基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)概論 生物大分子-酶

基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)概論生物大分子—酶知道酶促反應(yīng)的特點(diǎn)、機(jī)制知道競(jìng)爭(zhēng)性抑制、非競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用能夠敘述酶的定義及競(jìng)爭(zhēng)性抑制、非競(jìng)爭(zhēng)性抑制的區(qū)別教學(xué)目標(biāo)酶的定義酶的分子結(jié)構(gòu)與功能酶促反應(yīng)的特點(diǎn)與機(jī)制影響酶促反應(yīng)的因素酶的調(diào)節(jié)與活性測(cè)定教學(xué)內(nèi)容由生物活細(xì)胞合成的、對(duì)其特異底物其高效催化作用的物質(zhì)幾乎所有酶均為蛋白質(zhì)，部分為核酸底物：酶所催化的物質(zhì)產(chǎn)物：酶所催化的底物的轉(zhuǎn)變物

酶

底物酶底物產(chǎn)物酶的分類酶的分子結(jié)構(gòu)和活性中心同工酶

酶的分子結(jié)構(gòu)與功能根據(jù)分子組成

酶的分類單純酶：指僅由氨基酸殘基組成的酶結(jié)合酶蛋白質(zhì)部分：酶蛋白非蛋白質(zhì)部分：輔助因子

全酶小分子有機(jī)物金屬離子輔助因子與酶蛋白結(jié)合松散，

酶促反應(yīng)中可以離開酶蛋白

與酶蛋白結(jié)合緊密，

酶促反應(yīng)中不能離開酶蛋白酶的分類輔酶輔基必需基團(tuán)：與酶活性有關(guān)的功能基團(tuán)酶的分子結(jié)構(gòu)和活性中心活性中心酶促反應(yīng)

活性中心內(nèi)必需基團(tuán)+

活性中心外酶的分子結(jié)構(gòu)和活性中心結(jié)合基團(tuán)催化基團(tuán)1.結(jié)合基團(tuán)：與底物結(jié)合的必需基團(tuán)2.催化基團(tuán)：促進(jìn)底物發(fā)生化學(xué)變化的必需基團(tuán)酶的分子結(jié)構(gòu)和活性中心S—底物a、b、c—結(jié)合基團(tuán)d—催化基團(tuán)酶的分子結(jié)構(gòu)和活性中心參加酶促反應(yīng)維持酶的空間構(gòu)象是指催化的化學(xué)反應(yīng)相同，但是酶蛋白分子結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)不同的一組酶同一個(gè)體的不同組織、同一組織中同工酶乳酸脫氫酶5種同工酶：催化丙酮酸生成乳酸酶促反應(yīng)的機(jī)制高效性專一性不穩(wěn)定性可調(diào)節(jié)性

酶促反應(yīng)的特點(diǎn)與機(jī)制一個(gè)化學(xué)反應(yīng)體系中的各個(gè)分子所含的能量不同化學(xué)反應(yīng)：較高能量、處于過渡態(tài)的分子碰撞反應(yīng)物中活化分子越多，反應(yīng)速度越快酶促反應(yīng)的機(jī)制分子碰撞頻率活化能—分子轉(zhuǎn)化為過渡態(tài)所需的能量分子碰撞概率誘導(dǎo)契合假說：

酶促反應(yīng)的機(jī)制酶與底物接觸后，酶的構(gòu)象改變，底物變形

酶與底物契合，底物化學(xué)鍵易斷裂，發(fā)生反應(yīng)

（過渡態(tài)）

降低活化能趨近效應(yīng)：酶促使活化分子的反應(yīng)基團(tuán)相互靠近定向效應(yīng)：酶促使催化基團(tuán)與底物的反應(yīng)基團(tuán)正確

