生化課件-第六節(jié)重要酶類

第六節(jié)重要的酶類一、寡聚酶(oligomericenzyme)含有兩個(gè)以上的亞基結(jié)合而成的具有催化活性的酶就是寡聚酶。分子量為35000至幾百萬(wàn)以上，亞基數(shù)可多至60個(gè)。可分為含有相同亞基的寡聚酶和含有不同亞基的寡聚酶兩大類。寡聚酶在機(jī)體代謝活動(dòng)和調(diào)節(jié)中發(fā)揮著重要作用。

含有不同亞基的寡聚酶又可分為雙功能寡聚酶，如色氨酸合成酶；和含有底物載體亞基的寡聚酶，如大腸桿菌的乙酰輔酶A羧化酶。二、同工酶(isoenzyme)同工酶是指能催化相同的化學(xué)反應(yīng)，但分子結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)、免疫性質(zhì)都存在著明顯差異的一組酶。同工酶一般由兩個(gè)以上的亞基組成，分子結(jié)構(gòu)的不同之處在于非活性中心的組成不同，但與酶活性有關(guān)的結(jié)構(gòu)部分都是相同的。

現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)數(shù)百種同工酶。如6-磷酸葡萄糖脫氫酶、乳酸脫氫酶、酸性和堿性磷酸酶、谷丙轉(zhuǎn)氨酶和谷草轉(zhuǎn)氨酸、肌酸磷酸激酶、核糖核酸酶、過(guò)氧化酶和膽堿酯酶等。 其中乳酸脫氫酶最為大家所熟悉，乳酸脫氫酶(LDH)有五種同工酶，它們的分子量在130，000～150，000范圍內(nèi)，都由四個(gè)亞基組成。

LDH的亞基可以分為兩型：骨骼肌型(M型)和心肌型(H型)。M、H亞基的氨基酸組成有差別，可用電泳分離。其免疫抗體無(wú)交叉反應(yīng)。兩種亞基以不同比例組成五種四聚體即為一組LDH同工酶LDH1(H4)、LDH2(H3M)、LDH3(H2M2)、LDH4(HM3)和LDH5(M4)。電泳時(shí)都移向正極，其速度以LDH1為最快，依次遞減，以LDH5為最慢。若用12M尿素或5M鹽酸胍溶液處理，M亞基和H亞基可以分開(kāi)，但此時(shí)LDH無(wú)酶的活性。

LDH同工酶結(jié)構(gòu)模式圖

LDH同工酶的兩種不同肽鏈?zhǔn)鞘懿煌蚩刂飘a(chǎn)生的。 不同類型的LDH同工酶在不同組織中的比例不同，心肌中以LDH1及LDH2較為豐富，骨骼肌及肝中含LDH5及LDH4較多。這都與它們的生理功能有關(guān)。LDH1和LDH2對(duì)乳酸親和力高，易使乳酸脫氫氧化生成丙酮酸，后者進(jìn)一步氧化可釋放出能量供心肌活動(dòng)的需要；LDH5與LDH4對(duì)丙酮酸的親和力高，而使它得氫還原成乳酸，這對(duì)保證肌肉在短暫缺氧時(shí)仍可獲得能量有關(guān)。

人體某些組織中乳酸脫氫酶同工酶電泳示意圖

在臨床檢驗(yàn)方面，通過(guò)觀測(cè)病人血清中LDH同工酶的電泳圖譜，輔助診斷哪些器官組織發(fā)生病變，這遠(yuǎn)較單純測(cè)定血清LDH總活性的方法敏感。例如，心肌受損病人血清LDH1含量上升，肝細(xì)胞受損者血清LDH5含量增高。三、誘導(dǎo)酶(inducedenzyme)誘導(dǎo)酶是指當(dāng)細(xì)胞中加入特定誘導(dǎo)物質(zhì)而誘導(dǎo)產(chǎn)生的酶。誘導(dǎo)酶的含量在誘導(dǎo)物存在下顯著升高，誘導(dǎo)物往往是該酶底物的類似物或底物本身。許多藥物能加強(qiáng)體內(nèi)藥物代謝酶的合成，因而能加速其本身或其他藥物代謝的轉(zhuǎn)化。這是許多藥物具有耐藥性的原因。如大腸桿菌只利用葡萄糖，但培養(yǎng)基中只有乳糖時(shí)，開(kāi)始代謝很慢，一段時(shí)間后，能大量代謝乳糖，說(shuō)明體內(nèi)已經(jīng)產(chǎn)生屬于誘導(dǎo)酶的半乳糖苷酶。又如人類服用苯巴比妥作為催眠藥，會(huì)因藥物代謝酶誘導(dǎo)生成而使苯巴比妥逐漸失效。四、調(diào)節(jié)酶(regulatoryenzyme) 1.共價(jià)調(diào)節(jié)酶(covalentregulatoryenzyme)

