酶醫(yī)學(xué)知識講座專家講座

第六章酶enzyme酶醫(yī)學(xué)知識講座第1頁本章主要內(nèi)容酶分子結(jié)構(gòu)酶促反應(yīng)特點(diǎn)與機(jī)制酶促反應(yīng)動力學(xué)酶命名、分類和活性測定酶與醫(yī)學(xué)關(guān)系酶醫(yī)學(xué)知識講座第2頁酶定義：是由活細(xì)胞產(chǎn)生含有催化作用蛋白質(zhì)。酶醫(yī)學(xué)知識講座第3頁第一節(jié)酶分子結(jié)構(gòu)酶醫(yī)學(xué)知識講座第4頁單體酶:酶蛋白是一條含有三級結(jié)構(gòu)多肽鏈寡聚酶:兩個以上亞基以非共價(jià)鍵結(jié)合多酶體系:幾個酶嵌合而成絡(luò)合物多功效酶：一條多肽鏈有各種催化功效酶存在形式酶醫(yī)學(xué)知識講座第5頁酶蛋白蛋白質(zhì)部分+非蛋白質(zhì)部分+輔助因子=全酶（有活性）結(jié)合酶單純酶小分子有機(jī)化合物（B族維生素）無機(jī)金屬離子輔酶輔基酶一、

酶分子組成酶醫(yī)學(xué)知識講座第6頁結(jié)合酶酶蛋白作用：輔酶或輔基作用：起傳遞電子、原子和一些基團(tuán)作用即決定反應(yīng)類型決定催化反應(yīng)特異性輔助因子金屬離子作用：1.活性中心組成成份；2.連接酶與底物橋梁；3.維持酶構(gòu)象酶醫(yī)學(xué)知識講座第7頁維生素與輔酶維生素輔酶形式主要作用維生素B1TPPα-酮酸氧化脫羧維生素B2FMN、FAD遞氫維生素PPNAD+、NADP+遞氫維生素B6磷酸吡哆醛（胺）轉(zhuǎn)移氨基泛酸輔酶A轉(zhuǎn)移酰基生物素生物素固定CO2葉酸四氫葉酸一碳單位轉(zhuǎn)運(yùn)維生素B12甲基-B12轉(zhuǎn)移甲基硫辛酸硫辛酸轉(zhuǎn)移?；羔t(yī)學(xué)知識講座第8頁二、酶活性中心必需基團(tuán)：酶分子中與酶活性相關(guān)基團(tuán)（羥基、巰基、咪唑基和羧基）活性中心內(nèi)必需基團(tuán)——結(jié)合和催化活性中心外必需基團(tuán)——維持酶構(gòu)象活性中心：酶分子與底物結(jié)合并將底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物空間結(jié)構(gòu)區(qū)域結(jié)合基團(tuán)：與底物結(jié)合，形成酶底物復(fù)合物催化基團(tuán)：把底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物酶醫(yī)學(xué)知識講座第9頁酶活性中心酶醫(yī)學(xué)知識講座第10頁酶醫(yī)學(xué)知識講座第11頁四、同工酶概念：催化同一化學(xué)反應(yīng)，但酶蛋白分子組成、結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)乃至免疫學(xué)性質(zhì)和電泳行為都不一樣一組酶LDH1LDH2LDH3LDH4LDH5H4H3MH2M2HM3M4乳酸脫氫酶（LDH）：H型M型四聚體,5種同工酶酶醫(yī)學(xué)知識講座第12頁乳酸脫氫酶同工酶電泳圖譜酶醫(yī)學(xué)知識講座第13頁LDH同工酶亞單位組成及在人體各組織器官中分布同工酶百分比組織器官LDH1

