生化-第三章酶

第三章酶Enzyme主講教師關(guān)亞群本章要求掌握酶的化學(xué)本質(zhì)及酶促反應(yīng)的特點(diǎn)，酶的結(jié)構(gòu)與功能，酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的基本內(nèi)容。熟悉酶促反應(yīng)的機(jī)制，競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用和非競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用的動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)及酶原激活的意義。了解酶在生命活動(dòng)中的重要意義，酶的命名、分類，酶與醫(yī)學(xué)的關(guān)系。酶的發(fā)展史公元前兩千多年，我國(guó)已有釀酒記載。1877年，Kuhne首次提出Enzyme一詞。1926年，Sumner首次從刀豆中提純出脲酶結(jié)晶，確立酶是蛋白質(zhì)的觀念，并具有蛋白質(zhì)的一切性質(zhì)。1982年，Cech首次發(fā)現(xiàn)RNA也具有酶的催化活性，提出核酶(ribozyme)的概念。1995年，JackW.Szostak研究室首先報(bào)道了具有DNA連接酶活性DNA片段，稱為脫氧核酶(deoxyribozyme)。生物催化劑（Biocatalysts）生物催化劑：由活細(xì)胞產(chǎn)生的，具有催化功能的生物大分子。酶（enzyme）——是由活細(xì)胞合成的、對(duì)其特異性底物有高效催化作用的蛋白質(zhì)，是機(jī)體內(nèi)催化各種代謝反應(yīng)最主要的催化劑。

核酶（ribozyme）——具有高效、特異催化作用的核酸（RNA）。主要參與RNA的剪接。第一節(jié)

酶的分子結(jié)構(gòu)與功能單體酶：只有一條多肽鏈構(gòu)成的酶。主要見水解酶類。寡聚酶：由多個(gè)相同或不同亞基以非共價(jià)鍵連接的酶。如：乳酸脫氫酶由亞基H、M形成的四聚體。多酶體系：在細(xì)胞內(nèi)存在著許多由幾種不同功能的酶彼此聚合形成的多酶復(fù)合物。如：丙酮酸脫氫酶體系。多功能酶（串連酶）：一些多酶體系在進(jìn)化過程中由于基因的融合，形成由一條多肽鏈組成卻具有多種不同催化功能的酶。如：脂肪酸合成酶系。一、酶的分子組成中常含有輔助因子

酶按分子組成分為：?jiǎn)渭兠福╯impleenzyme）：僅由氨基酸殘基構(gòu)成的酶。如：淀粉酶、脲酶、脂酶、一些消化蛋白酶、核糖核酸酶等。

結(jié)合酶（conjugatedenzyme）：由蛋白質(zhì)和非蛋白質(zhì)組成。蛋白質(zhì)部分：酶蛋白(apoenzyme)

輔助因子(輔酶或輔基)

金屬離子小分子有機(jī)化合物全酶(holoenzyme)結(jié)合酶的分子組成各部分在催化反應(yīng)中的作用酶蛋白決定反應(yīng)的特異性，輔助因子決定反應(yīng)的種類與性質(zhì)。金屬離子含金屬離子的酶分為：金屬酶：金屬離子與酶結(jié)合緊密,提取的過程中不易丟失,這類酶稱為金屬酶。如羧基肽酶、黃嘌呤氧化酶等。

金屬激活酶：金屬離子雖為酶的活性所必需，卻不與酶直接結(jié)合，而是通過底物相連接。這類酶稱為金屬激活酶。如己糖激酶等。金屬離子在全酶中的作用

①傳遞電子：作為酶活性中心的催化基團(tuán)參與催化反應(yīng)、傳遞電子。②架橋梁：作為連接酶與底物的橋梁，便于酶對(duì)底物起作用。③穩(wěn)構(gòu)象：穩(wěn)定酶的構(gòu)象所必需。④降斥力：中和陰離子，降低反應(yīng)中的靜電斥力。小分子有機(jī)化合物作用：參與催化過程，起傳遞電子、質(zhì)子或一些基團(tuán)的作用。小分子有機(jī)化合物作為輔助因子的種類不多，都屬于維生素或維生素衍生物。小分子有機(jī)化合物的作用輔助因子的分類輔酶：與酶蛋白結(jié)合疏松，可以用透析或超濾的方法除去。在兩個(gè)酶促反應(yīng)中充當(dāng)質(zhì)子或基團(tuán)供體和受體的作用。如NAD、NADP。

