生物化學(xué)與分子生物學(xué) 第三章酶(Enzyme)

1、第三章第三章 酶酶(Enzyme)(Enzyme)1章節(jié)與內(nèi)容章節(jié)與內(nèi)容1.酶的分子結(jié)構(gòu)與功能2. 酶的工作原理 3. 酶促反應(yīng)動力學(xué)4. 酶的調(diào)節(jié)5. 酶的分類與命名6. 酶與醫(yī)學(xué)的關(guān)系23多巴胺，催產(chǎn)素，去甲腎上腺素，睪丸素人體內(nèi)隨時都發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)人體內(nèi)隨時都發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)Good ChemistryBad Chemistry酶酶(Enzymes)(Enzymes)是具有高效是具有高效催化活催化活性性的的, ,對底物有高度對底物有高度特異性特異性的生的生物物催化劑催化劑，是具有特定空間結(jié)構(gòu)，是具有特定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)的蛋白質(zhì)（本質(zhì)）。（本質(zhì)）。核酶核酶(Ribozymes)(Ribozy

2、mes)是具有催化活是具有催化活性的核酸性的核酸 (RNA/DNA)(RNA/DNA)4第三章第三章 酶酶( (Enzyme)生物催化劑功能功能特點特點 磷酸酪氨酸水解磷酸酪氨酸水解P-loopWPD loopCysArgAspSer/Thr5酶的研究簡史，酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)1.我國已有2000年釀酒的歷史2.1850，Louis Pasteur 發(fā)現(xiàn)了酵母中的活性物質(zhì)在發(fā)酵過程中的作用 “vital force”.3. 1897, Eduard Buchner: 發(fā)酵是個化學(xué)過程，不是活力行為“vital process”. （1907 Nobel)（不含細(xì)胞的酵母提取液）4. 1926, S

3、umner and 1930, Northrop將Urase和pepsin結(jié)晶出來，從而證明它們是蛋白質(zhì)。(1946 Nobel)5.較近的概念：1986：Boyer and Walker; Shultz. Antibody can be an enzyme6UrasePepsin第三章第三章 酶酶(Enzyme)1.Sidney Altman and Thomas Cech, 1981, 1989 Nobel Prize2.Jack W. Szostak 1995, DNA片段具有片段具有DNA連接酶活性連接酶活性 2009 Nobel prize； 本章主要講本質(zhì)是蛋白質(zhì)的酶，核酸的酶在核

4、酸章節(jié)里將有具本章主要講本質(zhì)是蛋白質(zhì)的酶，核酸的酶在核酸章節(jié)里將有具體的闡述。體的闡述。7不是所有的酶都是蛋白質(zhì)， 一些 RNA 分子 (ribozymes) 同樣具有催化活性n單體酶單體酶(Monomeric enzyme): n寡聚酶寡聚酶(Oligomeric enzyme):n多酶體系多酶體系(Multienzyme system):n多功能酶多功能酶(Multifunctional enzyme): :8一一. . 酶的分子組成酶的分子組成9蛋白質(zhì)部分：酶蛋白蛋白質(zhì)部分：酶蛋白 (apoenzyme)(apoenzyme)輔助因子輔助因子(cofactor) (cofactor) 金

5、屬離子金屬離子 （Mn/Mg vs PPM2C)小分子有機化合物小分子有機化合物全酶全酶(holoenzyme)(holoenzyme)(simple enzyme) 僅由蛋白組成的酶e.g. pepsin ， PTP( (酶蛋白酶蛋白決定反應(yīng)的特異性決定反應(yīng)的特異性) )( (輔助因子輔助因子決定反應(yīng)的種類與性質(zhì)決定反應(yīng)的種類與性質(zhì)) )結(jié)合酶結(jié)合酶 (conjugated enzyme) protein + non-protein component 金屬酶金屬酶(metalloenzyme)：金屬離子與酶結(jié)合緊密，金屬離子與酶結(jié)合緊密，提取過程中不易丟失。提取過程中不易丟失。 金屬激活酶

6、金屬激活酶(metal-activated enzyme) ：金屬離子為金屬離子為酶的活性所必需，但與酶的結(jié)合不甚緊密。酶的活性所必需，但與酶的結(jié)合不甚緊密。 金屬離子的作用金屬離子的作用: (1): (1)穩(wěn)定酶的構(gòu)象；穩(wěn)定酶的構(gòu)象；(2)(2)作為酶活性作為酶活性中心組成部分參與催化反應(yīng)，傳遞電子；中心組成部分參與催化反應(yīng)，傳遞電子；(3)(3)在酶與在酶與底物間起橋梁作用；底物間起橋梁作用；(4)(4)中和陰離子，降低與底物結(jié)中和陰離子，降低與底物結(jié)合時的靜電斥力等。合時的靜電斥力等。 輔助因子輔助因子（1. 1. 金屬離子是最常見的輔助因子金屬離子是最常見的輔助因子 （2/32/3）1

7、011Mg/Mn dependent PP2C like phosphatase鎂/錳依賴型PP2C型磷酸酶12132013，Aug 1，3： 23332. 小分子有機化合物小分子有機化合物 (輔酶，輔酶，coenzymes) 輔基輔基 (prosthetic groups): 與酶蛋白結(jié)合牢固的輔酶。與酶蛋白結(jié)合牢固的輔酶。 作用：作用：參與酶的催化過程，在反應(yīng)中起運載體的作用，參與酶的催化過程，在反應(yīng)中起運載體的作用，傳遞電子、質(zhì)子或一些基團傳遞電子、質(zhì)子或一些基團(COOH, -CH3, -NH2.)。 種類較少，種類較少，分子結(jié)構(gòu)中常含有維生素或其衍生物。分子結(jié)構(gòu)中常含有維生素或其衍生

8、物。輔助因子輔助因子（14Cofactors and vitamins (補充內(nèi)容補充內(nèi)容P433)維生素維生素(Vitamins) 調(diào)節(jié)物質(zhì)代謝和維持正常生理功能的小分子有機化調(diào)節(jié)物質(zhì)代謝和維持正常生理功能的小分子有機化合物合物 人體不能合成或合成不足，必須由食物供給人體不能合成或合成不足，必須由食物供給 脂溶性維生素脂溶性維生素(lipid- soluble vitamins): A, D, E , K 水溶性維生素水溶性維生素(water- soluble vitamins): Vit B1, Vit B2, Vit B6, Vit B12, Vit pp, pantothenic ac