LDH2

LDH3

LDH4

LDH5心肌67

29

4

＜1

＜1

腎52

28

16

4

＜1

肝2

4

11

27

56骨骼肌4

7

21

27

41紅細(xì)胞42

36

15

5

2肺10

20

30

25

15胰腺30

15

50

—

5脾10

25

40

25

5子宮5

25

44

22

4酶醫(yī)學(xué)知識講座第14頁LDH同工酶譜分析臨床意義：LDH1：染色斑點(diǎn)大而深——幫助診療心肌梗塞LDH5：染色斑點(diǎn)大而深——幫助診療肝癌酶醫(yī)學(xué)知識講座第15頁三、酶原與酶原激活酶原：無活性酶前體酶原激活本質(zhì)：形成活性中心過程常見酶原：消化道蛋白酶以及血液中凝血酶和纖維蛋白溶解酶意義：防止細(xì)胞本身消化及血管內(nèi)凝血，確保酶在特定部位和環(huán)境中發(fā)揮作用酶醫(yī)學(xué)知識講座第16頁絲組纈天天天天賴異纈甘纈異組絲纈天天天天賴S-SSSSSS-S離子鍵或氫鍵六肽腸激酶胰蛋白酶原胰蛋白酶酶醫(yī)學(xué)知識講座第17頁第二節(jié)酶促反應(yīng)特點(diǎn)和機(jī)制酶促反應(yīng)特點(diǎn)酶促反應(yīng)機(jī)制酶原與酶原激活同工酶酶醫(yī)學(xué)知識講座第18頁幾個碎片彈性蛋白酶胰蛋白酶彈性蛋白酶原幾個碎片羧基肽酶A胰蛋白酶羧基肽酶原A2個二肽胰凝乳蛋白酶胰蛋白酶或胰凝乳蛋白酶胰凝乳蛋白酶原六肽胰蛋白酶腸激酶或胰蛋白酶胰蛋白酶原6個多肽碎片胃蛋白酶H+或胃蛋白酶胃蛋白酶原除去小分子活性酶激活條件酶原各種蛋白酶激活酶醫(yī)學(xué)知識講座第19頁..........高度不穩(wěn)定性底物普通催化劑催化酶催化能量反應(yīng)過程非催化產(chǎn)物絕對特異性（脲酶）相對特異性（磷酸酶）立體異構(gòu)特異性（D-氨基酸氧化酶）高度催化效率高度特異性酶活力可調(diào)整性一、酶促反應(yīng)特點(diǎn)酶促反應(yīng)特點(diǎn)酶醫(yī)學(xué)知識講座第20頁酶催化通式:中間產(chǎn)物學(xué)說++E+S

ES

E+PE(enzyme)S(substrate)P（product）中間產(chǎn)物學(xué)說E(enzyme)酶醫(yī)學(xué)知識講座第21頁二、酶促反應(yīng)機(jī)制（一）決定酶作用高效率機(jī)制鄰近效應(yīng)與定向排列表面效應(yīng)多元催化張力學(xué)說共價(jià)催化學(xué)說酶醫(yī)學(xué)知識講座第22頁（二）決定酶作用特異性機(jī)制——誘導(dǎo)契合學(xué)說E+S

ES

E+P酶醫(yī)學(xué)知識講座第23頁第三節(jié)酶促反應(yīng)動力學(xué)酶濃度[E]底物濃度[S]溫度（T）酸堿度（

pH

）抑制劑（I）激活劑（A）酶醫(yī)學(xué)知識講座第24頁一、酶濃度對酶促反應(yīng)速度影響條件：底物濃度足夠大反應(yīng)速度與酶濃度成正比酶濃度反應(yīng)速度E2E1[S]>>[E]酶醫(yī)學(xué)知識講座第25頁二、底物濃度對酶促反應(yīng)速度影響Km矩形雙曲線圖形V=Km+[S]Vm[S]米氏方程式酶醫(yī)學(xué)知識講座第26頁米氏常數(shù)意義1.=1/2Vm，Km=[S]2.Km能夠近似地代表E與S親和力（Km越小，代表E與S親和力越大）酶醫(yī)學(xué)知識講座第27頁三、溫度對酶促反應(yīng)速度影響在一定溫度范圍內(nèi)，T↑，酶活性↑，T↓，酶活性↓；超出一定溫度范圍，酶反而變性失活；最適溫度，酶活性最高；低溫酶活性↓高溫，破壞酶活性酶醫(yī)學(xué)知識講座第28頁四、PH對酶促反應(yīng)速度影響PH影響酶必需基團(tuán)、底物等解離程度最適PH體外試驗(yàn)選取適當(dāng)緩沖液6最適PH10PH反應(yīng)速度/相對活力胰蛋白酶酶醫(yī)學(xué)知識講座第29頁五、抑制劑對酶促反應(yīng)速度影響巰基酶抑制劑

*專一性抑制絲氨酸酶抑制劑

不可逆抑制非專一性抑制抑制作用

*競爭性抑制作用

可逆性抑制

*非競爭性抑制作用反競爭性抑制作用酶醫(yī)學(xué)知識講座第30頁（一）不可逆抑制作用概念：抑制劑與酶活性中心必需基團(tuán)共價(jià)結(jié)合，

不能用透析、超濾等物理方法將其除去常見抑制劑：巰基酶抑制劑絲氨酸酶抑制劑酶醫(yī)學(xué)知識講座第31頁1、巰基酶抑制劑

抑制劑：重金屬離子Ag+、Hg2+、砷劑等巰基酶失活酶分子酶醫(yī)學(xué)知識講座第32頁2、羥基酶抑制（膽堿酯酶）

抑制劑：有機(jī)磷化合物絲氨酸酶絲氨酸酶酶醫(yī)學(xué)知識講座第33頁乙酰膽堿+H2O膽堿+乙酸膽堿酯酶有機(jī)磷殺蟲劑×膽堿能神經(jīng)興奮↑中毒（心跳變慢、瞳孔縮小、流涎、多汗、呼吸困難）酶醫(yī)學(xué)知識講座第34頁（二）可逆性抑制作用概念：抑制劑與酶非共價(jià)結(jié)合，可用透析、超濾等方法除去類型：競爭性抑制作用非競爭性抑制作用反競爭性抑制作用酶醫(yī)學(xué)知識講座第35頁1、競爭性抑制概念：抑制劑結(jié)構(gòu)與底物結(jié)構(gòu)相同，相互競爭酶活性中心，從而抑制酶活性ESEEE+S

