酶以及酶促反應(yīng)課件

關(guān)于酶以及酶促反應(yīng)第1頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三酶的概念目前將生物催化劑分為兩類(lèi)酶、核酶（脫氧核酶）酶是一類(lèi)由活細(xì)胞產(chǎn)生的，對(duì)其特異底物具有高效催化作用的蛋白質(zhì)。第2頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三酶學(xué)研究簡(jiǎn)史公元前兩千多年，我國(guó)已有釀酒記載。一百余年前，Pasteur認(rèn)為發(fā)酵是酵母細(xì)胞生命活動(dòng)的結(jié)果。1877年，Kuhne首次提出Enzyme一詞。1897年，Buchner兄弟用不含細(xì)胞的酵母提取液，實(shí)現(xiàn)了發(fā)酵。1926年，Sumner首次從刀豆中提純出脲酶結(jié)晶。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(chēng)為脫氧核酶(deoxyribozyme)。第3頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三第一節(jié)

酶的分子結(jié)構(gòu)與功能

TheMolecularStructureandFunctionofEnzyme

第4頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三酶的不同形式單體酶(monomericenzyme)：僅具有三級(jí)結(jié)構(gòu)的酶。寡聚酶(oligomericenzyme)：由多個(gè)相同或不同亞基以非共價(jià)鍵連接組成的酶。多酶體系(multienzymesystem)：由幾種不同功能的酶彼此聚合形成的多酶復(fù)合物。多功能酶(multifunctionalenzyme)或串聯(lián)酶(tandemenzyme)：一些多酶體系在進(jìn)化過(guò)程中由于基因的融合，多種不同催化功能存在于一條多肽鏈中，這類(lèi)酶稱(chēng)為多功能酶。第5頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三一、酶的分子組成蛋白質(zhì)部分：酶蛋白(apoenzyme)輔助因子(cofactor)

金屬離子小分子有機(jī)化合物全酶(holoenzyme)結(jié)合酶(conjugatedenzyme)單純酶(simpleenzyme)第6頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三*輔助因子分類(lèi)

（按其與酶蛋白結(jié)合的緊密程度）

輔酶

(coenzyme):與酶蛋白結(jié)合疏松，可用透析或超濾的方法除去。

輔基

(prostheticgroup):與酶蛋白結(jié)合緊密，不能用透析或超濾的方法除去。第7頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三*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(lèi)與性質(zhì)金屬酶(metalloenzyme)金屬離子與酶結(jié)合緊密，提取過(guò)程中不易丟失。

金屬激活酶(metal-activatedenzyme)金屬離子為酶的活性所必需，但與酶的結(jié)合不甚緊密。第8頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三金屬離子的作用穩(wěn)定酶的構(gòu)象；參與催化反應(yīng)，傳遞電子；在酶與底物間起橋梁作用；中和陰離子，降低反應(yīng)中的靜電斥力等。小分子有機(jī)化合物的作用在反應(yīng)中起運(yùn)載體的作用，傳遞電子、質(zhì)子或其它基團(tuán)。第9頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三第10頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三二、酶的活性中心必需基團(tuán)(essentialgroup)1.指酶分子中一些與酶活性密切相關(guān)的化學(xué)基團(tuán)。2.常見(jiàn)的有咪唑基（His)、

-OH（Ser)、-SH（Cys)、γ-COOH（Glu)等。目錄第11頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三或稱(chēng)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。通常位于酶分子表面的凹穴（裂隙）中。酶的活性中心(activecenter)第12頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三活性中心內(nèi)的必需基團(tuán)結(jié)合基團(tuán)(bindinggroup)與底物相結(jié)合催化基團(tuán)(catalyticgroup)催化底物轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物位于活性中心以外，維持酶活性中心應(yīng)有的空間構(gòu)象所必需。活性中心外的必需基團(tuán)第13頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三底物活性中心以外的必需基團(tuán)結(jié)合基團(tuán)催化基團(tuán)活性中心目錄第14頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三溶菌酶的活性中心*Glu35和Asp52是催化基團(tuán)；*Trp62和63、Asp101和Trp108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。第15頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三三、同工酶定義1.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)乃至免疫學(xué)性質(zhì)不同的一組酶。2.國(guó)際生化學(xué)會(huì)建議:同工酶是由不同基因或等位基因編碼的多肽鏈,或由同一基因轉(zhuǎn)錄生成的不同mRNA翻譯的不同多肽鏈組成的蛋白質(zhì)。第16頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三*舉例：乳酸脫氫酶(LDH1～LDH5)催化的反應(yīng):第17頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三HHHHHHHMHHMMHMMMMMMMLDH1