9、id(泛泛酸酸), biotin(生物素生物素), folic acid(葉酸葉酸), Vit C151）Vit B2= riboflavin 核黃素核黃素 (缺乏導(dǎo)致舌炎，口角炎）缺乏導(dǎo)致舌炎，口角炎）Vit B2 AMPFADFAD: Flavin Adenine Dinucleotide (黃素腺嘌呤二核苷酸黃素腺嘌呤二核苷酸)FMN: Flavin MonoNucleotide (黃素單核苷酸黃素單核苷酸)FMN異咯嗪環(huán)異咯嗪環(huán)110奶，蛋，肉類等 （體內(nèi)氧化還原酶的輔基，轉(zhuǎn)移氫原子/質(zhì)子）162）Vitamin PP 尼克酰胺尼克酰胺NAD+OHHOHHOHHCH2OOOHOHHHH

10、CH2HOPOHONNNNNH2NCONH2+OPOHOAMPNAD+Nicotinamide Adenine Dinucleotide P尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(磷酸磷酸)NAD(P)H，缺乏導(dǎo)致癩皮病缺乏導(dǎo)致癩皮病，抗癩皮維生素，可治療高膽固醇血癥抗癩皮維生素，可治療高膽固醇血癥17轉(zhuǎn)移氫原子或電子轉(zhuǎn)移氫原子或電子As coenzyme of dehydrogenase 18降低膽固醇，副作用， Flushing, 血管擴張，臉頰潮紅193）TPP: Thiamine pyrophosphate 焦磷酸焦磷酸硫胺素硫胺素Vit B1 = thiamine 硫胺素硫胺素

11、 （種子外皮，瘦肉等種子外皮，瘦肉等, 糖代謝中重要，腳氣病糖代謝中重要，腳氣?。㏕PP: -酮酸氧化脫羧酶的輔酶酮酸氧化脫羧酶的輔酶噻唑環(huán)噻唑環(huán)主要作用：醛基轉(zhuǎn)換EijkmanPantothenatic acid 泛酸泛酸/遍多酸遍多酸 Coenzyme A (HSCoA), Acyl carrier protein (ACP) 泛酸和輔酶泛酸和輔酶 A AmercaptoethylamineCH2OHOHOONNNNNH2POO-OPOO-OC CH C CH2NHOCH2CH2COOH CH3CH3NHCH2CH3HSpantothenic acidADPl Transfer acyl

12、group ( (轉(zhuǎn)移?；D(zhuǎn)移酰基) )Acetyl CoA (乙酰CoA)CCH3SOCoAacetyl CoABeta-巰基乙胺磷酸腺苷泛，廣泛存在，缺乏比較少見204）Biotin (生物素生物素)Prosthetic group of carboxylase: transfer carboxyl groupCHSCHCH2NHCHNHO(CH2)4COOH與酶蛋白賴氨酸殘基與酶蛋白賴氨酸殘基-氨基結(jié)合成生物胞素氨基結(jié)合成生物胞素與羧基結(jié)合生與羧基結(jié)合生成羧基生物素成羧基生物素CO2 fixation羧化酶輔基，轉(zhuǎn)移羧基，參與羧化酶輔基，轉(zhuǎn)移羧基，參與CO2CO2的固定的固定 （丙酮酸羧

13、化酶等）（丙酮酸羧化酶等）NH-LYS缺乏導(dǎo)致疲乏，惡心，嘔吐，食欲不振，皮炎及脫屑性紅皮病215）Vitamin B6: 吡哆醛吡哆醛 吡哆胺吡哆胺 吡哆醇吡哆醇Pyridoxal phosphate 磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛coenzyme of aminotransferase轉(zhuǎn)氨酶轉(zhuǎn)氨酶:l Transfer amino group（脫氨和轉(zhuǎn)氨脫氨和轉(zhuǎn)氨）缺乏導(dǎo)致神經(jīng)系統(tǒng)亢進可治療小兒驚厥等，可終止類固醇藥物作用，過量至200mg/ml導(dǎo)致周圍感覺神經(jīng)病。226)Folic acidTHFTetrahydrofolate10蝶呤蝶呤 對氨基苯甲酸對氨基苯甲酸 谷氨酸谷氨酸Folic aci

14、d (葉酸葉酸) Active form: FH4 (THF): Coenzyme of transferase: l transfer one-carbon unit 轉(zhuǎn)移一個碳與DNA合成，神經(jīng)發(fā)育等關(guān)系密切孕婦及哺乳期應(yīng)補充葉酸23缺乏導(dǎo)致貧血，可以抗癌7)甲鈷胺素是轉(zhuǎn)甲基酶的輔酶，甲鈷胺素是轉(zhuǎn)甲基酶的輔酶，Vitamin B12 (Cobalamin體內(nèi)唯一含金屬離子的維生素24營養(yǎng)神經(jīng)，缺乏導(dǎo)致脫髓鞘，貧血，甚至高同半胱氨酸血癥8)小分子有機化合物在催化中的作用小分子有機化合物在催化中的作用尼克酰胺（維生素尼克酰胺（維生素PP之一）之一）尼克酰胺（維生素尼克酰胺（維生素PP之一）之一

15、）維生素維生素B2（核黃素）（核黃素）維生素維生素B2（核黃素）（核黃素）維生素維生素B1（硫胺素）（硫胺素）泛酸泛酸硫辛酸硫辛酸維生素維生素B12生物素生物素吡哆醛（維生素吡哆醛（維生素B6之一）之一）葉酸葉酸NAD+（尼克酰胺腺嘌呤二核（尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸，輔酶苷酸，輔酶I）NADP+（尼克酰胺腺嘌呤二核（尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸，輔酶苷酸磷酸，輔酶II）FMN （黃素單核苷酸）（黃素單核苷酸）FAD（黃素腺嘌呤二核苷酸）（黃素腺嘌呤二核苷酸）TPP（焦磷酸硫胺素）（焦磷酸硫胺素）輔酶輔酶A（CoA）硫辛酸硫辛酸鈷胺素輔酶類鈷胺素輔酶類生物素生物素磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛四氫葉酸四氫葉酸

