生物化學(xué)第六章酶

1、1重點(diǎn)：1. 1. 酶的分子組成、催化特點(diǎn)酶的分子組成、催化特點(diǎn)2. 2. 酶的催化機(jī)理、中間產(chǎn)物學(xué)說、酶的活性酶的催化機(jī)理、中間產(chǎn)物學(xué)說、酶的活性中心、酶原激活的本質(zhì)中心、酶原激活的本質(zhì)3. 3. 底物濃度、激動(dòng)劑、抑制劑對(duì)酶促反應(yīng)的底物濃度、激動(dòng)劑、抑制劑對(duì)酶促反應(yīng)的影響影響4. 4. 同工酶同工酶23概概 述述一酶的概念一酶的概念1 1酶酶的概念的概念酶是酶是生物催化劑生物催化劑 新陳代謝的物質(zhì)變化和能量變化，都是新陳代謝的物質(zhì)變化和能量變化，都是在酶催化下進(jìn)行的。在酶催化下進(jìn)行的。 4酶研究的發(fā)展歷程酶研究的發(fā)展歷程早在八千多年前就已利用酶曲霉、酵母釀酒早在八千多年前就已利用酶曲霉、酵

2、母釀酒1833 Payen1833 Payen等等 麥芽水的淀粉酶活性麥芽水的淀粉酶活性1857 Pasteur 1857 Pasteur 酒精發(fā)酵是酵母細(xì)胞活動(dòng)的結(jié)果酒精發(fā)酵是酵母細(xì)胞活動(dòng)的結(jié)果1877 Kuhne 1877 Kuhne 稱酶稱酶EnzymeEnzyme1897 Buchner1897 Buchner兄弟兄弟 酵母提取液也能使糖發(fā)酵（酵母提取液也能使糖發(fā)酵（1911 Nobel1911 Nobel獎(jiǎng)）獎(jiǎng)）1894 Fisher 1894 Fisher 酶與底物作用酶與底物作用“鎖鑰學(xué)說鎖鑰學(xué)說”1913 Michaelis & Mentom1913 Michaelis & M

3、entom的米氏方程的米氏方程1926 Summex 1926 Summex 提取刀豆胰酶結(jié)晶提取刀豆胰酶結(jié)晶- -蛋白質(zhì)本質(zhì)（蛋白質(zhì)本質(zhì)（1949 Nobel1949 Nobel獎(jiǎng)）獎(jiǎng)）1963 Hirs 1963 Hirs 測(cè)定測(cè)定RNase A RNase A 的的AAAA順序順序1965 Philips X1965 Philips X射線闡明蛋清溶菌酶的三維結(jié)構(gòu)射線闡明蛋清溶菌酶的三維結(jié)構(gòu)8080年代初年代初 Coch Altman Coch Altman 核酸核酸ribozyme ribozyme （1989 Nobel1989 Nobel獎(jiǎng)）獎(jiǎng)）目前目前DNADNA重組及重組及PC

4、RPCR技術(shù)的廣泛應(yīng)用，酶結(jié)構(gòu)與功能的研究迅速發(fā)展。技術(shù)的廣泛應(yīng)用，酶結(jié)構(gòu)與功能的研究迅速發(fā)展。 5二、酶作為生物催化劑的特點(diǎn)二、酶作為生物催化劑的特點(diǎn)1 1條件溫和，但易失活條件溫和，但易失活 酶反應(yīng)；常溫、常壓、近中性。能使生物大分子酶反應(yīng)；常溫、常壓、近中性。能使生物大分子（蛋白質(zhì)）變性的因素都能變性（蛋白質(zhì)）變性的因素都能變性酶失活。酶失活。 植物固氮酶植物固氮酶 27 27 中性中性 1 1億噸氮億噸氮/ /年年 工業(yè)上合成氨工業(yè)上合成氨 500 500 幾百個(gè)大氣壓幾百個(gè)大氣壓2 2 酶具很高的催化效率酶具很高的催化效率 酶催化反應(yīng)的反應(yīng)速度比非催化反應(yīng)高酶催化反應(yīng)的反應(yīng)速度比非催

5、化反應(yīng)高 10108 810102020倍，比非生物催化劑高倍，比非生物催化劑高10106 610101313倍倍 酶催化水解速率常數(shù)酶催化水解速率常數(shù)3 310104 4/s/s，非酶催化水解速率，非酶催化水解速率常數(shù)常數(shù)3 310104 4/s /s 6第一節(jié)第一節(jié) 酶的分子結(jié)構(gòu)與功能酶的分子結(jié)構(gòu)與功能一、酶的分子組成一、酶的分子組成1.1.按組成分類按組成分類 單純酶單純酶 酶酶 酶蛋白（脫輔酶）酶蛋白（脫輔酶） 結(jié)合酶結(jié)合酶 輔因子（包括非輔因子（包括非PrPr小分子或金屬離子）小分子或金屬離子）72.2.全酶各部分的作用：全酶各部分的作用：1)1)酶蛋白：酶蛋白：決定酶催化專一性，反