(H4)LDH2(H3M)LDH3(H2M2)LDH4(HM3)LDH5

(M4)乳酸脫氫酶的同工酶第18頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三*生理及臨床意義(1)在代謝調(diào)節(jié)上起著重要的作用；(2)用于解釋發(fā)育過(guò)程中階段特有的代謝特征；(3)同工酶譜的改變有助于對(duì)疾病的診斷；(4)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19頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三本節(jié)要點(diǎn)單體酶,寡聚酶,多功能酶,串聯(lián)酶金屬酶和金屬激活酶輔酶和輔基什么是酶的活性中心，包括哪些必需基團(tuán)同工酶的定義和生理以及醫(yī)學(xué)意義第20頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三第二節(jié)

酶促反應(yīng)的特點(diǎn)與機(jī)理

TheCharacteristicandMechanismofEnzyme-CatalyzedReaction

第21頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三酶與一般催化劑的共同點(diǎn)在反應(yīng)前后沒(méi)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)。第22頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三（一）酶促反應(yīng)具有極高的效率一、酶促反應(yīng)的特點(diǎn)通常比非催化反應(yīng)高108～1020倍，比一般催化劑高107～1013倍。不需要較高的反應(yīng)溫度。酶比一般催化劑更有效地降低反應(yīng)的活化能(activationenergy)

。第23頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三反應(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(guò)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24頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三一種酶僅作用于一種或一類(lèi)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(chēng)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25頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三絕對(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(zhuān)一的反應(yīng)，生成一種特定結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物

。相對(duì)特異性(relativespecificity)：作用于一類(lèi)化合物或一種化學(xué)鍵。立體結(jié)構(gòu)特異性(stereo

specificity)：作用于立體異構(gòu)體中的一種。第26頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三相對(duì)特異性(relativespecificity)：作用于一類(lèi)化合物或一種化學(xué)鍵。(1)鍵專(zhuān)一性

酯酶甘油三酯＋3H2O 甘油＋3脂肪酸

酯酶

R1-COO-R2+H2OR1-COOH+R2OH

第27頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三(2)基團(tuán)專(zhuān)一性（族專(zhuān)一性）胰蛋白酶第28頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三立體結(jié)構(gòu)特異性(stereo

specificity)：作用于立體異構(gòu)體中的一種。（1）光學(xué)特異性（opticalspecificity):L－氨基酸氧化酶只對(duì)L－氨基酸起作用，對(duì)D－氨基酸無(wú)作用。

D－氨基酸氧化酶只對(duì)D－氨基酸起作用，對(duì)L－氨基酸無(wú)作用。精氨酸酶催化L-精氨酸；乳酸脫氫酶催化L-乳酸；苦杏仁酶只催化β-甲基葡萄糖苷水解，對(duì)α－甲基葡萄糖苷無(wú)水解活性。第29頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三（2）幾何異構(gòu)特異性（geometricalspecificity):

HC-COOHCOOH+H2O延胡索酸酶

HO-C-HHOOC-CHCH2COOH延胡索酸（反丁烯二酸）蘋(píng)果酸第30頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三（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(guò)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。包括三方面的調(diào)節(jié)。第31頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三二、酶促反應(yīng)的機(jī)理（一）酶-底物復(fù)合物的形成與誘導(dǎo)契合假說(shuō)*誘導(dǎo)契合假說(shuō)(induced-fithypothesis)酶底物復(fù)合物E+SE+PES

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(guò)程稱(chēng)為酶-底物結(jié)合的誘導(dǎo)契合假說(shuō)。第32頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三目錄第33頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三羧肽酶的誘導(dǎo)契合模式底物目錄第34頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三（二）酶促反應(yīng)的機(jī)理1.鄰近效應(yīng)(proximityeffect)與定向排列(orientationarrange)2.多元催化(multielementcatalysis)3.表面效應(yīng)(surfaceeffect)第35頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三2.多元催化(multielementcatalysis)（1）酸堿催化（acid-basecatalysis):第36頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三（2）共價(jià)催化（covalentcatalysis):