16、氫原子（質(zhì)子）氫原子（質(zhì)子）醛基醛基?；；榛榛趸级趸及被被谆?、甲烯基、甲基、甲烯基、甲炔基、甲?；兹不?、甲酰基等一碳單位等一碳單位所含的維生素所含的維生素名名稱稱小分子有機化合物小分子有機化合物(輔輔 酶酶 或或 輔輔 基基)轉(zhuǎn)移的基團轉(zhuǎn)移的基團尼克酰胺（維生素尼克酰胺（維生素PP之一）之一）尼克酰胺（維生素尼克酰胺（維生素PP之一）之一）維生素維生素B2（核黃素）（核黃素）維生素維生素B2（核黃素）（核黃素）維生素維生素B1（硫胺素）（硫胺素）泛酸泛酸硫辛酸硫辛酸維生素維生素B12生物素生物素吡哆醛（維生素吡哆醛（維生素B6之一）之一）葉酸葉酸NAD+（尼克酰胺腺嘌呤二

17、核（尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸，輔酶苷酸，輔酶I）NADP+（尼克酰胺腺嘌呤二核（尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸，輔酶苷酸磷酸，輔酶II）FMN （黃素單核苷酸）（黃素單核苷酸）FAD（黃素腺嘌呤二核苷酸）（黃素腺嘌呤二核苷酸）TPP（焦磷酸硫胺素）（焦磷酸硫胺素）輔酶輔酶A（CoA）硫辛酸硫辛酸鈷胺素輔酶類鈷胺素輔酶類生物素生物素磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛四氫葉酸四氫葉酸氫原子（質(zhì)子）氫原子（質(zhì)子）醛基醛基?；；榛榛趸级趸及被被谆?、甲烯基、甲基、甲烯基、甲炔基、甲?；兹不?、甲?；纫惶紗挝坏纫惶紗挝凰木S生素所含的維生素名名稱稱小分子有機化合物小分子有機化合物(輔輔 酶酶 或或 輔

18、輔 基基)轉(zhuǎn)移的基團轉(zhuǎn)移的基團25*青泥黃（2），泉流暗（1），仙府飯留心，葉酸甲，俺不多（6），古玩（12）生二炭。二二. . 酶酶的活性中心的活性中心( (或稱活性部位或稱活性部位 (active site)，指酶分子中，指酶分子中與與酶活性密切相關(guān)酶活性密切相關(guān)的基團的基團( (必需基團必需基團) )在在空間結(jié)空間結(jié)構(gòu)上彼此靠近構(gòu)上彼此靠近，組成具有，組成具有特定空間結(jié)構(gòu)特定空間結(jié)構(gòu)的區(qū)域，的區(qū)域，能與底物能與底物特異結(jié)合特異結(jié)合并將其并將其轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)物轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)物，該區(qū)域，該區(qū)域稱酶的活性中心。輔酶參與酶活性中心的組成稱酶的活性中心。輔酶參與酶活性中心的組成。 26活性中心是酶分子執(zhí)活性中

19、心是酶分子執(zhí)行其催化功能的部位，行其催化功能的部位， 必需基團要組成特定的空間結(jié)構(gòu)必需基團要組成特定的空間結(jié)構(gòu)27DTEGRS 酶分子中氨基酸殘基側(cè)鏈的化學(xué)基團中酶分子中氨基酸殘基側(cè)鏈的化學(xué)基團中，一些與酶活性一些與酶活性密切相關(guān)的化學(xué)基團密切相關(guān)的化學(xué)基團。(Essential groups in active sites 1) 結(jié)合基團結(jié)合基團 (binding group) - 2) 催化基團催化基團 (catalytic group) - 催化底物轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物催化底物轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物n 活性中心外的必需基團活性中心外的必需基團(Essential groups outside of the a

20、ctive sites)： 位于活性中心以外，維持酶活性中心應(yīng)有的空間構(gòu)象和作位于活性中心以外，維持酶活性中心應(yīng)有的空間構(gòu)象和作為調(diào)節(jié)劑的結(jié)合部位所必需的基團為調(diào)節(jié)劑的結(jié)合部位所必需的基團.28 Phospho-tyrosine hydrolysisP-loopWPD loopCysArgAspSer/Thr29底底 物物 活性中心以外活性中心以外的必需基團的必需基團結(jié)合基團結(jié)合基團催化基團催化基團 活性中心活性中心 30溶菌酶的活性中心溶菌酶的活性中心 P394* 谷氨酸谷氨酸35和天和天冬氨酸冬氨酸52是催化是催化基團；基團；* 色氨酸色氨酸62和和63、天冬氨酸天冬氨酸101和和色氨酸色

21、氨酸108是結(jié)是結(jié)合基團；合基團；* AF為底物多為底物多糖鏈的糖基，位糖鏈的糖基，位于酶的活性中心于酶的活性中心形成的裂隙中。形成的裂隙中。31(isoenzymes) 催化相同化學(xué)反應(yīng)，但酶蛋白的分子結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)催化相同化學(xué)反應(yīng)，但酶蛋白的分子結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)及免疫學(xué)性質(zhì)不同的一組酶。及免疫學(xué)性質(zhì)不同的一組酶。 （名詞解釋，定義）（名詞解釋，定義） 由不同基因編碼的多肽鏈，或由同一基因轉(zhuǎn)錄生成的不由不同基因編碼的多肽鏈，或由同一基因轉(zhuǎn)錄生成的不同同mRNA所翻譯的不同多肽鏈組成的蛋白質(zhì)。（來源）所翻譯的不同多肽鏈組成的蛋白質(zhì)。（來源） 存在于同一種屬或同一個體的不同組織或同一細(xì)胞的不存在于

22、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)胞結(jié)構(gòu)中，使不同組織、器官和亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)具有不同亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)中，使不同組織、器官和亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)具有不同的代謝特征。同的代謝特征。 （表現(xiàn)）（表現(xiàn)）32乳酸脫氫酶的同工酶（乳酸脫氫酶的同工酶（* 舉例：乳酸脫氫酶舉例：乳酸脫氫酶 (lactate dehydrogenase)L-lactate + NAD+ pyruvate + NADH + H+l 四聚體四聚體(Tetramer)l 含兩種亞基含兩種亞基:l M 骨骼肌型骨骼肌型l H 心肌型心肌型33(不同組織中同工酶的豐度不一樣） 34LDH5LDH2同工酶同工酶* 舉例：肌酸激酶（舉例：肌酸激酶