6、應(yīng)性質(zhì)決定酶催化專一性，反應(yīng)性質(zhì)2)2)輔助因子：輔助因子：金屬離子金屬離子8有機(jī)輔因子有機(jī)輔因子（含（含B B族維生素）族維生素）作用：在反應(yīng)中起作用：在反應(yīng)中起運(yùn)載體運(yùn)載體的作用，傳遞電的作用，傳遞電子、質(zhì)子或其它基團(tuán)。子、質(zhì)子或其它基團(tuán)。 * *輔酶：輔酶：與酶蛋白疏松結(jié)合，易透析與酶蛋白疏松結(jié)合，易透析 * *輔基：輔基：與酶蛋白緊密結(jié)合，不易透析與酶蛋白緊密結(jié)合，不易透析 9二、酶活性中心二、酶活性中心酶分子中直接與底物結(jié)合，并和酶催化作用直接有酶分子中直接與底物結(jié)合，并和酶催化作用直接有關(guān)的區(qū)域叫酶的關(guān)的區(qū)域叫酶的活性中心活性中心（active centeractive cente

7、r）或或活性活性部位部位（active siteactive site），），參與構(gòu)成酶的活性中心和維參與構(gòu)成酶的活性中心和維持酶的特定構(gòu)象所必需的基團(tuán)為酶分子的持酶的特定構(gòu)象所必需的基團(tuán)為酶分子的必需基團(tuán)必需基團(tuán)。 結(jié)合基團(tuán)結(jié)合基團(tuán)：能與底物結(jié)合的必需基團(tuán)：能與底物結(jié)合的必需基團(tuán)必需基團(tuán)必需基團(tuán) 催化基團(tuán)催化基團(tuán)：促進(jìn)底物發(fā)生變化的必需基團(tuán)：促進(jìn)底物發(fā)生變化的必需基團(tuán) 有的酶的必需基團(tuán)兼有兩者的功能有的酶的必需基團(tuán)兼有兩者的功能溶菌酶的溶菌酶的活性中心活性中心12三、酶原和酶原激活三、酶原和酶原激活（一）（一） 酶原酶原（二）酶原激活（二）酶原激活 * *切除部分肽段切除部分肽段 酶原酶原

8、酶酶 （無活性）（無活性） （活性）（活性） * *本質(zhì)本質(zhì) 酶的活性中心的形成或暴露轉(zhuǎn)變酶的活性中心的形成或暴露轉(zhuǎn)變131.單體酶單體酶：一般由一條肽鏈組成：一般由一條肽鏈組成分子量（分子量（1335）1032.寡聚酶寡聚酶：由兩個(gè)、兩個(gè)以上亞基組成，多含偶數(shù)：由兩個(gè)、兩個(gè)以上亞基組成，多含偶數(shù)亞基，多數(shù)寡聚酶是調(diào)節(jié)酶，其聚合形式是活性型，亞基，多數(shù)寡聚酶是調(diào)節(jié)酶，其聚合形式是活性型，解聚形式是失活型解聚形式是失活型,分子量分子量35103。如己糖激酶含如己糖激酶含4個(gè)亞基。個(gè)亞基。3.多酶復(fù)合多酶復(fù)合：由幾種酶靠非共價(jià)鍵彼此嵌合而成：由幾種酶靠非共價(jià)鍵彼此嵌合而成如脂肪酸合成酶如脂肪酸合成

9、酶復(fù)合體（復(fù)合體（7個(gè)酶?；鶖y帶蛋白）個(gè)酶酰基攜帶蛋白）分子量分子量2200103四、酶按結(jié)構(gòu)的分類四、酶按結(jié)構(gòu)的分類14單體酶單體酶 寡聚酶寡聚酶 多酶復(fù)合體多酶復(fù)合體15第二節(jié)第二節(jié) 酶的催化機(jī)制酶的催化機(jī)制一、酶的催化作用與活化能一、酶的催化作用與活化能化學(xué)反應(yīng)：化學(xué)反應(yīng)：反應(yīng)體系能量一定：反應(yīng)體系能量一定： + +G G - -G G S S A A P P 吸收活化能吸收活化能 活化分子活化分子 釋放活化能釋放活化能 （過渡分子）（過渡分子） VAVA1617二、酶的中間復(fù)合物學(xué)說二、酶的中間復(fù)合物學(xué)說 酶（酶（E E）與底與底物（物（S S）結(jié)合生成不結(jié)合生成不穩(wěn) 定 的 中 間

