食品生物化學(xué)第5章 酶

第五章酶主要內(nèi)容酶的概念及其催化作用的特點酶的命名與分類酶分子的組成與結(jié)構(gòu)酶催化作用的機制酶促反響動力學(xué)酶活力測定酶的應(yīng)用1.酶的概念及其催化作用的特點1.1酶的概念

酶是活細胞產(chǎn)生的，能在體內(nèi)或體外起同樣催化作用的生物分子，又稱生物催化劑(biocatalyst)。

絕大多數(shù)的酶是蛋白質(zhì)，稱這類酶為enzyme

具有催化功能的RNA被稱為核酶(ribozyme)具有催化功能的DNA被稱為脫氧核酶(deoxyribozyme)1.2酶催化作用的特點1.2.1酶與非生物催化劑的共性都能加快反響速度但不改變反響的平衡點；用量少，反響前后不發(fā)生質(zhì)與量的變化；通過降低活化能加快化學(xué)反響速度。一般催化劑反響活化能反響總能量變化酶促反響活化能非催化反響活化能初態(tài)終態(tài)能量改變活化過程酶促反響活化能的改變過渡態(tài)1.2.2酶作為生物催化劑的催化特性1.高效性：通常比非生物催化劑的催化活性高106~1013倍。2H2O22H2O+O21mol過氧化氫酶5×106molH2O2/s1mol離子鐵6×10-4molH2O2/s專一性絕對專一性：除一種底物以外，其它任何物質(zhì)它都不起催化作用。相對專一性立體專一性：只能對一種立體異構(gòu)體起催化作用，對其對體則全無作用?；鶊F專一性：除了要求A和B之間的鍵合適外，還對其所作用鍵兩端的基團具有不同的專一性。鍵專一性：只要求底物分子上有適合的化學(xué)鍵就可以起催化作用。這種專一性催化作用，對于其在食品、化工領(lǐng)域的應(yīng)用具有重要實踐意義。2.高度專一性：酶對底物具有嚴(yán)格的選擇性。即：一種酶只能催化一種或一類結(jié)構(gòu)相似的化合物發(fā)生一定的反響。絕對專一性：只能作用于某一底物脲酶：H2N—C—NH2+H2OO2NH3+CO2凝血酶作為一種特殊的蛋白酶只作用于蛋白分子中精氨酸殘基的羧基與甘氨酸殘基形成的肽鍵。---Arg-Gly----相對專一性：作用于一類化合物或一種化學(xué)鍵。如脂肪酶、磷酸酯酶和蛋白水解酶等?！?〕鍵專一性：只對其底物分子中所作用的鍵要求嚴(yán)格，而對鍵兩端的基團沒有選擇性。酯酶：R—C—O—R′

+

H2OORCOO-+ROH+H+′〔2〕基團〔族〕專一性：酶對底物分子的要求較高,不僅要求底物具有一定的化學(xué)鍵，而且對鍵一端的基團有特殊要求。OCH2OHOHOHOH15α-葡萄糖苷酶OR+H2OOCH2OHOHOHOHOH15+ROH立體異構(gòu)專一性

當(dāng)?shù)孜锞哂辛Ⅲw異構(gòu)體時，酶只能催化一種異構(gòu)體發(fā)生某種化學(xué)反響，而對另一種異構(gòu)體無作用。旋光異構(gòu)專一性如：乳酸脫氫酶只能催化L-乳酸脫氫變成丙酮酸；

D-氨基酸氧化酶只能作用于各種D-氨基酸，催化其氧化脫氨；

胰蛋白酶只作用于L-氨基酸殘基構(gòu)成的肽鍵或其衍生物。2.幾何異構(gòu)專一性(順反異構(gòu)專一性)如琥珀酸脫氫酶只能催化丁二酸脫氫生成反-丁烯二酸的可逆反響。FADH2FAD研究酶的專一性的意義例如，某藥物具有某一種構(gòu)型才有生理效用，而有機合成的是消旋混合物，假設(shè)用酶可以進行不對稱合成或不對稱拆分，即得到單一構(gòu)型的藥物。3.反響條件溫和常溫、常壓、近中性pH值4.酶的催化活性受調(diào)節(jié)和控制在分子水平上對酶活性進行調(diào)節(jié)：共價修飾調(diào)節(jié)，變構(gòu)調(diào)節(jié)，同工酶調(diào)節(jié)，多功能酶調(diào)節(jié)在酶分子合成水平上對酶量進行調(diào)節(jié)