23、（creatine kinase, CK） 二聚體二聚體 (Dimer) 含兩種亞基含兩種亞基: M 肌型和肌型和B 腦型腦型35心肌梗心肌梗塞塞和肝病病人血清和肝病病人血清LDH同工酶譜的變化同工酶譜的變化1酶酶活活性性心肌梗心肌梗塞塞酶譜酶譜正常酶譜正常酶譜肝病酶譜肝病酶譜2345臨床意義：臨床意義：n 同工酶譜的改變有同工酶譜的改變有助于對疾病的診斷。助于對疾病的診斷。 病變時組織細(xì)胞病變時組織細(xì)胞發(fā)生損傷，細(xì)胞內(nèi)的發(fā)生損傷，細(xì)胞內(nèi)的某些酶釋放到血液使某些酶釋放到血液使血液中該酶的活性升血液中該酶的活性升高。例如，心肌梗塞高。例如，心肌梗塞時，心肌細(xì)胞損傷使時，心肌細(xì)胞損傷使血液中血液中

24、LDH1,2,CK2增加增加. .36The Protein Tyrosine Phosphatase SuperfamilyClassical pTyr specific PTPsDual specific phosphatasesCdc25LMW PTPs Intracellular PTPsVH1-likeRNA triphosphatases Cdc14-likePhosphoinositide phospatasesHce1PIR1Cdc25ACdc25BCdc25CPTENs(5)Myotubularins(16)Active site motifC(X)5RReceptor-ty

25、pe PTPsPTP PTPLARPTP PTP CD45DEP1PTPGLEPP1PTPRQSAP1PCPTPSTEPIA2IA2PTPPTPPTPPTPPTPN9PTP1BTCPTPSHP1SHP2PTPH1MEG1PTPD1PTPD2PTPBASPTP-PESTLYPTPPTP-HCSFLCPTPHePTPTyp-PTPHD-PTPLaforinMKPs(11)AtypticalDSPs(18)SSHsPRLsKAPCdc14sPTP9Q22PTP domainSH2 domainFERM domainPDZ-binding domainHeavilyglycosylatedFN III

26、-likerepeatImmuno-globulin-likeSID domainGRAM domainCH2 domainC2 domainPoly-ProdomainGuanylyltrans-ferase domainCBD domainMeprin domainBaculovirusBRO-homologySec 14p domain3738Protein tyrosine-phosphatase expression profiling in gastric cancer tissuesCancer Letters 2006; Chew-Wun Wua, Hwa-Li Kaoa, A

27、nna F.-Y. Lib, Chin-Wen Chic, Wen-chang Lin(isoenzymes) 催化相同化學(xué)反應(yīng)，但酶蛋白的分子結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)催化相同化學(xué)反應(yīng)，但酶蛋白的分子結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)及免疫學(xué)性質(zhì)不同的一組酶。及免疫學(xué)性質(zhì)不同的一組酶。 （名詞解釋）（名詞解釋） 由不同基因編碼的多肽鏈，或由同一基因轉(zhuǎn)錄生成的不由不同基因編碼的多肽鏈，或由同一基因轉(zhuǎn)錄生成的不同同mRNA所翻譯的不同多肽鏈組成的蛋白質(zhì)。（來源）所翻譯的不同多肽鏈組成的蛋白質(zhì)。（來源） 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)胞結(jié)構(gòu)中，使不同組織、器

28、官和亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)具有不同亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)中，使不同組織、器官和亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)具有不同的代謝特征。同的代謝特征。 （表現(xiàn)）（表現(xiàn)）可用來診斷疾病。（用途）。可用來診斷疾病。（用途）。39酶的結(jié)構(gòu)與功能酶的結(jié)構(gòu)與功能1.單體酶和寡聚酶2.酶的分子組成 簡單酶和結(jié)合酶 輔助 因子：金屬離子和維生素(轉(zhuǎn)移基團)，8類輔酶，需掌握催化類型3.酶的活性中心 ：名詞解釋 必需基團, 結(jié)合基團, 催化基團, 催化中心之外- - - 結(jié)構(gòu)作用 4. 同工酶: 名詞解釋 疾病中的同工酶譜40第二節(jié)第二節(jié) 酶的工作原理酶的工作原理The mechanism of enzyme action酶與一般催化劑的共同點酶與一般催化劑的

29、共同點:n 在反應(yīng)前后沒有質(zhì)和量的變化在反應(yīng)前后沒有質(zhì)和量的變化;n 只能催化熱力學(xué)允許的化學(xué)反應(yīng)只能催化熱力學(xué)允許的化學(xué)反應(yīng) ；n 只能加速（減慢）可逆反應(yīng)的進程，而不改變反應(yīng)的平只能加速（減慢）可逆反應(yīng)的進程，而不改變反應(yīng)的平衡點。衡點。41一、一、 酶促反應(yīng)的特點酶促反應(yīng)的特點（一）酶促反應(yīng)具有極高的效（一）酶促反應(yīng)具有極高的效率率 42飽和，每個酶都和底物在一起的情況（二）酶促反應(yīng)具有高度的特異性（二）酶促反應(yīng)具有高度的特異性(specificity)(specificity)根據(jù)酶對其底物結(jié)構(gòu)選擇的嚴(yán)格程度不同根據(jù)酶對其底物結(jié)構(gòu)選擇的嚴(yán)格程度不同,酶的特異性可大致分為以下酶的特異性可

30、大致分為以下3種類型：種類型：絕對特異性絕對特異性(absolute specificity)：只能作用于特定結(jié)只能作用于特定結(jié)構(gòu)的底物，進行一種專一的反應(yīng)，生成一種特定結(jié)構(gòu)構(gòu)的底物，進行一種專一的反應(yīng)，生成一種特定結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物的產(chǎn)物 。 （脲酶，只水解尿素，但對甲基尿素?zé)o（脲酶，只水解尿素，但對甲基尿素?zé)o反應(yīng)）反應(yīng)） 相對特異性相對特異性(relative specificity)：作用于一類化合物或作用于一類化合物或一種化學(xué)鍵。一種化學(xué)鍵。eg PTPase立體結(jié)構(gòu)特異性立體結(jié)構(gòu)特異性(stereo specificity)：作用于立體異構(gòu)作用于立體異構(gòu)體中的一種。體中的一種。 （蛋白質(zhì)合成