10、物穩(wěn) 定 的 中 間 物（ESES），），再分解成再分解成產(chǎn)物（產(chǎn)物（P P）并釋放出并釋放出酶，使反應(yīng)沿一個(gè)酶，使反應(yīng)沿一個(gè)低活化能的途徑進(jìn)低活化能的途徑進(jìn)行，降低反應(yīng)所需行，降低反應(yīng)所需活化能，所以能加活化能，所以能加快反應(yīng)速度?？旆磻?yīng)速度。18（a a）鎖鑰學(xué)說：）鎖鑰學(xué)說： 認(rèn)為整個(gè)酶分子的天然構(gòu)象是具有剛性結(jié)構(gòu)的，認(rèn)為整個(gè)酶分子的天然構(gòu)象是具有剛性結(jié)構(gòu)的，酶表面具有特定的形狀。酶與底物的結(jié)合如同酶表面具有特定的形狀。酶與底物的結(jié)合如同一把鑰匙對(duì)一把鎖一樣一把鑰匙對(duì)一把鎖一樣19（b b）誘導(dǎo)契合學(xué)說）誘導(dǎo)契合學(xué)說 該學(xué)說認(rèn)為酶表面并沒有一種與底物互補(bǔ)的固定該學(xué)說認(rèn)為酶表面并沒有一種與

11、底物互補(bǔ)的固定形狀，而只是由于底物的誘導(dǎo)才形成了互補(bǔ)形狀形狀，而只是由于底物的誘導(dǎo)才形成了互補(bǔ)形狀. .20三、酶具高度專一性三、酶具高度專一性 酶作用的反應(yīng)物酶作用的反應(yīng)物底物底物 酶對(duì)催化的底物和反應(yīng)物有嚴(yán)格的選擇酶對(duì)催化的底物和反應(yīng)物有嚴(yán)格的選擇; ; 一種酶僅作用于一種或一類化合物，或一定的化一種酶僅作用于一種或一類化合物，或一定的化學(xué)鍵，催化一定的化學(xué)反應(yīng)并生成一定的產(chǎn)物。酶學(xué)鍵，催化一定的化學(xué)反應(yīng)并生成一定的產(chǎn)物。酶的這種特性稱為酶的特異性或?qū)Ｒ恍缘倪@種特性稱為酶的特異性或?qū)Ｒ恍浴?1酶的特異性分為三類：酶的特異性分為三類：絕對(duì)特異性絕對(duì)特異性(absolute specifici

12、ty)：只能作用于只能作用于特定結(jié)構(gòu)的底物，進(jìn)行一種專一的反應(yīng)，生成一特定結(jié)構(gòu)的底物，進(jìn)行一種專一的反應(yīng)，生成一種特定結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物種特定結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物 。 22相對(duì)特異性相對(duì)特異性(relative specificity)(relative specificity)：作用于一類作用于一類化合物或一種化學(xué)鍵?；衔锘蛞环N化學(xué)鍵。 1 1） 鍵專一性鍵專一性 有的酶只作用于一定的鍵，而有的酶只作用于一定的鍵，而對(duì)鍵兩端的基團(tuán)并無嚴(yán)格要求。對(duì)鍵兩端的基團(tuán)并無嚴(yán)格要求。 2 2）基團(tuán)專一性基團(tuán)專一性 另一些酶，除要求作用于一定另一些酶，除要求作用于一定的鍵以外，對(duì)鍵兩端的基團(tuán)還有一定要求，往的鍵以外，對(duì)鍵

13、兩端的基團(tuán)還有一定要求，往往是對(duì)其中一個(gè)基團(tuán)要求嚴(yán)格，對(duì)另一個(gè)基團(tuán)往是對(duì)其中一個(gè)基團(tuán)要求嚴(yán)格，對(duì)另一個(gè)基團(tuán)則要求不嚴(yán)格則要求不嚴(yán)格。23立體結(jié)構(gòu)特異性立體結(jié)構(gòu)特異性( (stereostereo specificityspecificity) )：作用于作用于立體異構(gòu)體中的一種。立體異構(gòu)體中的一種。24 酶活性受到調(diào)節(jié)和控制酶活性受到調(diào)節(jié)和控制 生物體中一切活性是有序的，酶活性可通過兩種方生物體中一切活性是有序的，酶活性可通過兩種方 式調(diào)節(jié)：式調(diào)節(jié)：（1 1）調(diào)節(jié)酶的濃度（酶量）調(diào)節(jié)酶的濃度（酶量）：一種是誘導(dǎo)或抑制酶：一種是誘導(dǎo)或抑制酶合成，一種是調(diào)節(jié)酶的降解速度。合成，一種是調(diào)節(jié)酶的降解速