通過(guò)催化劑與底物的共價(jià)結(jié)合，形成過(guò)渡態(tài)來(lái)加速反應(yīng)。蔗糖＋磷酸葡萄糖-1-磷酸＋果糖蔗糖＋酶葡萄糖基-酶＋果糖葡萄糖基-酶＋磷酸葡萄糖-1-磷酸＋酶3.表面效應(yīng)（surfaceeffect)。第37頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三本節(jié)要點(diǎn)酶促反應(yīng)的特點(diǎn)絕對(duì)特異性和相對(duì)特異性誘導(dǎo)契合學(xué)說(shuō)的基本概念第38頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三第三節(jié)酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)KineticsofEnzyme-CatalyzedReaction

第39頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三概念研究各種因素對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響，并加以定量的闡述。影響因素包括有酶濃度、底物濃度、pH、溫度、抑制劑、激活劑等。※研究一種因素的影響時(shí)，其余各因素均恒定。第40頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三一、底物濃度對(duì)反應(yīng)速度的影響單底物、單產(chǎn)物反應(yīng)酶促反應(yīng)速度一般在規(guī)定的反應(yīng)條件下，用單位時(shí)間內(nèi)底物的消耗量和產(chǎn)物的生成量來(lái)表示反應(yīng)速度取其初速度，即底物的消耗量很小（一般在5﹪以內(nèi)）時(shí)的反應(yīng)速度底物濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于酶濃度研究前提

在其他因素不變的情況下，底物濃度對(duì)反應(yīng)速度的影響呈矩形雙曲線關(guān)系。第41頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三當(dāng)?shù)孜餄舛容^低時(shí)反應(yīng)速度與底物濃度成正比；反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)。[S]VVmax目錄第42頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三隨著底物濃度的增高反應(yīng)速度不再成正比例加速；反應(yīng)為混合級(jí)反應(yīng)。[S]VVmax目錄第43頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三當(dāng)?shù)孜餄舛雀哌_(dá)一定程度反應(yīng)速度不再增加，達(dá)最大速度；反應(yīng)為零級(jí)反應(yīng)[S]VVmax目錄第44頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三（一）米－曼氏方程式

酶促反應(yīng)模式——中間產(chǎn)物學(xué)說(shuō)E+Sk1k2k3ESE+P第45頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三※1913年Michaelis和Menten提出反應(yīng)速度與底物濃度關(guān)系的數(shù)學(xué)方程式，即米－曼氏方程式，簡(jiǎn)稱(chēng)米氏方程式(Michaelisequation)。第46頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三[S]：底物濃度V：不同[S]時(shí)的反應(yīng)速度Vmax：最大反應(yīng)速度(maximumvelocity)

Ｋm：米氏常數(shù)(Michaelisconstant)

ＶVmax[S]Km+[S]＝──第47頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三米－曼氏方程式推導(dǎo)基于兩個(gè)假設(shè)：1.E與S形成ES復(fù)合物的反應(yīng)是快速平衡反應(yīng)，而ES分解為E及P的反應(yīng)為慢反應(yīng)，反應(yīng)速度取決于慢反應(yīng)即

V＝k3[ES]。

(1)2.S的總濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于E的總濃度，因此在反應(yīng)的初始階段，S的濃度可認(rèn)為不變即[S]＝[St]。第48頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三推導(dǎo)過(guò)程酶促反應(yīng)的速度與ES的形成和分解速度直接相關(guān)。

ES形成的速度:

V1=k1[S]([E]－[ES]）

ES分解的速度:

V2＝k2[ES]

ES分解的速度:

V3=k3[ES]第49頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三穩(wěn)態(tài)：是指ES的生成速度與分解速度相等，即V1=V2+V3。K1([E]－[ES])[S]＝K2[ES]+K3[ES]K2+K3＝Km

（米氏常數(shù)）K1令：則:([E]－[ES])[S]＝Km[ES](2)＝([E]－[ES])[S]K2+K3[ES]K1整理得：第50頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三當(dāng)[S]很高，將酶的活性中心全部飽和時(shí)，即[E]=[ES]，V=VmaxVmax＝K3[ES]＝K3[E]

(5)[ES]＝───[E][S]Km+[S](3)整理得:將(5)代入(4)得米氏方程式：Vmax[S]Km+[S]V＝────將(3)代入(1)

得K3[E][S]Km+[S](4)V＝────第51頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.當(dāng)反應(yīng)速度為最大反應(yīng)速度一半時(shí)（二）Km與Vmax的意義Km＝[S]∴Km值等于酶促反應(yīng)速度為最大反應(yīng)速度一半時(shí)的底物濃度，單位是mol/L。2＝Km+[S]VmaxVmax[S]VmaxV[S]KmVmax/2第52頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三

2.