31、，（蛋白質(zhì)合成，L/D型氨基酸）型氨基酸）43（三）（三）酶促反應(yīng)的可調(diào)節(jié)性酶促反應(yīng)的可調(diào)節(jié)性 酶含量的調(diào)節(jié)：酶生成與降解的調(diào)節(jié)酶含量的調(diào)節(jié)：酶生成與降解的調(diào)節(jié) 酶活性的調(diào)節(jié)：變構(gòu)，后修飾等酶活性的調(diào)節(jié)：變構(gòu)，后修飾等酶促反應(yīng)受多種因素的調(diào)控，以適應(yīng)機體對不斷變酶促反應(yīng)受多種因素的調(diào)控，以適應(yīng)機體對不斷變化的內(nèi)外環(huán)境和生命活動的需要?；膬?nèi)外環(huán)境和生命活動的需要。441970-LefkowitzNobel prize 2012 1986-Gilman,NB1994 1968-Sutherland,NB19741955-Fisher and Krebs,NB19921968 Krebs45Wha

32、t does the Covalent post-translational modification do?Johnson FASEB Journal46二二. 酶促反應(yīng)的機理酶促反應(yīng)的機理( (一一) ) 酶通過促進底物酶通過促進底物形成過渡態(tài)而降低反應(yīng)的活化能形成過渡態(tài)而降低反應(yīng)的活化能，從而提高反應(yīng)速率。從而提高反應(yīng)速率?；罨芑罨?Activation energy)：底物分子從初態(tài)轉(zhuǎn)變到過渡底物分子從初態(tài)轉(zhuǎn)變到過渡態(tài)所需的能量。態(tài)所需的能量。47酶酶-底物復(fù)合物底物復(fù)合物 E + S E + P ES 過渡態(tài)過渡態(tài)活潑分子高能態(tài)反應(yīng)總能量改變反應(yīng)總能量改變 非催化反應(yīng)活化能非催化

33、反應(yīng)活化能 酶促反應(yīng)酶促反應(yīng) 活化能活化能 一般催化劑催一般催化劑催化反應(yīng)的活化能化反應(yīng)的活化能 能能量量 反反 應(yīng)應(yīng) 過過 程程 底物平均能量底物平均能量 產(chǎn)物平均能量產(chǎn)物平均能量 酶促反應(yīng)活化能的改變酶促反應(yīng)活化能的改變 活化能：底物分子從初態(tài)轉(zhuǎn)變到過渡態(tài)所需的能量?；罨埽旱孜锓肿訌某鯌B(tài)轉(zhuǎn)變到過渡態(tài)所需的能量。酶與底物結(jié)合生成過渡態(tài)時釋放的結(jié)合能48（二）酶和底物結(jié)合有利于底物形成過渡態(tài)（二）酶和底物結(jié)合有利于底物形成過渡態(tài)（催化的關(guān)鍵催化的關(guān)鍵）1. 誘導(dǎo)契合作用使酶與底物密切結(jié)合誘導(dǎo)契合作用使酶與底物密切結(jié)合(Induce-Fit)酶酶-底物復(fù)合物底物復(fù)合物 E + S E + P

34、ES 酶與底物相互接近時，其結(jié)構(gòu)相互誘導(dǎo)、酶與底物相互接近時，其結(jié)構(gòu)相互誘導(dǎo)、相互變形和相互適應(yīng)，進而相互結(jié)合。這一過相互變形和相互適應(yīng)，進而相互結(jié)合。這一過程稱為酶程稱為酶- -底物結(jié)合的誘導(dǎo)契合假說底物結(jié)合的誘導(dǎo)契合假說過渡態(tài)過渡態(tài)49目目 錄錄50羧肽酶的誘導(dǎo)契合模式羧肽酶的誘導(dǎo)契合模式 底物底物5152In submission2. 鄰近效應(yīng)鄰近效應(yīng)(proximity effect)與定向排列與定向排列(orientation arrange ) （尤其是兩個以上的底物尤其是兩個以上的底物） 2. 多元催化多元催化(multielement catalysis) 3. 表面效應(yīng)表面效

35、應(yīng)(surface effect)5354553. 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 (surface effect makes the substrate desolvation)（疏水環(huán)境中避免水分子的干擾）(三) 多元催化作用 酸堿催化作用 （必需質(zhì)子供體或受體） 共價催化作用 （通過和底物形成瞬間共價鍵而將底物激活） 親核催化作用 （帶負(fù)電的基團，可提供電子）56 Phosphor-tyrosine hydrolysisP-loopWPD loopCysArgAspSer/Thr57（-）第三節(jié)第三節(jié) 酶促反應(yīng)動力學(xué)酶促反應(yīng)動力學(xué)Kinetics of Enzyme

36、-Catalyzed Reaction 58 底物濃度【S】, 酶濃度【E】, pH, 溫度, 抑制劑, 激活劑 研究一種因素的影響時，其余各因素均恒定研究一種因素的影響時，其余各因素均恒定生成產(chǎn)物的速率 一、底物濃度對反應(yīng)速率的影響一、底物濃度對反應(yīng)速率的影響I.單底物、單產(chǎn)物反應(yīng)，其他因素不變單底物、單產(chǎn)物反應(yīng)，其他因素不變II.酶促反應(yīng)速率一般在規(guī)定的反應(yīng)條件下，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)底物用單位時間內(nèi)底物的消耗量和產(chǎn)物的生成量來表示的消耗量和產(chǎn)物的生成量來表示III. 酶促反應(yīng)速率通常采用酶促反應(yīng)速率通常采用初速率初速率，即反應(yīng)剛剛開始，即反應(yīng)剛剛開始,沒有任何

37、影沒有任何影響因素存在時的酶反應(yīng)速率響因素存在時的酶反應(yīng)速率 59研究前提研究前提v 在其他因素不變的情況下，底物濃度對反應(yīng)速率的影響呈矩形雙曲線關(guān)系矩形雙曲線關(guān)系。從簡單體系開始從簡單體系開始當(dāng)?shù)孜餄舛容^低時當(dāng)?shù)孜餄舛容^低時:反應(yīng)速率與底物濃度成正比；反應(yīng)為一級反應(yīng)。反應(yīng)速率與底物濃度成正比；反應(yīng)為一級反應(yīng)。60隨著底物濃度的增高隨著底物濃度的增高:反應(yīng)速率不再成正比例加速；反應(yīng)為混合級反應(yīng)。反應(yīng)速率不再成正比例加速；反應(yīng)為混合級反應(yīng)。61當(dāng)?shù)孜餄舛雀哌_一定程度時當(dāng)?shù)孜餄舛雀哌_一定程度時: :反應(yīng)速率不再增加，達最大速率；反應(yīng)為零級反反應(yīng)速率不再增加，達最大速率；反應(yīng)為零級反應(yīng)應(yīng).62米米-