14、度。（2 2）調(diào)節(jié)酶活力：）調(diào)節(jié)酶活力：通過激素（調(diào)節(jié)物）調(diào)節(jié)酶活力通過激素（調(diào)節(jié)物）調(diào)節(jié)酶活力或反饋抑制調(diào)節(jié)酶活力，激活劑及抑制劑的調(diào)節(jié)?；蚍答佉种普{(diào)節(jié)酶活力，激活劑及抑制劑的調(diào)節(jié)。25三、酶促反應(yīng)的機(jī)制三、酶促反應(yīng)的機(jī)制1.1. 鄰近效應(yīng)鄰近效應(yīng)(proximity effect)(proximity effect)與定向排列與定向排列(orientation arrange )(orientation arrange )：鄰近效應(yīng)：鄰近效應(yīng)：酶將各底物結(jié)合到其活性中心，使它酶將各底物結(jié)合到其活性中心，使它 們的反應(yīng)基團(tuán)相互靠近，降低進(jìn)入過渡態(tài)所需們的反應(yīng)基團(tuán)相互靠近，降低進(jìn)入過渡態(tài)所需的

15、活化能；局部的活化能；局部底物濃度增加。底物濃度增加。定向排列：定向排列：酶使各底物反應(yīng)基團(tuán)形成正確的幾何酶使各底物反應(yīng)基團(tuán)形成正確的幾何定向關(guān)系，產(chǎn)生有效碰撞。定向關(guān)系，產(chǎn)生有效碰撞。26272. 2. 表面效應(yīng)表面效應(yīng)(surface effect)(surface effect)： 酶活性中心的酶活性中心的疏水環(huán)境疏水環(huán)境排除了水分子排除了水分子對(duì)酶和底物功能基團(tuán)的干擾、吸引或排對(duì)酶和底物功能基團(tuán)的干擾、吸引或排斥，防止酶和底物之間形成水化膜，有斥，防止酶和底物之間形成水化膜，有利于酶和底物的密切接觸。利于酶和底物的密切接觸。283. 3. 多元催化多元催化( (multielement

16、multielement catalysis) catalysis) 多個(gè)基元催化形式的協(xié)同作用。一般包括酸多個(gè)基元催化形式的協(xié)同作用。一般包括酸- -堿堿催化，共價(jià)催化（親核催化催化，共價(jià)催化（親核催化, , 親電子催化）等。親電子催化）等。酶分子中廣義的酸堿基團(tuán)：氨基、羧基、巰基、酶分子中廣義的酸堿基團(tuán)：氨基、羧基、巰基、酚羥基、咪唑基。酚羥基、咪唑基。同種基團(tuán)在不同的微環(huán)境下解離度亦不同。這種同種基團(tuán)在不同的微環(huán)境下解離度亦不同。這種多功能基團(tuán)兼有酸、堿雙重催化效能。多功能基團(tuán)兼有酸、堿雙重催化效能。29 研究各種因素對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響及其研究各種因素對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響及其反應(yīng)的規(guī)律

17、反應(yīng)的規(guī)律; ; 影響酶促反應(yīng)的因素：影響酶促反應(yīng)的因素：酶濃度、底物濃度、酶濃度、底物濃度、溫度、溫度、pHpH、激活劑和抑制劑等、激活劑和抑制劑等 第三節(jié)第三節(jié) 酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)30一、酶濃度對(duì)反應(yīng)速度的影響一、酶濃度對(duì)反應(yīng)速度的影響 SS飽和時(shí)：飽和時(shí)：VEVE31早在早在2020世紀(jì)初世紀(jì)初HenriHenri就已發(fā)現(xiàn)底物濃度對(duì)酶促反應(yīng)具有特殊的就已發(fā)現(xiàn)底物濃度對(duì)酶促反應(yīng)具有特殊的飽和現(xiàn)象飽和現(xiàn)象：在單底物反應(yīng)中，當(dāng)其它條件不變，酶的濃度也固：在單底物反應(yīng)中，當(dāng)其它條件不變，酶的濃度也固定不變時(shí)，化學(xué)反應(yīng)速率與底物濃度之間有如下的規(guī)律，作圖定不變時(shí)，化學(xué)反應(yīng)速率與底物濃度之