Km是酶的特征性常數(shù)之一，僅與酶的結(jié)構(gòu)、底物和反應(yīng)的環(huán)境（溫度、pH、離子強(qiáng)度）有關(guān)，與酶的濃度無(wú)關(guān)。3.當(dāng)k2>>k3時(shí)，

Km時(shí)可近似地表示酶對(duì)底物的親和力，Km力愈小，小酶對(duì)底物的親和力愈大。4.一種酶有幾種底物就有幾種Km值，Km值最小的底物為該酶的天然底物。第53頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三第54頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三5.Vmax定義：Vm是酶完全被底物飽和時(shí)的反應(yīng)速度，與酶濃度成正比。意義：Vmax=K3[E]如果酶的總濃度已知，可從Vmax計(jì)算酶的轉(zhuǎn)換數(shù)(turnovernumber)，即動(dòng)力學(xué)常數(shù)K3。第55頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三定義—

當(dāng)酶被底物充分飽和時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)每個(gè)酶分子催化底物轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)物的分子數(shù)。

意義—

可用來(lái)比較每單位酶的催化能力。

酶的轉(zhuǎn)換數(shù)Vmax

[E]K3＝──第56頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三（三）Ｋm值與Ｖmax值的測(cè)定1.雙倒數(shù)作圖法(doublereciprocalplot)，又稱(chēng)為林-貝氏(Lineweaver-Burk)作圖法Vmax[S]Km+[S]V=+1/V=KmVmax1/Vmax1/[S]兩邊同取倒數(shù)

第57頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三2.Hanes作圖法[S][S]/V-KmKm/Vm在林－貝氏方程基礎(chǔ)上，兩邊同乘[S][S]/V=Km/Vmax+[S]/Vmax第58頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三二、酶濃度對(duì)反應(yīng)速度的影響當(dāng)[S]＞＞[E]，酶可被底物飽和的情況下，反應(yīng)速度與酶濃度成正比。關(guān)系式為：V=K3[E]0V[E]當(dāng)[S]>>[E]時(shí)，V

=k3[E]酶濃度對(duì)反應(yīng)速度的影響

第59頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三雙重影響溫度升高，酶促反應(yīng)速度升高；由于酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，溫度升高，可引起酶的變性，從而反應(yīng)速度降低。三、溫度對(duì)反應(yīng)速度的影響最適溫度(optimumtemperature)：酶促反應(yīng)速度最快時(shí)的環(huán)境溫度。酶活性0.51.02.01.50102030405060溫度oC溫度對(duì)淀粉酶活性的影響

第60頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三環(huán)境溫度＜最適溫度時(shí)，溫度每升高10°C，

V加快1～2倍。環(huán)境溫度＞最適溫度時(shí)，溫度升高，V降低，一般＞60°C時(shí)，酶開(kāi)始變性，80°C時(shí)變性不可逆。最適溫度不是酶的特征性常數(shù)，它與反應(yīng)時(shí)間有關(guān)。*低溫的應(yīng)用第61頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三四、pH對(duì)反應(yīng)速度的影響最適pH(optimumpH)：酶催化活性最大時(shí)的環(huán)境pH。第62頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三環(huán)境pH的作用方式:

結(jié)合基團(tuán)

1.影響酶的解離催化基團(tuán)輔助因子.2.影響底物的解離。

3.影響酶分子的構(gòu)象。第63頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三五、抑制劑對(duì)反應(yīng)速度的影響酶的抑制劑(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(chēng)為酶的抑制劑。

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(méi)有選擇性第64頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三

抑制作用的類(lèi)型不可逆性抑制(irreversibleinhibition)可逆性抑制(reversibleinhibition)：競(jìng)爭(zhēng)性抑制(competitiveinhibition)非競(jìng)爭(zhēng)性抑制(non-competitiveinhibition)反競(jìng)爭(zhēng)性抑制(uncompetitiveinhibition)第65頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三(一)不可逆性抑制作用*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。