輔基：與酶蛋白結(jié)合緊密，不能通過透析或超濾將其除去。在反應(yīng)中輔基不能離開酶蛋白。如金屬離子，F(xiàn)AD、FMN、生物素等。二、酶的活性中心是酶分子中執(zhí)行其催化功能的部位酶的必需基團(tuán)：(essentialgroup)

酶分子中氨基酸殘基側(cè)鏈的化學(xué)基團(tuán)中，一些與酶活性密切相關(guān)（酶發(fā)揮活性所必需）的化學(xué)基團(tuán)。二、酶的活性中心是酶分子中執(zhí)行其催化功能的部位酶的活性中心(activecenter)：

或稱活性部位(activesite)，指必需基團(tuán)在空間結(jié)構(gòu)上彼此靠近，組成具有特定空間結(jié)構(gòu)的區(qū)域，能與底物特異結(jié)合并將底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物。結(jié)合基團(tuán)：與底物結(jié)合，使底物與酶形成復(fù)合物；催化基團(tuán)：影響底物中某些化學(xué)鍵的穩(wěn)定性，催化底物轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物。

活性中心外的必需基團(tuán)：不參與活性中心的組成，但為維持活性中心應(yīng)有的空間構(gòu)象所必需。

二、酶的活性中心是酶分子中執(zhí)行其催化功能的部位結(jié)合基團(tuán)(bindinggroup)溶菌酶的活性中心*谷氨酸35和天冬氨酸52是催化基團(tuán)；*色氨酸62和63、天冬氨酸101和色氨酸108是結(jié)合基團(tuán)；*A~F為底物多糖鏈的糖基，位于酶的活性中心形成的裂隙中?；钚灾行牡奶攸c(diǎn)活性中心僅占酶的整個(gè)體積的相當(dāng)小的一部分?；钚灾行氖莻€(gè)三維的立體結(jié)構(gòu)。結(jié)合的專一性決定于活性中心中精確規(guī)定的原子排列。大多數(shù)底物都以相當(dāng)弱的力結(jié)合在活性中心。活性中心往往是裂隙、裂縫或“口袋狀”等，且可深入酶分子內(nèi)部。并多為AA殘基的疏水基團(tuán)組成的疏水環(huán)境。三、同工酶是催化相同的化學(xué)反應(yīng)

但一級(jí)結(jié)構(gòu)不同的一組酶定義：同工酶(isoenzyme)是指催化相同的化學(xué)反應(yīng)，而酶蛋白的分子結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)及免疫學(xué)性質(zhì)不同的一組酶。是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mRNA所翻譯的不同多肽鏈組成的蛋白質(zhì)。三、同工酶是催化相同的化學(xué)反應(yīng)

但一級(jí)結(jié)構(gòu)不同的一組酶HHHHHHHMHHMMHMMMMMMMLDH1

(H4)LDH2(H3M)

LDH3(H2M2)LDH4(HM3)LDH5

(M4)乳酸脫氫酶的同工酶*舉例：乳酸脫氫酶(LDH1～

LDH5)生理及臨床意義在代謝調(diào)節(jié)上起著重要的作用；用于解釋發(fā)育過程中階段特有的代謝特征；同工酶譜的改變有助于對(duì)疾病的診斷；同工酶可以作為遺傳標(biāo)志，用于遺傳分析研究。心肌梗死和肝病病人血清LDH同工酶譜的變化1酶活性心肌梗死酶譜正常酶譜肝病酶譜2345第二節(jié)酶的工作原理酶和一般催化劑的共性只能催化熱力學(xué)允許的化學(xué)反應(yīng)；只能加速可逆反應(yīng)的進(jìn)程，而不改變反應(yīng)的平衡點(diǎn);在反應(yīng)前后沒有質(zhì)和量的變化；只需要微量；都能降低活化能。一、酶反應(yīng)特點(diǎn)（一）酶反應(yīng)具有極高的效率

