第二章 酶 總結(jié)

1、第二章 酶總結(jié)第一節(jié) 酶是生物催化劑一、酶是生物催化劑1.酶與一般催化劑的共同性質(zhì)l 用量少而催化效率高l 不改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)l 可降低反應(yīng)的活化能2.酶作為生物催化劑特性l 催化效率高l 高度專一性l 酶的活性受調(diào)節(jié)和控制l 酶易失活二、酶的化學(xué)本質(zhì) 到目前為止，除了具有催化活性的RNA核酶之外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的大多數(shù)酶都是蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)的一切性質(zhì)酶也都具有。具有催化作用的蛋白質(zhì)是酶。三、酶的化學(xué)組成和分類1.根據(jù)酶的化學(xué)組成成分可將酶分為以下兩類：?jiǎn)渭兠傅鞍祝褐缓械鞍踪|(zhì)輟和酶蛋白：脫輔酶+輔因子=全酶（脫輔酶決定酶催化的專一性，輔因子起著電子、原子或化學(xué)基團(tuán)的傳遞作用。）2.根據(jù)酶分子的特

2、點(diǎn)可分為以下三類： 單體酶：由一條多肽鏈組成 寡聚酶：由兩個(gè)或兩個(gè)以上的亞基組成 多酶復(fù)合體：由幾種酶嵌合形成復(fù)合體第二節(jié) 酶的分類和命名一、國(guó)際系統(tǒng)分類及酶的編號(hào)酶分為六大類：氧化還原酶類、轉(zhuǎn)移酶類、水解酶類、裂合酶類、異構(gòu)酶類、連接酶類（合成酶）。 二、習(xí)慣命名命名原則：1.酶的底物 2.催化的反應(yīng)性質(zhì) 3.結(jié)合上述兩個(gè)原則命名第三節(jié) 酶的反應(yīng)速度和活力單位一、酶的反應(yīng)速度及酶活力酶的反應(yīng)速度可用單位時(shí)間內(nèi)底物的減少量或產(chǎn)物的增加量來(lái)表示。一定要用初速度來(lái)表示。二、酶的活力測(cè)定及活力單位酶活力：又稱酶活性。即酶催化一定化學(xué)反應(yīng)的能力。通常以在一定條件下酶所催化的化學(xué)反應(yīng)速度表示。酶活力單位

3、：一定條件下，在一定時(shí)間內(nèi)將一定量的底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物所需要的酶量。通常以每克酶制劑或每毫升酶制劑含有多少酶單位來(lái)表示。 1.國(guó)際單位（IU）：最適條件下，每分鐘催化1微摩爾底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物所需要的酶量。即：1IU=1mol/min 2.習(xí)慣單位 3.Kat單位（Katal）: 每秒鐘催化1摩爾底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物所需要的酶量。即：1Kat=1mol/s 4.轉(zhuǎn)換數(shù)：每微摩爾酶每秒鐘轉(zhuǎn)化底物的微摩爾數(shù)。 5.比活力：表示每毫克蛋白含有的酶活力單位數(shù)。酶的比活力代表酶的純度，比活力越大純度越高。第四節(jié) 酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)1、 在酶的濃度不變的情況下，底物濃度對(duì)反應(yīng)速度影響的作用呈現(xiàn)矩形雙曲線2、 米氏方程V=V

4、maxS/Km+S （Vmax指該酶促反應(yīng)的最大速度，S為底物濃度，Km是米氏常數(shù)，V是在某一底物濃度時(shí)相應(yīng)的反應(yīng)速度）3、 Km =（K2+K1）/K3 4、 Km值愈大，酶與底物的親和力愈?。籏m值愈小，酶與底物親和力愈大。Km值是酶的特征性常數(shù)，只與酶的性質(zhì)，酶所催化的底物和酶促反應(yīng)條件(如溫度、pH、有無(wú)抑制劑等)有關(guān)，與酶的濃度無(wú)關(guān)。酶的種類不同，Km值不同，同一種酶與不同底物作用時(shí)，Km值也不同。當(dāng)K3不遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于K2和K1時(shí)，Km表示整個(gè)反應(yīng)的化學(xué)平衡的常數(shù)。5、 雙倒數(shù)作圖將米氏方程兩邊取倒數(shù)，可轉(zhuǎn)化為下列形式：1V= KmVmax·1S+1Vmax1/V對(duì)1/S的作圖

