diào)節(jié)酶原激活等 酶的調(diào)節(jié)代謝物與酶分子活性中心外的某部分可逆地結(jié)合，使代謝物與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。酶構(gòu)象改變，從而改變酶的催化活性。變構(gòu)酶、變構(gòu)酶、RR+CC4cAMPCCcA

32、MPcAMPcAMPcAMP+RRn變構(gòu)酶的特點：變構(gòu)酶的特點：變構(gòu)酶通常是調(diào)節(jié)代謝的關(guān)鍵酶，在細(xì)胞內(nèi)控制變構(gòu)酶通常是調(diào)節(jié)代謝的關(guān)鍵酶，在細(xì)胞內(nèi)控制著代謝通路的閘門，催化的反應(yīng)常是不可逆反應(yīng)。著代謝通路的閘門，催化的反應(yīng)常是不可逆反應(yīng)。其動力學(xué)特征不符合米氏方程，其動力學(xué)特征不符合米氏方程，V與與S關(guān)系為關(guān)系為S形形曲線曲線（米氏方程為（米氏方程為矩形雙曲線矩形雙曲線）。）。0.110.11別構(gòu)酶與米氏酶的動力學(xué)曲線比較別構(gòu)酶與米氏酶的動力學(xué)曲線比較共價修飾共價修飾(covalent modification)(covalent modification) 在其他酶的催化作用下，某些在其他酶的

33、催化作用下，某些酶蛋白肽鏈上的酶蛋白肽鏈上的一些基團(tuán)可與某種化學(xué)基團(tuán)發(fā)生可逆的共價結(jié)合一些基團(tuán)可與某種化學(xué)基團(tuán)發(fā)生可逆的共價結(jié)合，從而改變酶的活性，此過程稱為共價修飾。，從而改變酶的活性，此過程稱為共價修飾。磷酸化與脫磷酸化磷酸化與脫磷酸化（最常見）（最常見） 酶的磷酸化與脫磷酸化酶的磷酸化與脫磷酸化 -OHThrSerTyr酶蛋白酶蛋白H2OPi磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶 ATPADP蛋白激酶蛋白激酶ThrSerTyr-O-PO32-酶蛋白酶蛋白（三）酶原與酶原的激活（三）酶原與酶原的激活酶原酶原有些酶在細(xì)胞內(nèi)合成或初分泌時只是有些酶在細(xì)胞內(nèi)合成或初分泌時只是酶的無活性前體，此前體物質(zhì)稱為酶原

34、。酶的無活性前體，此前體物質(zhì)稱為酶原。 酶原的激活酶原的激活在一定條件下，酶原向酶轉(zhuǎn)變的過程。在一定條件下，酶原向酶轉(zhuǎn)變的過程。賴賴?yán)i纈天天天天天天天天甘甘異異賴賴?yán)i纈天天天天天天天天纈纈組組絲絲甘甘異異纈纈組組絲絲 酶原激活的生理意義酶原激活的生理意義1.1.消化道系統(tǒng)中的幾種蛋白酶以酶原形式消化道系統(tǒng)中的幾種蛋白酶以酶原形式存在，避免細(xì)胞進(jìn)行的自身消化，有的酶原可存在，避免細(xì)胞進(jìn)行的自身消化，有的酶原可以視為酶的儲存形式。以視為酶的儲存形式。2.2.在需要時，酶原適時地轉(zhuǎn)變成有活性的在需要時，酶原適時地轉(zhuǎn)變成有活性的酶，發(fā)揮其催化作用。酶，發(fā)揮其催化作用。血液中凝血因子在血液血液中凝血因子

35、在血液循環(huán)中以酶原形式存在，防止血管內(nèi)凝血。循環(huán)中以酶原形式存在，防止血管內(nèi)凝血。二、酶含量的調(diào)節(jié)二、酶含量的調(diào)節(jié)酶蛋白合成的誘導(dǎo)與阻遏酶蛋白合成的誘導(dǎo)與阻遏是對編碼酶蛋白的基因的表達(dá)進(jìn)行調(diào)節(jié)。是對編碼酶蛋白的基因的表達(dá)進(jìn)行調(diào)節(jié)。在轉(zhuǎn)錄水平上在轉(zhuǎn)錄水平上促進(jìn)促進(jìn)酶生物合成的作用稱為酶生物合成的作用稱為誘導(dǎo)作誘導(dǎo)作用用；在轉(zhuǎn)錄水平上；在轉(zhuǎn)錄水平上減少減少酶生物合成的作用稱為酶生物合成的作用稱為阻阻遏作用遏作用。酶蛋白的降解酶蛋白的降解酶蛋白的降解與一般蛋白質(zhì)的降解途徑相同，主酶蛋白的降解與一般蛋白質(zhì)的降解途徑相同，主要包括要包括溶酶體蛋白酶降解途徑溶酶體蛋白酶降解途徑（不依賴（不依賴ATPATP的降解的降解途徑）和途徑）和非溶酶體蛋白酶降解途