酶的催化效率比無(wú)催化劑的自發(fā)反應(yīng)速度提高108～1020倍，比無(wú)機(jī)催化劑的催化效率高107～1013倍。例1：過氧化氫酶催化H2O2分解的速度是Fe2+催化其分解速度的8.3×109倍。例2：碳酸酐酶催化CO2溶解于血中比一般催化劑至少快1000萬(wàn)倍，大約一個(gè)碳酸酐酶分子每秒鐘能使10萬(wàn)個(gè)CO2分子與水結(jié)合。（二）酶促反應(yīng)具有高度特異性酶的特異性(specificity)

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。酶的這種特性稱為酶的特異性或?qū)Ｒ恍浴?/p>

根據(jù)酶對(duì)其底物結(jié)構(gòu)選擇的嚴(yán)格程度不同，特異性分為絕對(duì)特異性、相對(duì)特異性和立體異構(gòu)特異性。1.絕對(duì)特異性酶只能作用于特定結(jié)構(gòu)的底物，進(jìn)行一種專一的反應(yīng)，生成一種特定結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物。這種特異性稱為絕對(duì)特異性(absolutespecificity)。

例：琥珀酸脫氫酶僅催化琥珀酸脫氫生成延胡索酸。2.相對(duì)特異性酶作用于一類化合物或一種化學(xué)鍵，這種特異性稱相對(duì)特異性(relativespecificity)。這種選擇性不太嚴(yán)格（專一性相對(duì)較差）。例：胰蛋白酶可水解多種蛋白質(zhì)。磷酸酯酶等。3.立體異構(gòu)特異性酶僅作用于立體異構(gòu)體中的一種，酶對(duì)立體異構(gòu)物的這種選擇稱為立體異構(gòu)特異性(stereospecificity)。

例：人體（包括大部分食肉動(dòng)物）的淀粉酶只能水解α-1，4糖苷鍵；而不能水解β-1，4糖苷鍵。3.立體異構(gòu)特異性根據(jù)旋光異構(gòu)和幾何異構(gòu)可分為：旋光異構(gòu)特異性：如精氨酸酶只水解L-精氨酸，不能催化D-精氨酸水解。幾何異構(gòu)特異性：如延胡索酸酶僅催化反丁烯二酸（延胡索酸）生成蘋果酸，而對(duì)順丁烯二酸（馬來(lái)酸）無(wú)作用。（三）酶促反應(yīng)的可調(diào)節(jié)性

酶促反應(yīng)受多種因素的調(diào)控，以適應(yīng)機(jī)體對(duì)不斷變化的內(nèi)外環(huán)境和生命活動(dòng)的需要。二、酶通過促進(jìn)底物形成過渡態(tài)

而提高反應(yīng)速率在酶催化的反應(yīng)中，第一步是酶與底物形成酶－底物中間復(fù)合物。當(dāng)?shù)孜锓肿釉诿缸饔孟掳l(fā)生化學(xué)變化后，中間復(fù)合物再分解成產(chǎn)物和酶。

E+S====E-SP+E許多實(shí)驗(yàn)事實(shí)證明了E－S復(fù)合物的存在。E－S復(fù)合物形成的速率與酶和底物的性質(zhì)有關(guān)。

酶作用的機(jī)制降低反應(yīng)活化能酶催化作用的中間產(chǎn)物學(xué)說二、酶通過促進(jìn)底物形成過渡態(tài)

而提高反應(yīng)速率

酶和一般催化劑一樣，加速反應(yīng)的作用都是通過降低反應(yīng)的活化能(activationenergy)

實(shí)現(xiàn)的?；罨埽菏侵敢欢l件下，能使1摩爾底物全部進(jìn)入活化狀態(tài)所需要的自由能。或底物分子從初態(tài)轉(zhuǎn)變到活化態(tài)所需的能量。（一）酶比一般催化劑更有效地降低反應(yīng)活化能反應(yīng)總能量改變非催化反應(yīng)活化能酶促反應(yīng)活化能一般催化劑催化反應(yīng)的活化能能量反應(yīng)過程底物產(chǎn)物酶促反應(yīng)活化能的改變

