第二章 酶 總結

1、第二章 酶總結第一節(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l 用量少而催化效率高l 不改變化學反應的平衡點l 可降低反應的活化能2.酶作為生物催化劑特性l 催化效率高l 高度專一性l 酶的活性受調節(jié)和控制l 酶易失活二、酶的化學本質 到目前為止，除了具有催化活性的RNA核酶之外，已經發(fā)現的大多數酶都是蛋白質。蛋白質的一切性質酶也都具有。具有催化作用的蛋白質是酶。三、酶的化學組成和分類1.根據酶的化學組成成分可將酶分為以下兩類：單純酶蛋白：只含有蛋白質輟和酶蛋白：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、原子或化學基團的傳遞作用。）2.根據酶分子的特

2、點可分為以下三類： 單體酶：由一條多肽鏈組成 寡聚酶：由兩個或兩個以上的亞基組成 多酶復合體：由幾種酶嵌合形成復合體第二節(jié) 酶的分類和命名一、國際系統(tǒng)分類及酶的編號酶分為六大類：氧化還原酶類、轉移酶類、水解酶類、裂合酶類、異構酶類、連接酶類（合成酶）。 二、習慣命名命名原則：1.酶的底物 2.催化的反應性質 3.結合上述兩個原則命名第三節(jié) 酶的反應速度和活力單位一、酶的反應速度及酶活力酶的反應速度可用單位時間內底物的減少量或產物的增加量來表示。一定要用初速度來表示。二、酶的活力測定及活力單位酶活力：又稱酶活性。即酶催化一定化學反應的能力。通常以在一定條件下酶所催化的化學反應速度表示。酶活力單位

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

4、maxS/Km+S （Vmax指該酶促反應的最大速度，S為底物濃度，Km是米氏常數，V是在某一底物濃度時相應的反應速度）3、 Km =（K2+K1）/K3 4、 Km值愈大，酶與底物的親和力愈小；Km值愈小，酶與底物親和力愈大。Km值是酶的特征性常數，只與酶的性質，酶所催化的底物和酶促反應條件(如溫度、pH、有無抑制劑等)有關，與酶的濃度無關。酶的種類不同，Km值不同，同一種酶與不同底物作用時，Km值也不同。當K3不遠遠小于K2和K1時，Km表示整個反應的化學平衡的常數。5、 雙倒數作圖將米氏方程兩邊取倒數，可轉化為下列形式：1V= KmVmax·1S+1Vmax1/V對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。此作圖除用來求Km和Vmax值外，在研究酶的抑制作用方面還有重要價值。6、 直線性作圖法將米氏方程換成Vmax =v Km /S+v將S標在副半軸上，把測的反映速度v的數值標在縱軸上。相應的S和v聯成直線，這一族直線相交于一點，這一點的坐標為Km和Vm。第5節(jié) 影響沒反應速度的主要因素一、抑制劑對酶反應速度的影響抑制劑：能引起酶分子活性中心上的必須基因化學性質（結合、構象變化），但酶未變性，從而導致酶活力降低或喪失的物質。1、 不可逆抑制作用：抑制劑與酶的必須基因以共價鍵而結合引起酶失活，不能用透析、超濾

6、等物理方法出去抑制劑而使酶復活。2、 可逆抑制作用：抑制劑與沒以非共價鍵結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活性?？赡嬉种谱饔梅譃槿N類型：競爭性抑制、非競爭性抑制、反競爭性抑制。1 競爭性抑制：抑制劑和底物競爭酶的結合部位從而影響了底物與酶的正常結合。特點：這種抑制作用可以通過增加底物濃度而解除、競爭性抑制劑的結構和第五類似2 非競爭性抑制劑：這類抑制作用的特點是底物和抑制劑同時和酶結合二者沒有競爭作用。特點：降低最大反應速度、不影響Km值。3 反競爭性抑制劑;酶只有與底物結合后才能與抑制劑結合，三無復合物（ESI）不能進一步分解為產物。特點：降低最大反應速度、增加酶