18、間有如下的規(guī)律，作圖可得雙曲線可得雙曲線02468101214161820020406080100Concentration of Substrate(umol/L)Rate of Reaction(v)二底物濃度對(duì)酶促反應(yīng)速率的影響二底物濃度對(duì)酶促反應(yīng)速率的影響當(dāng)?shù)偷孜餄舛葧r(shí)當(dāng)?shù)偷孜餄舛葧r(shí), , 反應(yīng)速度與底物濃度反應(yīng)速度與底物濃度成正比，表現(xiàn)為成正比，表現(xiàn)為一級(jí)反應(yīng)一級(jí)反應(yīng)特征。特征。隨著底物濃度的增高隨著底物濃度的增高, , 反應(yīng)速度不再成反應(yīng)速度不再成正比例加速，表現(xiàn)為正比例加速，表現(xiàn)為混合級(jí)反應(yīng)混合級(jí)反應(yīng)。當(dāng)?shù)孜餄舛冗_(dá)到一定值，幾乎所有的酶都與當(dāng)?shù)孜餄舛冗_(dá)到一定值，幾乎所有的酶都與底

19、物結(jié)合后，反應(yīng)速度達(dá)到最大值（底物結(jié)合后，反應(yīng)速度達(dá)到最大值（V Vmaxmax），），此時(shí)再增加底物濃度，反應(yīng)速度不再增加，此時(shí)再增加底物濃度，反應(yīng)速度不再增加，表現(xiàn)為表現(xiàn)為零級(jí)反應(yīng)零級(jí)反應(yīng)。35酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程米米- -曼氏方程式曼氏方程式 19131913年，年，MichaelisMichaelis和和MentenMenten根據(jù)酶反應(yīng)的中間復(fù)合物學(xué)根據(jù)酶反應(yīng)的中間復(fù)合物學(xué)說，說， 假定假定S+ESES+ESE迅速建立平衡，迅速建立平衡，S S遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于E E,ES,ES分解的逆反應(yīng)忽略不計(jì)，以分解的逆反應(yīng)忽略不計(jì)，以“快速平衡法快速平衡法”推導(dǎo)出一個(gè)米推導(dǎo)出一

20、個(gè)米氏方程氏方程。 36nK Km m 即為米氏常數(shù)，即為米氏常數(shù)，nV Vmaxmax為最大反應(yīng)速度為最大反應(yīng)速度371.米米氏常數(shù)的意義氏常數(shù)的意義1)當(dāng)反應(yīng)速度等于最大速度一半時(shí)當(dāng)反應(yīng)速度等于最大速度一半時(shí),即即V=1/2Vmax,Km=SKm物理意義物理意義: :米氏常數(shù)是反應(yīng)速度為最大值的一半米氏常數(shù)是反應(yīng)速度為最大值的一半時(shí)的底物濃度時(shí)的底物濃度, ,因此因此, ,米氏常數(shù)的單位為米氏常數(shù)的單位為mol/Lmol/L; ;382)Km值表示酶與底物之間的親和程度值表示酶與底物之間的親和程度 K Km m值大表示親和力小，酶的催化活性低值大表示親和力小，酶的催化活性低; ; Km K

21、m值小表示親和力大值小表示親和力大, ,酶的催化活性高。酶的催化活性高。 K Km m值最小者稱為該酶最適底物即值最小者稱為該酶最適底物即天然底物天然底物; ;E+Sk1k2k3ESE+PK2+K3KmK1當(dāng)當(dāng)K2K3時(shí)，時(shí)，ES解離為解離為E+S的速度大大超過的速度大大超過生成生成E+P的速度，忽略的速度，忽略K3，Km=K2/K1=Ks（KsES解離常數(shù)）解離常數(shù)）393)是酶在一定條件下的是酶在一定條件下的特征物理常數(shù)特征物理常數(shù)，通過測(cè)定，通過測(cè)定Km的數(shù)值，可鑒別酶的數(shù)值，可鑒別酶;4)在已知在已知Km的情況下，應(yīng)用米氏方程可計(jì)算任意的情況下，應(yīng)用米氏方程可計(jì)算任意s時(shí)的時(shí)的v，或任