38、曼氏方程揭示單底物反應(yīng)動力學(xué)特征曼氏方程揭示單底物反應(yīng)動力學(xué)特征定量描述酶促反應(yīng)速率和底物濃度的關(guān)系定量描述酶促反應(yīng)速率和底物濃度的關(guān)系E + S k1k2k3ESE + PMichaelis-Menten equation was proposed in 1913.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：63V：酶促反應(yīng)速率：酶促反應(yīng)速率 S: 底物濃度底物濃度 Km : 米氏常數(shù)米氏常數(shù) Vmax : 最大反應(yīng)速率最大反應(yīng)速率Steady State Assumption 穩(wěn)態(tài)假設(shè) （*2） The M-M equation was derived in part by mak

39、ing several assumptions. An important one was: the concentration of substrate must be much greater than the enzyme concentration. In the situation （1）where S E and at initial velocity rates, it is assumed that（2） the changes in the concentration of the intermediate ES complex are very small over tim

40、e (vo). This condition is termed a steady-state rate, and is referred to as steady-state kinetics. Therefore, it follows that the rate of ES formation will be equal to the rate ES breakdown.64 If you assume that the formation of ES equals its breakdown, making ES constant（steady state), then :132+kk

41、kE SESEP 312k ESkESkESV：酶促反應(yīng)速率：酶促反應(yīng)速率 S: 底物濃度底物濃度 Km : 米氏常數(shù)米氏常數(shù) Vmax : 最大反應(yīng)速率最大反應(yīng)速率Et=E +ESk1(Et-ES)S=(k2+k3) ES 231+=mkkKk66 max=+mVSvKS max3VkE6667V：酶促反應(yīng)速率：酶促反應(yīng)速率 S: 底物濃度底物濃度 Km : 米氏常數(shù)米氏常數(shù) Vmax : 最大反應(yīng)速率最大反應(yīng)速率1研究速率對底物濃度變化的公式研究速率對底物濃度變化的公式Km與與Vmax的意義的意義KmS Km值等于酶促反應(yīng)速率為最大反應(yīng)速率一值等于酶促反應(yīng)速率為最大反應(yīng)速率一半時的底物濃度

42、，單位是半時的底物濃度，單位是mol/L。2Km + S Vmax VmaxSn Km68 Km值的意義：值的意義： Km等于酶促反應(yīng)速率為最大反應(yīng)速率一半時的底物濃度，等于酶促反應(yīng)速率為最大反應(yīng)速率一半時的底物濃度，單位是單位是mol/L 。 Km是酶的特征性常數(shù)之一，只與酶的結(jié)構(gòu)、底物和反應(yīng)環(huán)是酶的特征性常數(shù)之一，只與酶的結(jié)構(gòu)、底物和反應(yīng)環(huán)境有關(guān)，與酶濃度無關(guān)；境有關(guān)，與酶濃度無關(guān)； Km可近似表示酶對底物的親和力，可近似表示酶對底物的親和力， Km值越小，酶對底物值越小，酶對底物的親和力越大（的親和力越大（K3K2)； 同一酶對于不同底物有不同的同一酶對于不同底物有不同的Km值；對同一底

43、物，不同值；對同一底物，不同酶有不同酶有不同Km值。值。 69231+=mkkKk132+kkkE SESEP Vm是酶完全被底物飽和時的反應(yīng)速率，與酶濃度成正比。是酶完全被底物飽和時的反應(yīng)速率，與酶濃度成正比。意義：意義：Vmax=K3 E，如果酶的總濃度已知，可從，如果酶的總濃度已知，可從Vmax計算計算 酶的轉(zhuǎn)換數(shù)酶的轉(zhuǎn)換數(shù)(turnover number)，即動力學(xué)常數(shù)，即動力學(xué)常數(shù)K3。70 Vmax7172Kcat/Km 標(biāo)志底物特異性 73突變必需基團影響酶學(xué)常數(shù)突變必需基團影響酶學(xué)常數(shù)3. m值與值與max值的測定值的測定 雙倒數(shù)作圖法雙倒數(shù)作圖法（又稱為林（又稱為林- -貝氏

44、貝氏作圖法）作圖法） (Michealis-Menton 方程的轉(zhuǎn)換）方程的轉(zhuǎn)換） Hanes作圖法作圖法7411y=ax+b 的一次方程75斜率斜率Intercept (截距截距)1/V1/SHanes作圖法作圖法-Km 斜率斜率:1/Vmax76SE，酶可被底，酶可被底物飽和時，反應(yīng)速率與物飽和時，反應(yīng)速率與酶濃度成正比。酶濃度成正比。關(guān)系式為：關(guān)系式為：V = K3 E770 V E 酶濃度對反應(yīng)速率的影響酶濃度對反應(yīng)速率的影響 二二. 酶濃度對反應(yīng)速率的影響酶濃度對反應(yīng)速率的影響底物足夠時：底物足夠時：三三. 溫度對反應(yīng)速率的影響溫度對反應(yīng)速率的影響78n 雙重影響：雙重影響：溫度升高

45、，酶促反溫度升高，酶促反應(yīng)速率升高；由于酶的本質(zhì)是蛋應(yīng)速率升高；由于酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，溫度升高，可引起酶的變白質(zhì)，溫度升高，可引起酶的變性，從而反應(yīng)速率降低。性，從而反應(yīng)速率降低。 n 最適溫度最適溫度 (optimum temperature)：酶促反應(yīng)速率最酶促反應(yīng)速率最大時的環(huán)境溫度。大時的環(huán)境溫度。n 低溫的應(yīng)用低溫的應(yīng)用酶酶活活性性0.51.02.01.50 10 20 30 40 50 60 溫度溫度 C 溫度對淀粉酶活性的影響溫度對淀粉酶活性的影響 四四. . pH對反應(yīng)速率的影響對反應(yīng)速率的影響n最適最適pHpH：酶催化活性最大時的酶催化活性最大時的環(huán)境環(huán)境pHpH。0酶酶活活

46、性性 pH pH對某些酶活性的影響對某些酶活性的影響 2468107980五五. . 抑制劑對反應(yīng)速率的影響抑制劑對反應(yīng)速率的影響 酶的抑制劑酶的抑制劑(inhibitor)(inhibitor)凡能使酶的催化活性下降而不引起酶蛋白凡能使酶的催化活性下降而不引起酶蛋白變性的物質(zhì)稱為酶的抑制劑。變性的物質(zhì)稱為酶的抑制劑。81 區(qū)別于酶的變性區(qū)別于酶的變性 抑制劑對酶有一定選擇性抑制劑對酶有一定選擇性 引起變性的因素對酶沒有選擇性引起變性的因素對酶沒有選擇性 抑制作用的類型抑制作用的類型n 不可逆性抑制不可逆性抑制 (irreversible inhibition)n 可逆性抑制可逆性抑制 (re