定向酶促反應(yīng)的機(jī)制增大分子碰撞頻率酸堿催化作用：

酶活性中心里具有酸堿功能基團(tuán)，

質(zhì)子供體、受體（體液條件下）酶促反應(yīng)的機(jī)制質(zhì)子供體質(zhì)子受體-NH??、-COOH、-SH-NH?、-COO?、-S?表面效應(yīng)酶促反應(yīng)的機(jī)制疏水性“口袋”1.排除水分子對(duì)酶和底物的干擾2.有利于酶和底物的密切接觸增大分子碰撞概率酶的催化效率比非催化反應(yīng)高約108～1020倍，比一般催化劑高約107～1013倍高效性底物催化劑反應(yīng)溫度反應(yīng)速度常數(shù)尿素

H+627.4

10-7

脲酶

215.0

106過氧化氫

Fe2+2256

過氧化氫酶

223.5

107

酶比一般催化劑能更有效地降低反應(yīng)活化能，促進(jìn)底物形成過渡態(tài)而加快反應(yīng)速度高效性酶對(duì)底物的高度選擇性或特異性絕對(duì)專一性相對(duì)專一性立體異構(gòu)專一性專一性絕對(duì)專一性：只能催化一種底物專一性脲酶尿素NH?+CO?水解脲酶甲基尿素水解?相對(duì)專一性：催化一類化合物立體異構(gòu)專一性：對(duì)底物的空間構(gòu)象有要求專一性脂肪酶促進(jìn)水解促進(jìn)水解酯類脂肪酶的活性不穩(wěn)定多數(shù)酶都是蛋白質(zhì)強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、高溫條件均易使酶發(fā)生變性而失去活性不穩(wěn)定性酶促反應(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)的需要酶的調(diào)節(jié)方式主要包括酶含量和酶活性的調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)性酶濃度底物濃度溫度pH激活劑抑制劑

影響酶促反應(yīng)的因素當(dāng)?shù)孜餄舛却蟠蟪^酶濃度時(shí)，反應(yīng)速度和酶濃

度變化呈正比

酶濃度Vm[E]在其他因素不變、且底物濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于酶濃度的情況下，底物濃度的變化對(duì)反應(yīng)速度的影響呈

矩形雙曲線

底物濃度[s]vVm0一級(jí)反應(yīng)混合級(jí)反應(yīng)零級(jí)反應(yīng)飽和米氏方程

底物濃度V=Vmax[S]Km+[S][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Ｋm：米氏常數(shù)Km（米氏常數(shù)）

底物濃度2＝Km+[S]

Vmax

Vmax[S]Km＝[S]Km（米氏常數(shù)）1.等于酶促反應(yīng)速度達(dá)到最大反應(yīng)速度一半

時(shí)的底物濃度

2.反映酶與底物親和力的大小

3.是酶的特征性常數(shù)，主要取決于酶和底物的結(jié)

構(gòu)，與酶和底物的濃度無關(guān)，但受到反應(yīng)環(huán)境（如pH、溫度等）的影響

底物濃度化學(xué)反應(yīng)隨溫度的增高而加快酶隨溫度的升高而變性

溫度最適溫度pH影響底物和酶的結(jié)合

pH最適pH激活劑：能使酶活性提高的物質(zhì)離子：Mg2+

、K+、Mn2+Cl-有機(jī)物：膽汁酸鹽激活劑抑制劑：使酶活性下降而不引起酶蛋白變性的物質(zhì)不可逆性抑制：共價(jià)鍵可逆性抑制：非共價(jià)鍵

抑制劑競(jìng)爭(zhēng)性抑制非競(jìng)爭(zhēng)性抑制競(jìng)爭(zhēng)性抑制1.抑制劑與底物結(jié)構(gòu)相似，可與底物競(jìng)爭(zhēng)酶活性

中心的結(jié)合基團(tuán)，與酶形成可逆的EI復(fù)合物，

減少酶與底物結(jié)合的機(jī)會(huì)，從而抑制酶活性

抑制劑+++EESIESEIEP競(jìng)爭(zhēng)性抑制

2.抑制程度取決于抑制劑與底物的濃度比

3.不影響酶促反應(yīng)的最大速度