5、得一直線，其斜率是Km /V，在縱軸上的截距為1/ Vmax,橫軸上的截距為-1/ Km。此作圖除用來(lái)求Km和Vmax值外，在研究酶的抑制作用方面還有重要價(jià)值。6、 直線性作圖法將米氏方程換成Vmax =v Km /S+v將S標(biāo)在副半軸上，把測(cè)的反映速度v的數(shù)值標(biāo)在縱軸上。相應(yīng)的S和v聯(lián)成直線，這一族直線相交于一點(diǎn)，這一點(diǎn)的坐標(biāo)為Km和Vm。第5節(jié) 影響沒(méi)反應(yīng)速度的主要因素一、抑制劑對(duì)酶反應(yīng)速度的影響抑制劑：能引起酶分子活性中心上的必須基因化學(xué)性質(zhì)（結(jié)合、構(gòu)象變化），但酶未變性，從而導(dǎo)致酶活力降低或喪失的物質(zhì)。1、 不可逆抑制作用：抑制劑與酶的必須基因以共價(jià)鍵而結(jié)合引起酶失活，不能用透析、超濾

6、等物理方法出去抑制劑而使酶復(fù)活。2、 可逆抑制作用：抑制劑與沒(méi)以非共價(jià)鍵結(jié)合而引起酶活力降低或喪失，能用物理方法除去抑制劑而使酶恢復(fù)活性?？赡嬉种谱饔梅譃槿N類型：競(jìng)爭(zhēng)性抑制、非競(jìng)爭(zhēng)性抑制、反競(jìng)爭(zhēng)性抑制。1 競(jìng)爭(zhēng)性抑制：抑制劑和底物競(jìng)爭(zhēng)酶的結(jié)合部位從而影響了底物與酶的正常結(jié)合。特點(diǎn)：這種抑制作用可以通過(guò)增加底物濃度而解除、競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑的結(jié)構(gòu)和第五類似2 非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑：這類抑制作用的特點(diǎn)是底物和抑制劑同時(shí)和酶結(jié)合二者沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)作用。特點(diǎn)：降低最大反應(yīng)速度、不影響Km值。3 反競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑;酶只有與底物結(jié)合后才能與抑制劑結(jié)合，三無(wú)復(fù)合物（ESI）不能進(jìn)一步分解為產(chǎn)物。特點(diǎn)：降低最大反應(yīng)速度、增加酶

7、對(duì)底物的親和力，Km值減小。3、 可逆抑制和不可逆抑制 除了用透析、超濾等方法外還可采用動(dòng)力學(xué)的方法拉鑒別：4、可抑制動(dòng)力學(xué)：類型方程KmVm無(wú)抑制V=Vmax【s】/（Km+【s】）KmVm競(jìng)爭(zhēng)型抑制V=Vmax【s】/Km（1=1/K、）+【s】增大不變非競(jìng)爭(zhēng)型抑制V=Vmax【s】/（1+【i】/k）（Km+【s】）不變減小反競(jìng)爭(zhēng)型抑制V=Vmax【s】/Km+【s】（1+【i】/k、）減小減小二、溫度對(duì)酶反應(yīng)的影響溫度系數(shù)Q10 酶促反應(yīng)與其他化學(xué)反應(yīng)一樣，隨溫度的增加，反應(yīng)速度加快。化學(xué)反應(yīng)中溫度每增加10反應(yīng)速度增加的倍數(shù)稱為溫度系數(shù)Q10. 最適溫度：動(dòng)物組織中的酶3540、植物

8、與微生物中的酶3060、少數(shù)酶可達(dá)到60以上，例如細(xì)菌淀粉水解酶90以上。溫度對(duì)酶促反應(yīng)的影響機(jī)理：（1）、溫度影響酶的活性：過(guò)高溫度會(huì)使酶定性失活反應(yīng)速度下降。（2）、溫度影響反應(yīng)體系的活化分子數(shù)：溫度增加，活化分子數(shù)增加，反應(yīng)速度加快。三、PH對(duì)酶的活性的影響一些酶的最適PH酶胃蛋白酶胰蛋白酶過(guò)氧化氫酶精氨酸酶延胡索酸酶核糖核酸酶最適PH1.87.77.69.87.87.8PH影響酶活性的機(jī)理：1. 過(guò)酸過(guò)堿使酶的空間結(jié)構(gòu)破壞，酶蛋白變性而失活2. Ph影響維持酶分子空間結(jié)構(gòu)的有關(guān)基因解離，從而影響酶活性中心的構(gòu)像，進(jìn)而影響酶的活性。3. 當(dāng)pH改變不是很劇烈時(shí)，酶雖不變性，但活力受到影響