二、酶通過促進(jìn)底物形成過渡態(tài)

而提高反應(yīng)速率1.誘導(dǎo)契合作用使酶與底物密切結(jié)合酶與底物相互接近時(shí)，其結(jié)構(gòu)相互誘導(dǎo)，相互變形和相互適應(yīng)，進(jìn)而相互結(jié)合，這一過程稱為酶—底物結(jié)合的誘導(dǎo)契合(induced-fit)假說。（二）酶和底物的結(jié)合有利于底物形成過渡態(tài)ZnZnGlu270Tyr248Arg145底物

羧肽酶結(jié)合底物前后構(gòu)象變化2.鄰近效應(yīng)與定向排列使

諸底物正確定位于酶的活性中心酶在反應(yīng)中將諸底物結(jié)合到酶的活性中心，使它們相互接近并形成有利于反應(yīng)的正確定向關(guān)系。這種鄰近效應(yīng)(proximityeffect)與定向排列(orientationarrange)實(shí)際上是將分子間的反應(yīng)變成類似于分子內(nèi)的反應(yīng)，從而提高反應(yīng)速率。3.表面效應(yīng)使底物分子去溶劑化酶的活性中心多是酶分子內(nèi)部的疏水“口袋”，酶反應(yīng)在此疏水環(huán)境中進(jìn)行，使底物分子脫溶劑化(desolvation)，排除周圍大量水分子對(duì)酶和底物分子中功能基團(tuán)的干擾性吸引和排斥，防止水化膜的形成，利于底物與酶分子的密切接觸和結(jié)合。這種現(xiàn)象稱為表面效應(yīng)(surfaceeffect)。（三）酶的催化機(jī)制呈多元催化作用

一種酶的催化反應(yīng)常常是多種催化機(jī)制的綜合作用，所以酶促反應(yīng)具有極高的催化效率。一般酸-堿催化作用(generalacid-basecatalysis)共價(jià)催化作用(covalentcatalysis)

親核催化作用(nucleophiliccatalysis)第三節(jié)酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)是研究酶促反應(yīng)的速度以及各種因素對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響機(jī)制。影響酶促反應(yīng)速度的因素：底物濃度、酶濃度、溫度、pH、抑制劑、激活劑等。一、底物濃度對(duì)反應(yīng)速率影響的作圖

呈矩形雙曲線

在其他因素不變的情況下，底物濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響呈矩形雙曲線關(guān)系。（一）米-曼氏方程式揭示

單底物反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)特性Michaelis和Menten根據(jù)中間產(chǎn)學(xué)說的理論，并借助于反應(yīng)速度（V）與底物濃度[S]的曲線，研究酶的動(dòng)力學(xué)，得出V與[S]的數(shù)學(xué)公式，稱米-曼方程式。Km即為米氏常數(shù)，Vmax為最大反應(yīng)速度（二）Km與Vmax是有意義的

酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)1.當(dāng)反應(yīng)速度為最大速度一半時(shí)，Km等于酶促反應(yīng)速度為最大速度一半時(shí)的底物濃度。＞＞2.當(dāng)K2K3時(shí)，Km=K2/K1，近似于ES的解離常數(shù)Ks。Km表示酶對(duì)底物的親和力。Km值愈小，酶與底物的親和力愈大。（二）Km與Vmax是有意義的

酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)3.