*舉例有機(jī)磷化合物羥基酶解毒------解磷定(PAM)重金屬離子及砷化合物巰基酶解毒------二巰基丙醇(BAL)

第66頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三有機(jī)磷化合物路易士氣失活的酶羥基酶失活的酶酸巰基酶失活的酶酸BAL巰基酶BAL與砷劑結(jié)合物第67頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三（二）可逆性抑制作用*概念抑制劑以非共價(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*類(lèi)型第68頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三１.競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用定義抑制劑與底物的結(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，使酶的活性降低。反應(yīng)模式第69頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三+++EESIESEIEP第70頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三*特點(diǎn)抑制程度取決于抑制劑與酶的相對(duì)親和力及底物濃度；I與S結(jié)構(gòu)類(lèi)似，競(jìng)爭(zhēng)酶的活性中心；動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)：Vmax不變，表觀Km。抑制劑↑

無(wú)抑制劑1/V1/[S]第71頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三*舉例丙二酸與琥珀酸競(jìng)爭(zhēng)琥珀酸脫氫酶延胡索酸琥珀酸琥珀酸脫氫酶第72頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三磺胺類(lèi)藥物的抑菌機(jī)制與對(duì)氨基苯甲酸競(jìng)爭(zhēng)二氫葉酸合成酶二氫蝶呤啶＋對(duì)氨基苯甲酸＋谷氨酸二氫葉酸合成酶二氫葉酸第73頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三2.非競(jìng)爭(zhēng)性抑制*反應(yīng)模式第74頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三*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，表觀Km不變。抑制劑↑1/V1/[S]無(wú)抑制劑第75頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三3.反競(jìng)爭(zhēng)性抑制*反應(yīng)模式++ESESESIEP第76頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三*特點(diǎn)：抑制劑只與酶－底物復(fù)合物結(jié)合；抑制程度取決于抑制劑的濃度及底物的濃度；動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)：Vmax，表觀Km。抑制劑↑1/V1/[S]無(wú)抑制劑?第77頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三各種可逆性抑制作用的比較

第78頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用與非競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用比較示意圖：第79頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三六、激活劑對(duì)反應(yīng)速度的影響激活劑(activator)

使酶由無(wú)活性變?yōu)橛谢钚曰蚴姑富钚栽黾拥奈镔|(zhì)。?必需激活劑(essentialactivator)

如多數(shù)金屬離子。?非必需激活劑(non-essentialactivator)

如Clˉ。第80頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三七、酶活性測(cè)定和酶活性單位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)速度(即在適宜的反應(yīng)條件下，單位時(shí)間內(nèi)底物的消耗或產(chǎn)物的生成量)。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。

第81頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三國(guó)際單位(IU)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。催量單位(katal)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比活力（specificactivity）：指每毫克酶蛋白含有的酶單位數(shù)。第82頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三酶活性測(cè)定:

酶活性測(cè)定的原則是在特定的最適條件(如采用最適pH、最適溫度、適當(dāng)?shù)牡孜餄舛群团懦种苿┑?下測(cè)定酶反應(yīng)體系內(nèi)產(chǎn)物的生成量或底物的消耗量,應(yīng)盡可能測(cè)反應(yīng)的初速度。底物的量要足夠([S]一般>10Km),使酶被底物飽和。第83頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三本節(jié)要點(diǎn)酶促反應(yīng)有哪些影響因素Km和Vmax的定義和意義可逆性抑制和不可逆性抑制的區(qū)別三種可逆性抑制的作用比較第84頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三第四節(jié)

酶的調(diào)節(jié)

TheRegulationofEnzyme

第85頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三酶活性的調(diào)節(jié)（快速調(diào)節(jié)）酶含量的調(diào)節(jié)（緩慢調(diào)節(jié)）

調(diào)節(jié)方式

調(diào)節(jié)對(duì)象關(guān)鍵酶第86頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三一、酶活性的調(diào)節(jié)（一）酶原與酶原的激活酶原(zymogen)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(chēng)為酶原。酶原的激活在一定條件下，酶原向有活性酶轉(zhuǎn)化的過(guò)程。第87頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三

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)短肽在特定條件下第88頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三賴(lài)?yán)i天天天天甘異賴(lài)?yán)i天天天天纈組絲SSSS46183甘異纈組絲SSSS腸激酶胰蛋白酶活性中心胰蛋白酶原的激活過(guò)程第89頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三