47、versible inhibition)：l 競爭性抑制競爭性抑制 (competitive inhibition)l 非競爭性抑制非競爭性抑制 (non-competitive inhibition)l 反競爭性抑制反競爭性抑制 (uncompetitive inhibition)82結(jié)合緊密(一一) 抑制劑通常以共價鍵與酶活性中心的必需基團相結(jié)合，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，不能用透析或超濾等方法去除。使酶失活，不能用透析或超濾等方法去除。 舉例舉例83膽堿酯酶抑制劑：有機磷化合物膽堿酯酶抑制劑：有機磷化合物 羥基酶羥基酶( (E-OH) ) 解毒解毒 - -

48、 - - - - 解磷定解磷定( (PAM) )巰基酶抑制劑：重金屬離子及砷化合物巰基酶抑制劑：重金屬離子及砷化合物巰基酶巰基酶( (E-SH) ) 解毒解毒 - - - - - - 二巰基丙醇二巰基丙醇( (BAL) ) 超氧陰離子超氧陰離子ESSAsCHCHCl+CH2SHCHSHCH2OHESHSH+CH2SCHSCH2OHAsCHCHClROROPOX+HOEROROPOOE+HXClAsClCHCHCl+ ESHSHESAsSCHCHCl+2HCl有機磷化合物有機磷化合物路易士氣路易士氣失活的酶失活的酶羥基酶羥基酶失活的酶失活的酶酸酸巰基酶巰基酶失活的酶失活的酶酸酸BAL巰基酶巰基酶

49、BAL與砷劑結(jié)合物與砷劑結(jié)合物8485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 抑制劑通常以非共價鍵與酶或酶抑制劑通常以非共價鍵與酶或酶- -底物復(fù)合物底物復(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?？捎猛肝?、超濾等方法除去。競爭性抑制作用競爭性抑制作用 (抑制劑與底物的抑制劑與底物的結(jié)構(gòu)相似結(jié)構(gòu)相似，能與底物競爭結(jié)合酶，能與底物競爭結(jié)合酶的的活性中心活性中心，從而阻礙酶底物復(fù)合物的形成，使，從而阻礙酶底物復(fù)合物的形成，使酶的活性降低。這種抑制作用稱為競爭性抑制作酶的活性降低。這種抑制作用稱

50、為競爭性抑制作用。用。86 S 抑制作用抑制作用 I 抑制作用抑制作用 抑制程度取決于抑制劑與酶的相對親和力和抑制程度取決于抑制劑與酶的相對親和力和與底物濃度的相對比例與底物濃度的相對比例87Linweaver-Burk function * * 特點特點a) I與與S結(jié)構(gòu)類似，競爭結(jié)結(jié)構(gòu)類似，競爭結(jié)合酶的活性中心；合酶的活性中心；b) 抑制程度取決于抑制劑抑制程度取決于抑制劑與酶的相對親和力及底與酶的相對親和力及底物濃度；物濃度；c) 動力學(xué)特點：動力學(xué)特點： Vmax不變不變; 表觀表觀Km (Apparent Km) 增大增大, 酶對底物親和力降酶對底物親和力降 低。低。抑制劑抑制劑 無

51、抑制劑無抑制劑 1/V 1/S VSmaxVIK(1) SmKiiKI111m(1)VVKSVmaxmax1/Vmax88* * 舉例舉例 丙二酸丙二酸與琥珀酸競爭琥珀酸脫氫酶與琥珀酸競爭琥珀酸脫氫酶COOH CH2 CH2COOH COOH COOH CH2 丙二酸丙二酸琥珀酸琥珀酸琥珀酸脫氫酶琥珀酸脫氫酶FADFADH2延胡索酸延胡索酸89 磺胺類藥物的抑菌機制磺胺類藥物的抑菌機制與與對氨基苯甲酸對氨基苯甲酸競爭競爭二氫葉酸合成酶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COOH H2N SO2NHR H2N 磺磺

52、 胺胺 類類 藥藥 物物四氫葉酸四氫葉酸THF競爭性抑制在臨床上的應(yīng)用競爭性抑制在臨床上的應(yīng)用DNA合成合成細(xì)菌細(xì)菌人人: : 可直接從食物中得到葉酸可直接從食物中得到葉酸90抗腫瘤藥物抗腫瘤藥物 甲氨喋呤甲氨喋呤（MIX) - 葉酸葉酸 - 競爭性抑制二氫葉酸還原酶競爭性抑制二氫葉酸還原酶 5-氟尿嘧啶氟尿嘧啶（5-FU) - 胸嘧啶胸嘧啶(T) 6-巰基嘌呤巰基嘌呤（6-MP) - 鳥嘌呤鳥嘌呤(A) - 競爭性抑制相應(yīng)核苷酸代謝酶競爭性抑制相應(yīng)核苷酸代謝酶 抑制抑制DNA和和RNA的生的生物合成物合成抑制腫瘤細(xì)胞生長抑制腫瘤細(xì)胞生長91競爭性抑制在臨床的應(yīng)用競爭性抑制在臨床的應(yīng)用抑制劑與

53、酶活性中心外的必需基團可逆結(jié)合，抑制劑與酶活性中心外的必需基團可逆結(jié)合，不影響酶與底物的結(jié)合，但不能生成產(chǎn)物。不影響酶與底物的結(jié)合，但不能生成產(chǎn)物。92S 抑制作用抑制作用93Linweaver-Burk function* * 特點特點a) 抑制劑與酶活性中心外抑制劑與酶活性中心外的必需基團結(jié)合，底物的必需基團結(jié)合，底物與抑制劑之間無競爭關(guān)與抑制劑之間無競爭關(guān)系；系；b) 抑制程度取決于抑制劑抑制程度取決于抑制劑的濃度；的濃度；c) 動力學(xué)特點：動力學(xué)特點： Vmax降低降低; 表觀表觀Km不變不變,酶對底物親酶對底物親和力不變和力不變抑制劑抑制劑 1 / V 1/S 無抑制劑無抑制劑 ii