Km值是酶的特征性常數(shù)之一，只與酶的結(jié)構(gòu)，酶所催化的底物和反應(yīng)環(huán)境（如溫度，pH,離子強(qiáng)度）有關(guān)，與酶的濃度無(wú)關(guān)。不同的酶，Km值不同。4.Vmax

是酶完全被底物飽和時(shí)的反應(yīng)速度，與酶濃度呈正比。＞＞（三）Km值和Vmax值

可以通過作圖法求取將米-曼方程變換成直線形式。林-貝氏雙倒數(shù)作圖法Hanes作圖法。二、底物足夠時(shí)

酶濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響呈直線關(guān)系

當(dāng)[S]>>[E]，酶被底物飽和時(shí)，反應(yīng)速度與酶濃度成正比。關(guān)系式為：V=k3[E]0V[E]三、溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響具有雙重性溫度對(duì)酶促反應(yīng)速度具有雙重影響。升高溫度一方面可加快酶促反應(yīng)速度，同時(shí)也增加酶的變性。酶促反應(yīng)速度最快時(shí)的環(huán)境溫度稱為酶促反應(yīng)的最適溫度(optimumtemperature)。溫度對(duì)淀粉酶活性的影響四、pH通過改變酶和底物分子解離狀態(tài)

影響反應(yīng)速率pH影響極性基團(tuán)（酶、底物、輔酶）的解離狀態(tài)，酶催化活性最大時(shí)的環(huán)境pH稱為酶促反應(yīng)的最適pH。0酶活性

pH

pH對(duì)某些酶活性的影響

胃蛋白酶

淀粉酶

膽堿酯酶

246810注意雖然一種酶的最適pH往往反映該酶正常環(huán)境的pH，但二者可能并不正好相同。在生理pH下，有些酶可能剛好處在最適范圍，而有些酶則處在高于或低于它們的最適pH環(huán)境中。因此，它們就會(huì)有不同的催化活性。這是酶的一種自然調(diào)節(jié)方式。最適pH不是酶的特征性常數(shù)，它受底物濃度、緩沖液種類與濃度、以及酶純度等因素的影響。五、抑制劑可逆地或不可逆地

降低酶促反應(yīng)速率酶的抑制劑(inhibitor)

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。酶的抑制區(qū)別于酶的變性：抑制劑對(duì)酶有一定選擇性引起變性的因素對(duì)酶沒有選擇性抑制作用的類型不可逆性抑制(irreversibleinhibition)可逆性抑制(reversibleinhibition)根據(jù)抑制劑和酶結(jié)合的緊密程度不同，酶的抑制作用分為：

（一）不可逆性抑制劑主要與酶共價(jià)結(jié)合概念抑制劑通常以共價(jià)鍵與酶活性中心的必需基團(tuán)相結(jié)合，使酶失活。（一）不可逆性抑制劑主要與酶共價(jià)結(jié)合例1：專一性不可逆性抑制有機(jī)磷農(nóng)藥如敵百蟲、敵敵畏、1059等以及神經(jīng)毒氣二異丙基氟磷酸（DFP---生化武器）等能特異地與膽堿酯酶活性中心絲氨酸的羥基結(jié)合，使酶失活，乙酰膽堿不能分解為乙酸和膽堿，而乙酰膽堿的積蓄造成迷走神經(jīng)興奮而呈現(xiàn)毒性狀態(tài)。因此上述物質(zhì)稱為神經(jīng)毒劑。有機(jī)磷化合物羥基酶失活的酶酸例2：非專一性不可逆性抑制低濃度的重金屬離子如Hg2+、Ag+、As3+等可與酶分子的巰基結(jié)合，使酶失活。化學(xué)毒氣路易士氣（Lewisite）含砷（As3+）。路易士氣巰基酶失活的酶酸失活的酶BAL巰基酶BAL與砷劑結(jié)合物（二）可逆性抑制劑與酶和（或）

酶-底物復(fù)合物非共價(jià)結(jié)合

抑制劑通常以非共價(jià)鍵與酶或酶-底物復(fù)合物可逆性結(jié)合，使酶的活性降低或喪失；抑制劑可用透析、超濾等方法除去。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)性抑制作用的抑制劑與