酶原激活的生理意義避免細(xì)胞產(chǎn)生的酶對(duì)細(xì)胞進(jìn)行自身消化，并使酶在特定的部位和環(huán)境中發(fā)揮作用，保證體內(nèi)代謝正常進(jìn)行。有的酶原可以視為酶的儲(chǔ)存形式。在需要時(shí)，酶原適時(shí)地轉(zhuǎn)變成有活性的酶，發(fā)揮其催化作用。第90頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三（二）變構(gòu)酶變構(gòu)效應(yīng)劑(allostericeffector)變構(gòu)激活劑變構(gòu)抑制劑

變構(gòu)調(diào)節(jié)(allostericregulation)

變構(gòu)酶(allostericenzyme)

變構(gòu)部位(allostericsite)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，從而改變酶的活性，此種調(diào)節(jié)方式稱(chēng)變構(gòu)調(diào)節(jié)。第91頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三變構(gòu)酶常為多個(gè)亞基構(gòu)成的寡聚體:（1）催化亞基——含催化部位(活性中心)（2）調(diào)節(jié)亞基——含調(diào)節(jié)部位變構(gòu)酶具有協(xié)同效應(yīng),即一個(gè)效應(yīng)劑分子與酶結(jié)合后對(duì)第二個(gè)效應(yīng)劑分子的結(jié)合產(chǎn)生影響。第92頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三變構(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)劑第93頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三（三）酶的共價(jià)修飾調(diào)節(jié)共價(jià)修飾(covalentmodification)在其他酶的作用下，酶蛋白肽鏈上的某些基團(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(guò)程稱(chēng)為共價(jià)修飾。

常見(jiàn)類(lèi)型磷酸化與脫磷酸化（最常見(jiàn)）乙?；兔撘阴；谆兔摷谆佘栈兔撓佘栈璖H與－S－S互變第94頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三

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-酶蛋白第95頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三二、酶含量的調(diào)節(jié)（一）酶蛋白合成的誘導(dǎo)和阻遏1.誘導(dǎo)作用(induction):某些化合物可在轉(zhuǎn)錄水平上促進(jìn)酶蛋白合成,此作用稱(chēng)為誘導(dǎo)作用,此化合物稱(chēng)為誘導(dǎo)劑(inducer)。2.阻遏作用(repression):在轉(zhuǎn)錄水平減少酶蛋白合成的物質(zhì)稱(chēng)為輔阻遏劑(corepressor),輔阻遏劑與阻遏蛋白結(jié)合,可影響基因的轉(zhuǎn)錄,此作用稱(chēng)為阻遏作用。（二）酶降解的調(diào)控第96頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三本節(jié)要點(diǎn)酶原激活的原理變構(gòu)調(diào)節(jié)共價(jià)修飾調(diào)節(jié)酶含量的調(diào)節(jié)第97頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三第五節(jié)

酶的命名與分類(lèi)

TheNamingandClassificationofEnzyme第98頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三一、酶的命名1.習(xí)慣命名法——推薦名稱(chēng)2.系統(tǒng)命名法——系統(tǒng)名稱(chēng)第99頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三一些酶的命名舉例第100頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三二、酶的分類(lèi)1.氧化還原酶類(lèi)(oxidoreductases)2.轉(zhuǎn)移酶類(lèi)(transferases)3.水解酶類(lèi)(hydrolases)4.裂解酶類(lèi)(lyases)5.異構(gòu)酶類(lèi)(isomerases)6.合成酶類(lèi)(ligases,synthetases)第101頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三第102頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三本節(jié)要點(diǎn)酶有哪六大類(lèi)第103頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三第六節(jié)

酶與醫(yī)學(xué)的關(guān)系

TheRelationofEnzymeandMedicine

第104頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三（一）酶與疾病的發(fā)生（二）酶與疾病的診斷（三）酶與疾病的治療一、酶與疾病的關(guān)系第105頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三酶與疾病的發(fā)生大多數(shù)疾病的發(fā)生都與體內(nèi)酶的活性發(fā)生變化有關(guān).第106頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三與酶有關(guān)的疾病舉例

蛋白質(zhì)變異（分子?。┎“Y---------------------------------------------------------------