54、KI11I1m(1)(1)VVKSVKmaxmax9495SHP2 的非競爭性抑制劑 96 抑制劑僅與抑制劑僅與ES結(jié)合結(jié)合, IES不能生成產(chǎn)物不能生成產(chǎn)物 游離游離E減少減少S 抑制作用抑制作用97Linweaver-Burk function* * 特點：特點：a) 抑制劑只與酶抑制劑只與酶底物復(fù)合物底物復(fù)合物結(jié)合；結(jié)合；b) 抑制程度取決抑制程度取決于抑制劑的濃于抑制劑的濃度及底物的濃度及底物的濃度；度；c) 動力學(xué)特點：動力學(xué)特點：Vmax降低降低; 表觀表觀Km降低降低抑制劑抑制劑 1/V 1/S 無抑制劑無抑制劑 9899各種可逆性抑制作用的比較各種可逆性抑制作用的比較 動動力力

55、學(xué)學(xué)參參數(shù)數(shù)表表觀觀Km Km增增大大不不變變減減小小最最大大速速度度Vmax不不變變降降低低降降低低林林-貝貝氏氏作作圖圖斜斜率率Km/Vmax增增大大增增大大不不變變縱縱軸軸截截距距1/Vmax不不變變增增大大增增大大橫橫軸軸截截距距-1/Km增增大大不不變變減減小小與與I結(jié)結(jié)合合的的組組分分EE、ESES作作用用特特征征無無抑抑制制劑劑競競爭爭性性抑抑制制 非非競競爭爭性性抑抑制制反反競競爭爭性性抑抑制制100六六. 激活劑對反應(yīng)速率的影響激活劑對反應(yīng)速率的影響 激活劑激活劑(activator) 使酶由無活性變?yōu)橛谢钚曰蚴姑富钚栽黾邮姑赣蔁o活性變?yōu)橛谢钚曰蚴姑富钚栽黾拥奈镔|(zhì)。的物質(zhì)。

56、必需激活劑必需激活劑 (essential activator) 非必需激活劑非必需激活劑 (non-essential activator，從低活性轉(zhuǎn)換為高活性從低活性轉(zhuǎn)換為高活性)101l 變構(gòu)調(diào)節(jié) (Allosteric regulation)l 化學(xué)修飾 (Chemical or Covalent modification)l 酶原激活 (Zymogen activation)第四節(jié)第四節(jié) 酶的調(diào)節(jié)酶的調(diào)節(jié)Regulation of Enzyme Activity102 103一些代謝物可與某些酶分子活性中心外的某部分可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

57、，從而改變酶的催化活性逆地結(jié)合，使酶構(gòu)象改變，從而改變酶的催化活性(激活激活或抑制或抑制)，此種調(diào)節(jié)方式稱變構(gòu)調(diào)節(jié)，此種調(diào)節(jié)方式稱變構(gòu)調(diào)節(jié)(allosteric regulation)。受變構(gòu)調(diào)節(jié)的酶稱為變構(gòu)酶或別構(gòu)酶受變構(gòu)調(diào)節(jié)的酶稱為變構(gòu)酶或別構(gòu)酶 (allosteric enzyme). 導(dǎo)致變構(gòu)效應(yīng)的代謝物稱為變構(gòu)效應(yīng)劑導(dǎo)致變構(gòu)效應(yīng)的代謝物稱為變構(gòu)效應(yīng)劑(allosteric effector).一一. 酶活性的快速調(diào)節(jié)酶活性的快速調(diào)節(jié) 變構(gòu)激活劑 變構(gòu)抑制劑 n 寡聚體，含多個亞基；寡聚體，含多個亞基；n 含有催化部位（活性中心）和含有催化部位（活性中心）和調(diào)節(jié)部位（變構(gòu)部位），可位于

58、調(diào)節(jié)部位（變構(gòu)部位），可位于同一亞基內(nèi)，或在不同亞基上；同一亞基內(nèi)，或在不同亞基上；n動力學(xué)曲線呈動力學(xué)曲線呈S S形；形；n 變構(gòu)激活劑使酶活性升高；變變構(gòu)激活劑使酶活性升高；變構(gòu)抑制劑使酶活性下降構(gòu)抑制劑使酶活性下降n 亞基之間存在協(xié)同效應(yīng)（正協(xié)亞基之間存在協(xié)同效應(yīng)（正協(xié)同效應(yīng)和負(fù)協(xié)同效應(yīng)）；同效應(yīng)和負(fù)協(xié)同效應(yīng)）；104eg: AMP kinase2 2協(xié)同效應(yīng)：協(xié)同效應(yīng)： 當(dāng)變構(gòu)酶的一個亞基與其配體（底物或變當(dāng)變構(gòu)酶的一個亞基與其配體（底物或變構(gòu)劑）結(jié)合后，能夠通過改變相鄰亞基的構(gòu)劑）結(jié)合后，能夠通過改變相鄰亞基的構(gòu)象而使其對配體的親和力發(fā)生改變，這構(gòu)象而使其對配體的親和力發(fā)生改變，這種

59、效應(yīng)就稱為變構(gòu)酶的種效應(yīng)就稱為變構(gòu)酶的協(xié)同效應(yīng)協(xié)同效應(yīng)。 如果對相鄰亞基的影響是導(dǎo)致其對配體的如果對相鄰亞基的影響是導(dǎo)致其對配體的親和力增加，則稱為親和力增加，則稱為正協(xié)同效應(yīng)正協(xié)同效應(yīng)；反之，；反之，則稱為則稱為負(fù)協(xié)同效應(yīng)負(fù)協(xié)同效應(yīng)。 如果是同種配體所產(chǎn)生的影響，則稱為如果是同種配體所產(chǎn)生的影響，則稱為同同促協(xié)同效應(yīng)促協(xié)同效應(yīng)。如果是不同配體之間產(chǎn)生的。如果是不同配體之間產(chǎn)生的影響則稱為影響則稱為異促協(xié)同效應(yīng)異促協(xié)同效應(yīng)。 105（二）（二） 酶的化學(xué)修飾酶的化學(xué)修飾( (共價修飾共價修飾) )調(diào)節(jié)調(diào)節(jié) （名詞解釋）（名詞解釋） (Chemical or Covalent modificat

60、ion)106covalent modification of enzyme : the structure and activity of many enzymes can be altered reversibly through covalent modification by another enzyme.The most common modification is phosphorylation /dephosphorylation, which is reversible addition and removal of a phosphate at HO-group of Ser