底物競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合酶的活性中心

定義

有些抑制劑與底物的結(jié)構(gòu)相似，能與底物競(jìng)爭(zhēng)酶的活性中心，從而阻礙酶-底物復(fù)合物的形成。這種抑制作用稱為競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用。+++ESIESEIPEE特點(diǎn)：I與S結(jié)構(gòu)類似，競(jìng)爭(zhēng)酶的活性中心；抑制程度取決于抑制劑與酶的相對(duì)親和力和與底物濃度的相對(duì)比例。竟?fàn)幮砸种仆ǔ？梢酝ㄟ^增大底物濃度，即提高底物的競(jìng)爭(zhēng)能力來(lái)消除。動(dòng)力學(xué)參數(shù)特點(diǎn)：Vmax不變，表觀Km增大。抑制劑↑

無(wú)抑制劑1/V

1/[S]舉例丙二酸與琥珀酸競(jìng)爭(zhēng)琥珀酸脫氫酶琥珀酸琥珀酸脫氫酶FADFADH2延胡索酸磺胺類藥物的抑菌機(jī)制H2N--SO2NH2對(duì)氨基苯磺酰胺H2N--COOH對(duì)氨基苯甲酸對(duì)氨基苯甲酸谷氨酸蝶呤葉酸磺胺類藥物的抑菌機(jī)制二氫蝶呤＋對(duì)氨基苯甲酸＋谷氨酸二氫葉酸合成酶二氫葉酸2.非競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用的抑制劑

不改變酶對(duì)底物的親和力

定義

有些抑制劑與酶活性中心外的必需基團(tuán)相結(jié)合，不影響酶與底物的結(jié)合，酶和底物的結(jié)合也不影響酶與抑制劑的結(jié)合。底物和抑制劑之間無(wú)競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。但酶-底物-抑制劑復(fù)合物(ESI)不能進(jìn)一步釋放出產(chǎn)物。這種抑制作用稱作非競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用。+S－S+S－S+ESIEIEESEP特點(diǎn):抑制劑與酶活性中心外的必需基團(tuán)結(jié)合，底物與抑制劑之間無(wú)競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系；抑制程度取決于抑制劑的濃度；動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)：Vmax降低，表觀Km不變。

抑制劑↑1/V1/[S]無(wú)抑制劑舉例：別嘌呤醇（治療痛風(fēng)的常用藥物，通過非競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用來(lái)抑制黃嘌呤氧化酶，從而降低尿酸的生成）質(zhì)子化叔胺（R-NH3+）類化合物是乙酰膽堿酯酶的非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑。重金屬離子（Cu2+、Hg2+、Ag+、Pb2+）金屬絡(luò)合劑（EDTA、F-、CN-、N3-）3.反競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用的抑制劑

僅與酶-底物復(fù)合物結(jié)合

定義:

抑制劑僅與酶和底物形成的中間產(chǎn)物(ES)結(jié)合，使中間產(chǎn)物ES的量下降。這樣，既減少?gòu)闹虚g產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的量，也同時(shí)減少?gòu)闹虚g產(chǎn)物解離出游離酶和底物的量。這種抑制作用稱為反競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用。3.反競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用的抑制劑

僅與酶-底物復(fù)合物結(jié)合+IESIE+SE+PES++ESESESIEP特點(diǎn)：抑制劑只與酶－底物復(fù)合物結(jié)合；抑制程度取決與抑制劑的濃度及底物的濃度；動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)：Vmax降低，表觀Km降低。抑制劑↑1/V1/[S]無(wú)抑制劑各種可逆性抑制作用的比較

六、激活劑可加快酶促反應(yīng)速率定義

使酶由無(wú)活性變?yōu)橛谢钚曰蚴姑富钚栽黾拥奈镔|(zhì)稱為激活劑(activator)。必需激活劑(essentialactivator)非必需激活劑(non-essentialactivator)六、激活劑可加快酶促反應(yīng)速率必需激活劑：有些激活劑對(duì)酶促反應(yīng)是不可缺少的，否則將測(cè)不到酶的活性，這類激活劑稱為必需激活劑。如：金屬酶中的金屬離子

非必需激活劑：有些激活劑不存在時(shí)，酶仍有一定的催化活性，這類激活劑稱為非必需激活劑。如：金屬激活酶中的金屬離子；口腔無(wú)Cl-，但淀粉酶可消化淀粉，而胃則有Cl-，故其消化淀粉能力增強(qiáng)。