22、何或任何v下的下的s。（。（用用Km的倍數(shù)表示的倍數(shù)表示)例：例：S=3Kmv=0.75Vmax402.Km和和Vmax的求法的求法 Lineweaver-Burk 雙倒數(shù)法作圖雙倒數(shù)法作圖 41雙倒數(shù)法作圖雙倒數(shù)法作圖 42三、溫度對(duì)反應(yīng)速度的影響三、溫度對(duì)反應(yīng)速度的影響溫度升高溫度升高,酶促反應(yīng)酶促反應(yīng)速度加快速度加快,Q10=2。溫度升高溫度升高,酶的高級(jí)酶的高級(jí)結(jié)構(gòu)將發(fā)生變化或變結(jié)構(gòu)將發(fā)生變化或變性，導(dǎo)致酶活性降低性，導(dǎo)致酶活性降低甚至喪失。甚至喪失。因此大多數(shù)酶都有一因此大多數(shù)酶都有一個(gè)個(gè)最適溫度最適溫度。在最在最適溫度條件下適溫度條件下,反應(yīng)反應(yīng)速度最大。速度最大。43四、四、pH

23、對(duì)反應(yīng)速度的影響對(duì)反應(yīng)速度的影響pH的變化影響的變化影響酶活性中心的解酶活性中心的解離情況。離情況。過酸過堿可使酶過酸過堿可使酶失活。失活。在一定的在一定的pH下下,酶具有最大的催酶具有最大的催化活性化活性,通常稱通常稱此此 p H 為為 最 適最 適pH44五、激活（動(dòng)）劑五、激活（動(dòng)）劑 (activator )(activator )凡是能提高酶活性的物質(zhì)，稱為酶的激活劑凡是能提高酶活性的物質(zhì)，稱為酶的激活劑類別類別 金屬離子：金屬離子：K K+ +、NaNa+ +、MgMg2+2+、CuCu2+2+、MnMn2+2+、ZnZn2+2+、SeSe3+3+、CoCo2+2+、 FeFe2+

24、2+ 陰離子：陰離子： ClCl- -、BrBr- - 有機(jī)分子有機(jī)分子 還原劑：抗壞血酸、半胱氨酸、谷胱甘肽還原劑：抗壞血酸、半胱氨酸、谷胱甘肽 金屬螯合劑：金屬螯合劑：EDTAEDTA45六、抑制劑六、抑制劑 (inhibitor)(inhibitor)某些物質(zhì)能夠降低酶的活性，使酶促反應(yīng)某些物質(zhì)能夠降低酶的活性，使酶促反應(yīng)速度減慢甚至喪失，這些物質(zhì)稱為抑制劑速度減慢甚至喪失，這些物質(zhì)稱為抑制劑, ,，抑制劑一般只能使一種酶或一類酶產(chǎn)生抑抑制劑一般只能使一種酶或一類酶產(chǎn)生抑制作用，抑制劑對(duì)酶是有選擇性的。制作用，抑制劑對(duì)酶是有選擇性的。 不可逆抑制作用不可逆抑制作用抑制作用的類型抑制作用的

25、類型 可逆抑制作用可逆抑制作用461.不可逆性抑制作用不可逆性抑制作用(irreversibleinhibition)分類分類 ：專一性不可逆性抑制作用專一性不可逆性抑制作用 （酶活性中心或必需基團(tuán)）（酶活性中心或必需基團(tuán)） 非專一性不可逆性抑制作用非專一性不可逆性抑制作用 （酶活性中心內(nèi)、外的（酶活性中心內(nèi)、外的幾種幾種基團(tuán)）基團(tuán)）47專一性不可逆抑制劑專一性不可逆抑制劑 這類抑制劑選擇性很強(qiáng)，它只能專一性地與這類抑制劑選擇性很強(qiáng)，它只能專一性地與酶活性中心的某些基團(tuán)不可逆結(jié)合，引起酶的活酶活性中心的某些基團(tuán)不可逆結(jié)合，引起酶的活性喪失。性喪失。 實(shí)例：實(shí)例：有機(jī)磷殺蟲劑有機(jī)磷殺蟲劑48非專

26、一性不可逆抑制劑非專一性不可逆抑制劑 抑制劑作用于酶分子中的一類或幾類基團(tuán)，這抑制劑作用于酶分子中的一類或幾類基團(tuán)，這些基團(tuán)中包含了必需基團(tuán)，因而引起酶失活。些基團(tuán)中包含了必需基團(tuán)，因而引起酶失活。*解毒劑：還原性解毒劑：還原性492.可逆性抑制作用可逆性抑制作用(reversibleinhibition)分類分類:（1）競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用）競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用（2）非競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用）非競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用（3）反競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用）反競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用50（1）競(jìng)爭(zhēng)性抑制）競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用作用 特點(diǎn)：特點(diǎn)：I和和S具有結(jié)構(gòu)相似性，爭(zhēng)奪酶的活性中心。具有結(jié)構(gòu)相似性，爭(zhēng)奪酶的活性中心。抑制作用的強(qiáng)度取決于抑制作用的強(qiáng)度取