也稱為共價(jià)修飾酶(covalentmodificationenzyme)。

這類酶在其他酶的作用下，其結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生共價(jià)修飾，從而使其在活性形式與非活性形式之間相互轉(zhuǎn)變。 基本特征： 一般都存在相對(duì)無(wú)活性和有活性兩種形式，兩種形式互變的正、逆向反應(yīng)由不同的酶催化。磷酸化酶磷酸化酶b。該酶本身無(wú)活性,當(dāng)磷酸化酶b活性中心的絲氨酸殘基被磷酸化后，即形成高活性磷酸化酶a。由磷酸化酶b轉(zhuǎn)化為活化形式a的反應(yīng),被磷酸化酶激酶所催化,而磷酸化酶a去活化（去磷酸化）則由磷酸化酶磷酸酶所催化。主要的化學(xué)修飾類型

至今已發(fā)現(xiàn)有100多種酶在其被翻譯后要進(jìn)行化學(xué)修飾，以調(diào)節(jié)酶活力。 主要的化學(xué)修飾類型有：

①磷酸化/去磷酸化； ②乙?；?去乙酰化； ③腺苷?；?去腺苷?；?； ④尿苷?；?去尿苷酰化； ⑤甲基化/去甲基化； ⑥S-S/-SH。又名別構(gòu)酶。目前已知的變構(gòu)酶均為寡聚酶，含兩個(gè)或兩個(gè)以上的亞基，一般分子量較大，而且具有復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)。酶分子除了具有活性中心（結(jié)合部位和催化部位）外，還存在一個(gè)特殊的調(diào)控部位，即變構(gòu)中心?；钚灾行呐c變構(gòu)中心可能存在于同一個(gè)亞基的不同部位上，也可能存在于不同的亞基上?；钚灾行呢?fù)責(zé)對(duì)底物的結(jié)合與催化，變構(gòu)中心可結(jié)合調(diào)節(jié)物(effector)，負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)酶促反應(yīng)的速度。2.變構(gòu)酶(allostericenzyme)變構(gòu)中心雖然不是酶活性中心的組成部分，但它可以與某些化合物（稱為調(diào)節(jié)物）發(fā)生非共價(jià)結(jié)合，引起酶分子構(gòu)象的改變，對(duì)酶起到激活或抑制的作用。調(diào)節(jié)物，也稱為效應(yīng)物或調(diào)節(jié)因子。一般是酶的底物或底物的類似物以及代謝終產(chǎn)物。調(diào)節(jié)物與變構(gòu)酶的變構(gòu)中心結(jié)合后，誘導(dǎo)出或穩(wěn)定住酶分子的某種構(gòu)象，使酶活性中心對(duì)底物的結(jié)合和催化作用受到影響，從而調(diào)節(jié)酶的反應(yīng)速度及代謝過(guò)程，此效應(yīng)稱為酶的變構(gòu)效應(yīng)(allostericeffect)。調(diào)節(jié)物的結(jié)合使酶活性升高的，稱為正效應(yīng)物或變構(gòu)激活劑(allostericactivitor)，反之稱為負(fù)效應(yīng)物或變構(gòu)抑制劑(allostericinhibitor)

。協(xié)同效應(yīng)(cooperativeeffect)一個(gè)調(diào)節(jié)物分子與變構(gòu)酶的變構(gòu)中心結(jié)合后對(duì)第二個(gè)調(diào)節(jié)物分子結(jié)合的影響稱為協(xié)同效應(yīng)。有些變構(gòu)酶與調(diào)節(jié)物結(jié)合后，本身的構(gòu)象發(fā)生改變，這種新的構(gòu)象很有利于后續(xù)的底物分子或調(diào)節(jié)物的結(jié)合，這些變構(gòu)酶稱為具有正協(xié)同效應(yīng)的變構(gòu)酶。如果新的構(gòu)象不有利于后續(xù)的底物分子或調(diào)節(jié)物的結(jié)合，這些變構(gòu)酶稱為具有負(fù)協(xié)同效應(yīng)的變構(gòu)酶。當(dāng)一個(gè)調(diào)節(jié)物分子和酶結(jié)合后，影響另一相同的調(diào)節(jié)物分子與酶的另一部位結(jié)合，稱為同種效應(yīng)。如果影響另一個(gè)不同的調(diào)節(jié)物分子與酶的另一部位結(jié)合，稱為異種效應(yīng)。五、固定化酶(immobilizedenzyme)1.概念

借助物理和化學(xué)的方法把酶束縛在一定的空間內(nèi)，并仍具有催化活性的酶。2.優(yōu)點(diǎn)穩(wěn)定性高。可反復(fù)使用，提高了效率，降低了成本。有一定的機(jī)械強(qiáng)度。極易和產(chǎn)品分離，簡(jiǎn)化了產(chǎn)品純化工藝。3.制備方法(1)吸附法 將酶吸附在水不溶性的載體上(2)共價(jià)結(jié)合法 將酶通過(guò)化學(xué)反應(yīng)以共價(jià)鍵結(jié)合于載體上(3)交聯(lián)法 用多功能試劑與酶蛋白分子交聯(lián)(4)包埋法 將酶物理包埋在高聚物內(nèi)