酶促反應(yīng)機(jī)理

酶促反應(yīng)機(jī)理第一頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六本節(jié)講授內(nèi)容一、酶促的反應(yīng)特點(diǎn)二、酶的作用機(jī)理三、酶促反應(yīng)的幾種機(jī)制四、核酶與抗體酶第二頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六酶與一般催化劑的共同點(diǎn)在反應(yīng)前后沒有質(zhì)和量的變化；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)。都是通過降低反應(yīng)分子的活化能來(lái)加快化學(xué)反應(yīng)的速度第三頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六（一）酶促反應(yīng)具有極高的效率一、酶促反應(yīng)的特點(diǎn)的催化效率通常比非催化反應(yīng)高108～1020倍，比一般催化劑高107～1013倍。酶的催化不需要較高的反應(yīng)溫度。酶和一般催化劑加速反應(yīng)的機(jī)理都是降低反應(yīng)的活化能(activationenergy)。酶比一般催化劑更有效地降低反應(yīng)的活化能。第四頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六反應(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

活化能：底物分子從初態(tài)轉(zhuǎn)變到活化態(tài)所需的能量。第五頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六一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?酶的特異性(specificity)（二）酶促反應(yīng)具有高度的特異性第六頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六根據(jù)酶對(duì)其底物結(jié)構(gòu)選擇的嚴(yán)格程度不同，酶的特異性可大致分為以下3種類型：絕對(duì)特異性(absolutespecificity)：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

。鍵和基團(tuán)同時(shí)專一相對(duì)特異性(relativespecificity)：作用于一類化合物或一種化學(xué)鍵。鍵專一、基團(tuán)專一立體結(jié)構(gòu)特異性(stereospecificity)：作用于立體異構(gòu)體中的一種。（立體和幾何異構(gòu)）第七頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六三、酶催化作用的機(jī)理是降低活化能催化劑只能催化原來(lái)可以進(jìn)行的反應(yīng)，加快其反應(yīng)速度。即使對(duì)可以進(jìn)行的反應(yīng)來(lái)說，反應(yīng)物分子應(yīng)越過一個(gè)活化能才能發(fā)生反應(yīng)。酶作為催化劑的作用是降低活化能。

第八頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六酶的催化機(jī)理是降低活化能第九頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六酶是如何降低活化能的呢?

首先需要酶與底物分子結(jié)合，酶蛋白結(jié)構(gòu)中有底物結(jié)合中心/活性中心。然后，酶蛋白分子以各種方式，作用于底物分子，使底物分子活化起來(lái)。酶與底物的專一結(jié)合，又是酶促反應(yīng)專一性的體現(xiàn)。第十頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六（二）、中間復(fù)合物學(xué)說和酶作用的過渡態(tài)Ｅ＋ＳＥＳＥ＋ＰＳ２Ｓ１＋ＥＥＳ１Ｐ１＋Ｐ２＋Ｅ第十一頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六底物分子結(jié)合在酶的底物結(jié)合中心第十二頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六三、酶促反應(yīng)的機(jī)制

酶-底物復(fù)合物的形成與誘導(dǎo)契合假說（一）兩種假說

鎖－匙學(xué)說第十三頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六（二）、酶促作用（高效率）的幾種機(jī)制底物的“趨近”和“定向”效應(yīng)底物變形與張力作用共價(jià)催化作用親核催化作用親電催化作用酸堿催化作用影響的兩個(gè)因素（咪唑基為例）第十四頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六使底物靠攏使底物分子產(chǎn)生應(yīng)力使底物分子電荷變化第十五頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六第十六頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六（三）酶促反應(yīng)的可調(diào)節(jié)性對(duì)酶生成與降解量的調(diào)節(jié)酶催化效力的調(diào)節(jié)通過改變底物濃度對(duì)酶進(jìn)行調(diào)節(jié)等酶促反應(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。其中包括三方面的調(diào)節(jié)。第十七頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六

在代謝途徑中調(diào)節(jié)酶活性幾個(gè)酶或十幾個(gè)酶前后配合，完成一系列代謝反應(yīng)，形成一條代謝途徑。在一條代謝途徑中，常常是前一個(gè)酶促反應(yīng)的底物，便是下一個(gè)酶促反應(yīng)的底物。第十八頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六返回第一個(gè)酶（有活性）第一個(gè)酶（無(wú)活性）終產(chǎn)物終產(chǎn)物（調(diào)節(jié)物）結(jié)合在調(diào)節(jié)中心第十九頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六

共價(jià)調(diào)節(jié)

有時(shí)候，酶蛋白分子可以和一個(gè)基團(tuán)形成共價(jià)結(jié)合，結(jié)合的結(jié)果，使酶蛋白分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，使酶活性發(fā)生改變。例如，與磷酸根的結(jié)合。這種調(diào)節(jié)酶活性的情況稱為酶的共價(jià)調(diào)節(jié)。第二十頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六返回糖元磷酸化酶有磷酸化位點(diǎn)第二十一頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六

競(jìng)爭(zhēng)性抑制調(diào)節(jié)

有的酶在遇到一些化學(xué)結(jié)構(gòu)與底物相似的分子時(shí)，這些分子與底物競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合酶的活性中心，亦會(huì)表現(xiàn)出酶活性的降低（抑制）。這種情況稱為酶的競(jìng)爭(zhēng)性抑制。第二十二頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑在結(jié)構(gòu)上與底物相似第二十三頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六對(duì)氨基苯甲酸（細(xì)