27、決于I與與E的相對(duì)親和力及的相對(duì)親和力及S和和I比。與比。與I成正比；與成正比；與S成反比。成反比。S極大時(shí)抑制作用解除。極大時(shí)抑制作用解除。I抑制程度：抑制程度：二者的比例二者的比例S動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)：動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)：雙倒數(shù)作圖：雙倒數(shù)作圖：Vmax不變不變表觀表觀Km增大增大抑制劑抑制劑 無抑制劑無抑制劑 1/V 1/S 0舉例：舉例：丙二酸與琥珀酸競(jìng)爭(zhēng)琥珀酸脫氫酶丙二酸與琥珀酸競(jìng)爭(zhēng)琥珀酸脫氫酶COOHCH2CH2COOHCOOHCOOHCH2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延胡索酸延胡索酸琥珀酸琥珀酸54 磺胺類藥物的抑菌機(jī)制：磺胺類藥物的抑菌機(jī)制：與與對(duì)氨基苯甲酸

28、對(duì)氨基苯甲酸競(jìng)爭(zhēng)二氫葉酸合成酶競(jìng)爭(zhēng)二氫葉酸合成酶二氫蝶呤啶二氫蝶呤啶 對(duì)氨基苯甲酸對(duì)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COOHH2NSO2NHRH2N磺磺 胺胺 類類 藥藥 物物55（2）非競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用）非競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用特點(diǎn)：特點(diǎn)：抑制劑與酶活性中心外必需基團(tuán)結(jié)合，抑制劑與酶活性中心外必需基團(tuán)結(jié)合，I既可結(jié)既可結(jié)合合E，也可結(jié)合，也可結(jié)合ES，并且，并且I不影響不影響S與與E的結(jié)合的結(jié)合（即底物與抑制劑之間無競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系）（即底物與抑制劑之間無競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系）ESI不能轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物不能轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物抑制程度與抑制程度與II成正比成正比，與，與SS無關(guān)無關(guān)動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)：動(dòng)力學(xué)特

29、點(diǎn)：抑制劑抑制劑 無抑制劑無抑制劑 1/V 1/S 0雙倒數(shù)作圖：雙倒數(shù)作圖：Vmax減小減小表觀表觀Km不變不變58（3）反竟?fàn)幮砸种品淳範(fàn)幮砸种埔种瞥潭扰c抑制程度與II和和 SS成正比成正比特點(diǎn)：特點(diǎn)：I只能結(jié)合只能結(jié)合ES，不結(jié)合不結(jié)合E，生成的，生成的ESI不能生成不能生成產(chǎn)物產(chǎn)物抑制程度與抑制程度與II和和 SS都成正比都成正比動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)：動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)：抑制劑抑制劑 無抑制劑無抑制劑 1/V 1/S 0雙倒數(shù)作圖：雙倒數(shù)作圖：Vmax減小減小表觀表觀Km減小減小61第四節(jié)第四節(jié) 酶的命名、分類和活性測(cè)定酶的命名、分類和活性測(cè)定一、酶的命名一、酶的命名( (一一) )習(xí)慣命名法習(xí)慣命名法

30、: : 1. 1.根據(jù)其催化底物來命名；根據(jù)其催化底物來命名； 淀粉酶、蛋白酶淀粉酶、蛋白酶 2. 2.根據(jù)所催化反應(yīng)的性質(zhì)來命名；根據(jù)所催化反應(yīng)的性質(zhì)來命名； 水解酶、轉(zhuǎn)移酶、氧化酶水解酶、轉(zhuǎn)移酶、氧化酶 3. 3.結(jié)合上述兩個(gè)原則來命名，琥珀酸脫氫酶結(jié)合上述兩個(gè)原則來命名，琥珀酸脫氫酶 4. 4.有時(shí)在這些命名基礎(chǔ)上加上酶的來源或其它有時(shí)在這些命名基礎(chǔ)上加上酶的來源或其它 特點(diǎn)特點(diǎn), ,如胃蛋白酶、胰蛋白酶如胃蛋白酶、胰蛋白酶 廣泛使用、簡(jiǎn)便、但缺乏系統(tǒng)性、有一酶數(shù)名廣泛使用、簡(jiǎn)便、但缺乏系統(tǒng)性、有一酶數(shù)名或一名數(shù)酶情況。或一名數(shù)酶情況。 62( (二二) )國(guó)際系統(tǒng)命名法國(guó)際系統(tǒng)命名法1