7、對底物的親和力，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力學的方法拉鑒別：4、可抑制動力學：類型方程KmVm無抑制V=Vmax【s】/（Km+【s】）KmVm競爭型抑制V=Vmax【s】/Km（1=1/K、）+【s】增大不變非競爭型抑制V=Vmax【s】/（1+【i】/k）（Km+【s】）不變減小反競爭型抑制V=Vmax【s】/Km+【s】（1+【i】/k、）減小減小二、溫度對酶反應的影響溫度系數Q10 酶促反應與其他化學反應一樣，隨溫度的增加，反應速度加快。化學反應中溫度每增加10反應速度增加的倍數稱為溫度系數Q10. 最適溫度：動物組織中的酶3540、植物

8、與微生物中的酶3060、少數酶可達到60以上，例如細菌淀粉水解酶90以上。溫度對酶促反應的影響機理：（1）、溫度影響酶的活性：過高溫度會使酶定性失活反應速度下降。（2）、溫度影響反應體系的活化分子數：溫度增加，活化分子數增加，反應速度加快。三、PH對酶的活性的影響一些酶的最適PH酶胃蛋白酶胰蛋白酶過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影響酶活性的機理：1. 過酸過堿使酶的空間結構破壞，酶蛋白變性而失活2. Ph影響維持酶分子空間結構的有關基因解離，從而影響酶活性中心的構像，進而影響酶的活性。3. 當pH改變不是很劇烈時，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基團的解離狀態(tài) pH影響ES的解離狀態(tài)四、激活劑對酶反應速度的影響凡是能提高酶反應速度的物質都稱為沒得激活劑金屬離子（K、Na、Ca、Mg、Zn、Fe2+等）陰離子（Cl、Br、I、CN等）小分子有機化合物（半胱氨酸、還原性谷胱甘肽、EDTA）激活劑對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 酶對它所作用的底物有嚴格的選擇性，一種酶只能催化一類反應作用于一種或一類物質。 1,、結構專一性: 絕對專一性：酶對底物要求非常嚴，只作用于一種底物， 相對專一性：酶對底物的結構要求不太嚴格，作用于一類底物。 2、立體異構專一性

10、當底物具有立體異構體時，酶只能作用于其中一種。（1）旋光儀夠專一性、（2）、幾何異構專一性。二、關于酶作用專一性的假說 1、鎖與鑰匙的學說2、誘導契合學說三、酶的活性部位活性部位：1、結合部位：負責和底物的結合決定酶的專一性。2、催化部位：負責催化底物決定沒的催化性質。酶的活性部位有其共同的特點：1. 活性部位在酶分子的總體中只占有相當小的一部分2. 酶的活性部位是一個三維結構的實體3. 酶的活性部位的結構與底物的結構不是互補的4. 酶的活性部位是位于酶分子表面的一個裂縫內5. 底物通常通過次級鍵與酶結合6. 酶的活性部位具有柔性和可運動性四、研究酶活性部位的方法 酶分子化學側鏈基團的化學修飾

11、法 某些化學試劑能和酶分子中的氨基酸側鏈基團反應而引起共價結合，氧化或還原的修飾反應，是氨基酸側鏈基團的結構和性質發(fā)生改變。如果酶活力降低或喪失，則表明此基團可能是酶的必需基團。反之，沒活力不發(fā)生改變說明該基團與酶的活性中心無關。 第七節(jié) 酶的作用機理及實力一、定酶高效率催化的機制1.底物和酶的鄰近與定向效應2.底物變形與誘導契合3.共價催化4.酸堿催化5.活性部位的微環(huán)境效應6.多元催化與協同效應二、溶菌酶底物：通過水解某些細菌的細胞壁的多糖組分來溶解細胞壁，細胞壁的多糖有兩種組成，N-己?；咸烟牵∟AG),N-己?；咸烟侨樗幔∟AM)結構：129個氨基酸殘基構成，單鏈蛋白，分子內含有四

12、對二硫鍵，活性中心氨基酸殘基是Glu35和Asp52.催化作用機理：鄰近與定向效應，底物變形，酸堿催化三、凝乳蛋白酶組成：241個氨基酸，分子量25000，橢圓狀，活性部位由Ser195,His57,Asp102三個氨基酸組成，這三個氨基酸殘基形成催化三聯體。催化機理：廣義的酸堿催化，共價催化四、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：一級結構上有40%的氨基酸順序相同的；三維結構相似；含有Ser195,His57,Asp102的催化三聯體；催化作用機理相似，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