珠蛋白珠蛋白生成障礙性貧血酶變異（先天性代謝缺陷）已糖激酶已糖激酶缺乏型溶血性貧血半乳糖-1-磷酸尿苷轉(zhuǎn)移酶半乳糖血癥酪氨酸酶白化病磷酸化酶激酶糖原貯積癥β-葡萄苷酸酶β-葡糖苷酸酶缺乏癥苯丙氨酸羥化酶苯丙酮尿癥黃嘌呤氧化酶黃嘌呤尿癥（或痛風(fēng)）第107頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三葡萄糖六磷酸脫氫酶缺乏癥由基因突變?cè)斐?不完全顯性遺傳臨床表現(xiàn):蠶豆病;新生兒黃疸;感染誘發(fā)的溶血第108頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三磷脂酶A1a缺失與毛發(fā)生長(zhǎng)缺陷第109頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三鳥(niǎo)苷酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶缺陷癥該酶為尿素循環(huán)相關(guān)的重要酶.缺陷會(huì)引起嚴(yán)重的尿素中毒癥狀.重癥患兒常在出生后數(shù)日內(nèi)發(fā)生嘔吐,拒食,嗜睡,昏迷等癥狀,甚至死亡.第110頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三苯丙氨酸羥化酶缺陷-苯丙酮尿癥遺傳性疾病。發(fā)病率隨種族而異，約為l／6000～l／25000，我國(guó)發(fā)病率約為1／16500由于酶缺陷，患兒無(wú)法將苯丙氨酸轉(zhuǎn)化為酪氨酸。第111頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三環(huán)氧合酶（COX)與心血管疾病環(huán)氧合酶（COX）是花生四烯酸代謝途徑的重要限速酶第112頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三磷脂酶A2與神經(jīng)系統(tǒng)疾病磷脂酶A2是一大類(lèi)能催化水解磷脂特定酯鍵的酶,與哺乳動(dòng)物神經(jīng)系統(tǒng)存在密切的關(guān)系.磷脂酶A2在神經(jīng)系統(tǒng)廣泛表達(dá),以海馬最為豐富,在維持神經(jīng)元的正常功能中起重要作用.第113頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三誘導(dǎo)型一氧化氮合酶與多種疾病

NO既有細(xì)胞毒性的一面，又作為機(jī)體內(nèi)的重要信使分子參與很多生命活動(dòng)。第114頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三端粒酶與惡性腫瘤端粒酶與90%的惡性腫瘤相關(guān)第115頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三酶與疾病的診斷通過(guò)血液檢查酶的活性來(lái)進(jìn)行疾病的診斷第116頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三肝臟疾病的診斷急性肝炎患者在黃疸前期，血清中轉(zhuǎn)氨酶（ALT，AST）活性就已明顯增高γ-谷氨酰基轉(zhuǎn)移酶（GGTP），堿性磷酸酶（ALP）指標(biāo)都可以用于診斷多種肝病GGTP和ALP同工酶測(cè)定有輔助診斷肝癌作用第117頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三心血管疾病的酶學(xué)檢測(cè)肌酸磷酸激酶（CK或CPK）：參考范圍0－190IU/L

天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（AST）：參考范圍0－40IU/L

乳酸脫氫酶（LDH）：參考范圍114－240IU/L第118頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三腫瘤的酶學(xué)診斷端粒酶與腫瘤診斷酸性磷酸酶：由前列腺分泌，前列腺癌時(shí)可見(jiàn)血清酸性磷酸酶增高。乳酸脫氫酶（LDH）：肝癌及惡性淋巴瘤有不同程度的增高。5一核苷酸磷酸二酯酶同工酶和γ一谷酰胺轉(zhuǎn)移酶Ⅱ（GGT-Ⅱ）：原發(fā)或轉(zhuǎn)移性肝癌時(shí)可增高。第119頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三糖尿病的酶學(xué)診斷谷氨酸脫羧酶抗體(GAD-Ab)檢測(cè)

N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶(NAG)對(duì)糖尿病腎病早期診斷具有重要的輔助價(jià)值。第120頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三急性胰腺炎的酶學(xué)診斷脂肪酶和淀粉酶急劇升高。第121頁(yè)，講稿共133頁(yè)，2023年5月2日，星期三神經(jīng)系統(tǒng)疾病的酶學(xué)診斷酸性磷酸酶增高可見(jiàn)于腦萎縮、腦腫瘤、腦膜炎及多發(fā)性硬化等。核糖核酸酶（RNase）增高見(jiàn)于癲癇、腦腫瘤、癡呆、脫