9、。 pH影響底物的解離狀態(tài) pH影響酶活性中心有關(guān)基團(tuán)的解離狀態(tài) pH影響ES的解離狀態(tài)四、激活劑對(duì)酶反應(yīng)速度的影響凡是能提高酶反應(yīng)速度的物質(zhì)都稱為沒(méi)得激活劑金屬離子（K、Na、Ca、Mg、Zn、Fe2+等）陰離子（Cl、Br、I、CN等）小分子有機(jī)化合物（半胱氨酸、還原性谷胱甘肽、EDTA）激活劑對(duì)酶的作用具有選擇性。 第六節(jié) 酶的專一性及活性中心1、 酶的專一性 酶對(duì)它所作用的底物有嚴(yán)格的選擇性，一種酶只能催化一類反應(yīng)作用于一種或一類物質(zhì)。 1,、結(jié)構(gòu)專一性: 絕對(duì)專一性：酶對(duì)底物要求非常嚴(yán)，只作用于一種底物， 相對(duì)專一性：酶對(duì)底物的結(jié)構(gòu)要求不太嚴(yán)格，作用于一類底物。 2、立體異構(gòu)專一性

10、當(dāng)?shù)孜锞哂辛Ⅲw異構(gòu)體時(shí)，酶只能作用于其中一種。（1）旋光儀夠?qū)Ｒ恍?、?）、幾何異構(gòu)專一性。二、關(guān)于酶作用專一性的假說(shuō) 1、鎖與鑰匙的學(xué)說(shuō)2、誘導(dǎo)契合學(xué)說(shuō)三、酶的活性部位活性部位：1、結(jié)合部位：負(fù)責(zé)和底物的結(jié)合決定酶的專一性。2、催化部位：負(fù)責(zé)催化底物決定沒(méi)的催化性質(zhì)。酶的活性部位有其共同的特點(diǎn)：1. 活性部位在酶分子的總體中只占有相當(dāng)小的一部分2. 酶的活性部位是一個(gè)三維結(jié)構(gòu)的實(shí)體3. 酶的活性部位的結(jié)構(gòu)與底物的結(jié)構(gòu)不是互補(bǔ)的4. 酶的活性部位是位于酶分子表面的一個(gè)裂縫內(nèi)5. 底物通常通過(guò)次級(jí)鍵與酶結(jié)合6. 酶的活性部位具有柔性和可運(yùn)動(dòng)性四、研究酶活性部位的方法 酶分子化學(xué)側(cè)鏈基團(tuán)的化學(xué)修飾

11、法 某些化學(xué)試劑能和酶分子中的氨基酸側(cè)鏈基團(tuán)反應(yīng)而引起共價(jià)結(jié)合，氧化或還原的修飾反應(yīng)，是氨基酸側(cè)鏈基團(tuán)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)發(fā)生改變。如果酶活力降低或喪失，則表明此基團(tuán)可能是酶的必需基團(tuán)。反之，沒(méi)活力不發(fā)生改變說(shuō)明該基團(tuán)與酶的活性中心無(wú)關(guān)。 第七節(jié) 酶的作用機(jī)理及實(shí)力一、定酶高效率催化的機(jī)制1.底物和酶的鄰近與定向效應(yīng)2.底物變形與誘導(dǎo)契合3.共價(jià)催化4.酸堿催化5.活性部位的微環(huán)境效應(yīng)6.多元催化與協(xié)同效應(yīng)二、溶菌酶底物：通過(guò)水解某些細(xì)菌的細(xì)胞壁的多糖組分來(lái)溶解細(xì)胞壁，細(xì)胞壁的多糖有兩種組成，N-己?；咸烟牵∟AG),N-己?；咸烟侨樗幔∟AM)結(jié)構(gòu)：129個(gè)氨基酸殘基構(gòu)成，單鏈蛋白，分子內(nèi)含有四

12、對(duì)二硫鍵，活性中心氨基酸殘基是Glu35和Asp52.催化作用機(jī)理：鄰近與定向效應(yīng)，底物變形，酸堿催化三、凝乳蛋白酶組成：241個(gè)氨基酸，分子量25000，橢圓狀，活性部位由Ser195,His57,Asp102三個(gè)氨基酸組成，這三個(gè)氨基酸殘基形成催化三聯(lián)體。催化機(jī)理：廣義的酸堿催化，共價(jià)催化四、氨酸蛋白酶是一類最有特色的酶家族，包括胰蛋白酶，胰凝乳蛋白酶，彈性蛋白酶，凝血酶，枯草桿菌蛋白酶等。胰蛋白酶，胰凝乳蛋白酶，彈性蛋白酶我為消化酶。胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、彈性蛋白酶的比較：一級(jí)結(jié)構(gòu)上有40%的氨基酸順序相同的；三維結(jié)構(gòu)相似；含有Ser195,His57,Asp102的催化三聯(lián)體；催化作用機(jī)理相似，專一性是完全不同的。第八節(jié) 酶原激活、寡聚酶、同工酶、誘導(dǎo)酶、固定化酶一、幾種蛋白酶的激活及他們之間的相互作用胰蛋白酶原 腸激酶