第四節(jié)酶的調(diào)節(jié)體內(nèi)各種代謝途徑的調(diào)節(jié)主要是對(duì)代謝途徑中關(guān)鍵酶的調(diào)節(jié)。酶的調(diào)節(jié)酶活性的調(diào)節(jié)酶含量的調(diào)節(jié)變構(gòu)調(diào)節(jié)共價(jià)修飾調(diào)節(jié)一、調(diào)節(jié)酶實(shí)現(xiàn)對(duì)酶促反應(yīng)速率的快速調(diào)節(jié)（一）變構(gòu)酶通過變構(gòu)調(diào)節(jié)酶的活性變構(gòu)調(diào)節(jié)(allostericregulation)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，從而改變酶的催化活性，此種調(diào)節(jié)方式稱變構(gòu)調(diào)節(jié)。一、調(diào)節(jié)酶實(shí)現(xiàn)對(duì)酶促反應(yīng)速率的快速調(diào)節(jié)（一）變構(gòu)酶通過變構(gòu)調(diào)節(jié)酶的活性變構(gòu)激活劑變構(gòu)抑制劑變構(gòu)酶(allostericenzyme)變構(gòu)部位(allostericsite)變構(gòu)效應(yīng)劑(allostericeffector)變構(gòu)酶常為多個(gè)亞基構(gòu)成的寡聚體，

具有協(xié)同效應(yīng)。變構(gòu)激活變構(gòu)抑制

變構(gòu)酶的Ｓ形曲線[S]V無(wú)變構(gòu)效應(yīng)劑

酶的變構(gòu)調(diào)節(jié)是體內(nèi)代謝途徑的重要快速調(diào)節(jié)方式之一。（二）酶的化學(xué)修飾調(diào)節(jié)是通過某些

化學(xué)基團(tuán)與酶的共價(jià)結(jié)合與分離實(shí)現(xiàn)的共價(jià)修飾(covalentmodification)

在其他酶的催化作用下，某些酶蛋白肽鏈上的一些基團(tuán)可與某種化學(xué)基團(tuán)發(fā)生可逆的共價(jià)結(jié)合，從而改變酶的活性，此過程稱為共價(jià)修飾。（二）酶的化學(xué)修飾調(diào)節(jié)是通過某些

化學(xué)基團(tuán)與酶的共價(jià)結(jié)合與分離實(shí)現(xiàn)的磷酸化與脫磷酸化（最常見）乙?；兔撘阴；谆兔摷谆佘栈兔撓佘栈璖H與－S－S互變常見類型酶的化學(xué)修飾是體內(nèi)快速調(diào)節(jié)的另一種重要方式。酶的磷酸化與脫磷酸化-OHThrSerTyr酶蛋白H2OPi磷蛋白磷酸酶

ATPADP蛋白激酶ThrSerTyr-O-PO32-酶蛋白（三）酶原的激活使無(wú)活性的酶原

轉(zhuǎn)變成有催化活性的酶有些酶在細(xì)胞內(nèi)合成或初分泌時(shí)只是酶的無(wú)活性前體，此前體物質(zhì)稱為酶原。

在一定條件下，酶原向有活性酶轉(zhuǎn)化的過程。酶原(zymogen)酶原的激活酶原激活的機(jī)理酶原分子構(gòu)象發(fā)生改變形成或暴露出酶的活性中心一個(gè)或幾個(gè)特定的肽鍵斷裂，水解掉一個(gè)或幾個(gè)短肽在特定條件下賴?yán)i天天天天甘異賴?yán)i天天天天纈組絲SSSS46183甘異纈組絲SSSS腸激酶胰蛋白酶原活性中心胰蛋白酶原的激活過程酶原的激活的意義：防止自身消化：避免細(xì)胞產(chǎn)生的蛋白酶對(duì)細(xì)胞進(jìn)行自身消化，使酶在特定的部位和環(huán)境中發(fā)揮作用，保證體內(nèi)代謝的正常進(jìn)行。酶原還可以視為酶的儲(chǔ)存形式。如凝血因子。