ES

E+PI+EISII酶醫(yī)學(xué)知識講座第36頁琥珀酸脫氫酶競爭性抑制CH2COOHCH2COOH琥珀酸脫氫酶H-C-COOHHOOC-C-HCH2-COOHCOOH（-）琥珀酸延胡索酸丙二酸酶醫(yī)學(xué)知識講座第37頁I：磺胺藥S：對氨基苯甲酸（PABA）磺胺類藥品競爭性抑制——

二氫葉酸合成酶磺胺藥與PABA相互競爭與FH2合成酶結(jié)合酶醫(yī)學(xué)知識講座第38頁P(yáng)ABA二氫蝶呤谷氨酸FH2合成酶磺胺類藥品（-）FH2FH2還原酶FH4結(jié)構(gòu)相同磺胺類藥品抑菌機(jī)理MTX（-）結(jié)構(gòu)相同（氨甲蝶呤）細(xì)菌不能利用環(huán)境中葉酸合成二氫葉酸酶醫(yī)學(xué)知識講座第39頁

競爭性抑制作用特點(diǎn)

1.

i與S結(jié)構(gòu)相同；

2.

i與S相互競爭與酶結(jié)合；

3.

抑制程度取決于[S]和[i]相對百分比；

4.↑[S]，能夠降低或去除抑制作用。（Km↑，Vm不變）酶醫(yī)學(xué)知識講座第40頁2、非競爭性抑制作用概念：抑制劑和底物結(jié)構(gòu)不相同，二者互不干擾同時與酶結(jié)合，從而抑制酶活性。E+S

ES

E+P+I+IEI+SESIESI酶醫(yī)學(xué)知識講座第41頁

非競爭性抑制作用特點(diǎn)

1.

i與S結(jié)構(gòu)不相同；

2.

i與S互不干擾同時與酶結(jié)合；

3.

抑制程度只取決于[i]濃度；

4.↑[S]，不能去除抑制作用。（Km不變，Vm↓）酶醫(yī)學(xué)知識講座第42頁非競爭性抑制作用競爭性抑制作用酶醫(yī)學(xué)知識講座第43頁3、反競爭性抑制作用概念：抑制劑僅與酶-底物復(fù)合物（ES）結(jié)合，使酶失去催化活性E+S

ES

E+P+I

ESI酶醫(yī)學(xué)知識講座第44頁六、激活劑對酶促反應(yīng)速度影響凡能提升酶活性物質(zhì)，大部分是離子或簡單有機(jī)化合物必需激活劑非必需激活劑酶醫(yī)學(xué)知識講座第45頁第四節(jié)酶命名、分類和活性測定酶分類與編號酶活性測定酶命名習(xí)慣命名系統(tǒng)命名酶醫(yī)學(xué)知識講座第46頁酶分類與編號氧化還原酶類轉(zhuǎn)移酶類水解酶類裂解酶類（裂合酶類）異構(gòu)酶類合成酶類（連接酶類）每種酶分類編號都有4個數(shù)字組成酶醫(yī)學(xué)知識講座第47頁酶活性測定酶活性：酶活性單位：酶活性測定：時間S↓orP↑①IU——②Kat——μmol分mol秒⑴酶所含有催化能力⑵反應(yīng)初速度酶醫(yī)學(xué)知識講座第48頁測定條件：1ml血清，PH=7.4，37℃，2.5μg丙酮酸30分鐘1個單位（1U）丙氨酸+α-酮戊二酸丙酮酸+谷氨酸血液中丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（ALT）活性測定[谷丙轉(zhuǎn)氨酶（GPT）]酶醫(yī)學(xué)知識講座第49頁第五節(jié)酶與醫(yī)學(xué)關(guān)系酶與一些疾病發(fā)生關(guān)系酶在疾病診療上應(yīng)用酶在疾病治療中應(yīng)用酶醫(yī)學(xué)知識講座第50頁一、酶與一些疾病發(fā)生關(guān)系酶醫(yī)學(xué)知識講座第51頁皮膚乳白色，毛發(fā)淡黃或銀白色，瞳孔淡紅，虹膜淡灰或淡紅，半透明視網(wǎng)膜缺乏色素。酪氨酸酶缺點(diǎn)——白化病酶醫(yī)學(xué)知識講座第52頁智力低下，60%患兒有腦電圖異常，頭發(fā)細(xì)黃，皮膚色淡和虹膜淡黃色，驚厥，尿有“發(fā)霉”臭味或鼠尿味。苯丙氨酸羥化酶缺點(diǎn)——苯丙酮酸尿癥酶醫(yī)學(xué)知識講座第53頁胱硫醚合成酶缺點(diǎn)——同型胱氨酸尿癥多發(fā)性血栓形成，晶體脫位，身體瘦長，蜘蛛樣指（趾），輕中度智力低下酶醫(yī)學(xué)知識講座第54頁二、酶在疾病診療上應(yīng)用酶醫(yī)學(xué)知識講座第55頁酶法分析——酶偶聯(lián)測定法原理：酶促反應(yīng)底