31、961年國(guó)際年國(guó)際酶學(xué)委員會(huì)酶學(xué)委員會(huì)系統(tǒng)名稱包括底物名稱、反應(yīng)類型，最后加一個(gè)酶字系統(tǒng)名稱包括底物名稱、反應(yīng)類型，最后加一個(gè)酶字（若底物之一為水時(shí)，可略寫若底物之一為水時(shí)，可略寫）習(xí)慣名稱習(xí)慣名稱: :谷丙轉(zhuǎn)氨酶谷丙轉(zhuǎn)氨酶系統(tǒng)名稱系統(tǒng)名稱: :丙氨酸：丙氨酸： - -酮戊二酸氨基轉(zhuǎn)移酶酮戊二酸氨基轉(zhuǎn)移酶 酶催化的反應(yīng)酶催化的反應(yīng): : 谷氨酸谷氨酸 + + 丙酮酸丙酮酸 - -酮戊二酸酮戊二酸 + + 丙氨酸丙氨酸 63二、酶的分類二、酶的分類國(guó)際酶學(xué)委員會(huì)根據(jù)酶所催化的反應(yīng)分成國(guó)際酶學(xué)委員會(huì)根據(jù)酶所催化的反應(yīng)分成6類：類：1.氧化還原酶類（氧化還原酶類（oxidoreductases）2.

32、轉(zhuǎn)移酶類（轉(zhuǎn)移酶類（transferases）3.水解酶類（水解酶類（hydrolases）4.裂解酶類（或裂合酶類，裂解酶類（或裂合酶類，lyases）5.異構(gòu)酶類（異構(gòu)酶類（isomerases）6.合成酶類（或連接酶類，合成酶類（或連接酶類，ligases）64* * 每一種酶有一個(gè)編號(hào)每一種酶有一個(gè)編號(hào), ,如乙醇脫氫酶如乙醇脫氫酶 EC 1. 1. 1. 27 EC 1. 1. 1. 27 大類大類 亞類亞類 亞亞類亞亞類 序號(hào)序號(hào)亞類作用基團(tuán)或鍵的特點(diǎn)亞類作用基團(tuán)或鍵的特點(diǎn) 亞亞類底物特征亞亞類底物特征序號(hào)酶在亞亞類中的排號(hào)序號(hào)酶在亞亞類中的排號(hào)65三、酶的活性測(cè)定三、酶的活性測(cè)定

33、（一）酶活力（一）酶活力 酶活力酶活力（酶活性，酶活）測(cè)定就是酶的（酶活性，酶活）測(cè)定就是酶的定量測(cè)定，酶常是不純的，并有失活等情況，定量測(cè)定，酶常是不純的，并有失活等情況，不能直接用重量或體積來衡量，是通過不能直接用重量或體積來衡量，是通過催化催化某一反應(yīng)的能力某一反應(yīng)的能力來決定的。來決定的。 661酶活力酶活力酶活力：酶催化一定化學(xué)酶活力：酶催化一定化學(xué)反應(yīng)的能力。酶催化的反反應(yīng)的能力。酶催化的反應(yīng)速率快，酶活高。應(yīng)速率快，酶活高。因測(cè)定過程中還可能產(chǎn)生因測(cè)定過程中還可能產(chǎn)生酶失活，產(chǎn)物抑制等情況，酶失活，產(chǎn)物抑制等情況，所以所以酶活都是以反應(yīng)初速酶活都是以反應(yīng)初速率表示率表示。且底物過

34、量，使。且底物過量，使v與酶量成正比。與酶量成正比。V=kE 672活力單位表示酶量的指標(biāo)活力單位表示酶量的指標(biāo)酶活單位酶活單位U：在一定條件下，一定時(shí)間內(nèi)將一定量：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。（濃度的底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物所需的酶量。（濃度/時(shí)間）時(shí)間）酶活力測(cè)定可測(cè)定單位時(shí)間內(nèi)底物減少量或產(chǎn)物酶活力測(cè)定可測(cè)定單位時(shí)間內(nèi)底物減少量或產(chǎn)物生成量來計(jì)算，往往生成量來計(jì)算，往往S是過量的是過量的,所以所以S變化較變化較小，通常測(cè)定小，通常測(cè)定P來計(jì)算酶活來計(jì)算酶活。68國(guó)際單位國(guó)際單位IU：在最適條件下，每分鐘內(nèi)催化：在最適條件下，每分鐘內(nèi)催化1mol底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物所需的酶量底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物所需的酶量催量催量(kat)：1972年定為年定為1kat單位：每秒鐘能催化單位：每秒鐘能催化1mol底物轉(zhuǎn)底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物所需的酶量。化為產(chǎn)物所