二、酶含量的調(diào)節(jié)包括

對(duì)酶合成與分解速率的調(diào)節(jié)（一）酶蛋白合成可被誘導(dǎo)或阻遏誘導(dǎo)作用(induction)

阻遏作用(repression)二、酶含量的調(diào)節(jié)包括

對(duì)酶合成與分解速率的調(diào)節(jié)（二）酶降解的調(diào)控與一般蛋白質(zhì)降解途徑相同溶酶體蛋白酶降解途徑（不依賴ATP的降解途徑）

非溶酶體蛋白酶降解途徑（又稱依賴ATP和泛素的降解途徑）第五節(jié)酶的分類與命名一、酶可根據(jù)其催化的反應(yīng)類型予以分類氧化還原酶類(oxidoreductases)轉(zhuǎn)移酶類(transferases)水解酶類(hydrolases)裂解酶類(lyases)異構(gòu)酶類(isomerases)合成酶類(synthetases,ligases)第五節(jié)酶的分類與命名二、每一種酶均有其系統(tǒng)名稱和推薦名稱系統(tǒng)名稱(systematicname)推薦名稱(mendedname)一些酶的分類與命名酶的分類催化的化學(xué)反應(yīng)舉例系統(tǒng)名稱EC編號(hào)推薦名稱氧化還原酶類乙醛+NADH+H+乙醇：NAD+

氧化還原酶EC1.1.1.1乙醇脫氫酶轉(zhuǎn)移酶類草酰乙酸+L-谷氨酸L-天冬氨酸：-酮戊二酸氨基轉(zhuǎn)移酶EC2.6.1.1天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶水解酶類D-葡萄糖+H3PO4D-葡糖-6-磷酸水解酶EC3.1.3.9葡糖6-磷酸酶裂解酶類磷酸二羥丙酮+醛酮糖-1-磷酸裂解酶EC4.1.2.7醛縮酶異構(gòu)酶類D-果糖-6-磷酸D-葡糖-6-磷酸酮-醇異構(gòu)酶EC5.3.1.9磷酸果糖異構(gòu)酶連接酶類L-谷氨酰胺+ADP+磷酸L-谷氨酸：氨連接酶EC6.3.1.2谷氨酰胺合成酶第六節(jié)酶與醫(yī)學(xué)的關(guān)系一、酶和疾病密切相關(guān)（一）酶的質(zhì)、量與活性的異常均可引起某些疾?。ǘ┟傅臏y(cè)定有助于對(duì)許多疾病的診斷（三）酶和某些疾病的治療關(guān)系密切一、酶和疾病密切相關(guān)（一）酶的質(zhì)、量與活性的異常均可引起某些疾病有些疾病的發(fā)病機(jī)理直接或間接和酶的異常或酶活性受到抑制相關(guān)。許多疾病也可引起酶的異常，這種異常又使病情加重。激素代謝障礙或維生素缺乏可引起某些酶的異常。酶活性受到抑制多見于中毒性疾病。

（二）酶的測(cè)定有助于對(duì)許多疾病的診斷酶的活性是指酶催化化學(xué)反應(yīng)的能力，其衡量的標(biāo)準(zhǔn)是酶促反應(yīng)速率。酶促反應(yīng)速率可在適宜的反應(yīng)條件下，用單位時(shí)間內(nèi)底物的消耗或產(chǎn)物的生成量來(lái)表示。酶的活性單位是衡量酶活力大小的尺度，它反映在規(guī)定條件下，酶促反應(yīng)在單位時(shí)間（s、min或h）內(nèi)生成一定量（mg、μg、μmol等）的產(chǎn)物或消耗一定數(shù)量的底物所需的酶量。1．酶活性測(cè)定和酶活性單位是定量酶的基礎(chǔ)

在特定的條件下，每分鐘催化1μmol底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物所需的酶量為一個(gè)國(guó)際單位。１催量(kat)是指在特定條件下，每秒鐘使１mol底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物所需的酶量。kat與IU的換算：1IU=16.67×10-9kat國(guó)際單位(IU)催量單位(katal)2．血清酶對(duì)某些疾病的診斷具有更重要的價(jià)