1.2.2酶作為生物催化劑的催化特性2.酶的分類與命名2.1酶的國際系統(tǒng)分類法及編號1961年國際生化協(xié)會酶命名委員會(EnzymeCommittee,EC)根據(jù)酶所催化的反響類型將酶分為六大類，即氧化復(fù)原酶類、轉(zhuǎn)移酶類、水解酶類、裂解酶類、異構(gòu)酶類和合成酶類，分別用1、2、3、4、5、6的編號來表示.再根據(jù)底物中被作用的基團或鍵的特點將每一大類分為假設(shè)干個亞類，每個亞類可再分假設(shè)干個亞-亞類，仍用1、2、3、……編號。故每一個酶的分類編號由用“．〞隔開的四個數(shù)字組成。編號之前是酶學(xué)委員會的縮寫E.C.。酶編號的前三個數(shù)字說明酶的特性：反響性質(zhì)、反響物〔或底物〕性質(zhì)、鍵的類型，第四個數(shù)字那么是酶在亞-亞類中的順序號。乳酸脫氫酶E.C.1.1.1.27第1大類，氧化還原酶第1亞類，氧化基團為CHOH第1亞亞類，H受體為NAD+該酶在亞亞類中的順序號+NAD++NADH+H+舉例：乳酸脫氫酶〔〕CH3C=OCOOHCH3CHOHCOOH氧化復(fù)原酶類〔oxido-reductases〕：

催化氧化復(fù)原反響的酶。－－主要是催化氫的轉(zhuǎn)移或電子傳遞的氧化復(fù)原反響AH2+BA+BH2〔1〕脫氫酶類：催化直接從底物上脫氫的反響。AH2

+BA+BH2（需輔酶Ⅰ或輔酶Ⅱ）〔2〕氧化酶類①催化底物脫氫，并氧化生成H2O2：AH2+O2A+H2O2（需FAD或FMN）②催化底物脫氫，氧化生成H2O：2AH2+O22A+2H2O〔3〕過氧化物酶ROO+H2O2RO+H2O+O2〔4〕加氧酶〔雙加氧酶和單加氧酶〕O2+OHOHC=OC=OOHOH（順，順-已二烯二酸）RH+O2+還原型輔助因子ROH+H2O+氧化型輔助因子（又稱羥化酶）2.轉(zhuǎn)移酶類(transferases)：催化分子間基團轉(zhuǎn)移的酶。A·X+BA+B·X根據(jù)X分成8個亞類：轉(zhuǎn)移碳基、酮基或醛基、?；?、糖基、烴基、含氮基、含磷基和含硫基的酶。3.水解酶類(hydrolases)：催化水解反響的酶。AB+H2OAOH+BH水解酶類大都屬于胞外酶，在生物體內(nèi)分布最廣，數(shù)量也多4.裂解酶類〔或裂合酶類,lyases〕：催化非水解性地除去分子中的基團及其逆反響的酶。CH3C=OCOOHC—C鍵CH3C=OH+CO2C—O鍵CH2COOHHO—CH—COOHHCCOOHHOOCCH+H2OC—N鍵COOHCH—NH2CH2COOHCOOHCHHCCOOH+

NH35.異構(gòu)酶〔isomerases〕：催化分子異構(gòu)反響的酶。AB常見的有消旋和變旋、醛酮異構(gòu)、順反異構(gòu)和變位酶類。6.合成酶類〔或連接酶類,synthetases或ligases〕：催化有ATP參加的合成反響(即兩個分子合成一個分子)的酶。A+B+ATPA·B+ADP+Pi2.2酶的命名

兩種命名方法：國際系統(tǒng)命名法、習(xí)慣命名法?！?〕國際系統(tǒng)命名法在系統(tǒng)命名法中，一種酶只可能有一個名稱和一個編號。在科技文獻中，一般使用酶的系統(tǒng)名稱。系統(tǒng)名稱包括底物名稱、構(gòu)型、反響性質(zhì)，最后加一個酶字。例如：系統(tǒng)名稱:丙氨酸：-酮戊二酸氨基轉(zhuǎn)移酶它所催化的反響:谷氨酸+丙酮酸-酮戊二酸+丙氨酸但因某些系統(tǒng)名稱太長，為方便起見，有時仍用酶的習(xí)慣名稱?！?〕習(xí)慣命名法:A.根據(jù)作用底物來命名，如淀粉酶、蛋白酶等。B.根據(jù)所催化的反響的類型命名，如脫氫酶、轉(zhuǎn)移酶等。C.兩個原那么結(jié)合起來命名，例如丙酮酸脫羧酶等。D.根據(jù)酶的來源或其它特點來命名，如胃蛋白酶、胰蛋白酶等。這在一定程度上造成很多酶有多種名稱的情況。3.酶分子的組成與結(jié)構(gòu)酶單純酶結(jié)合酶（全酶）=酶蛋白+輔因子3.1單純酶和結(jié)合酶結(jié)合酶=酶蛋白+輔因子

輔因子輔酶:與酶蛋白結(jié)合比較松馳的小分子有機物輔基:與酶蛋白結(jié)合比較緊密的小分子有機物金屬離子★金屬離子：(1)作為酶活性部位的組成局部，(2)幫助形成酶活性所必需的構(gòu)象★輔酶或輔基：通常作為電子、原子或某些化學(xué)基團的傳遞載體★酶的催化專一性主要決定于酶蛋白局部3.2單體酶、寡聚酶和多酶體系單體酶

單體酶只有一條多肽鏈，是一個獨立的三級結(jié)構(gòu)，屬于這一類的酶很少，一般都是催化水解的酶，分子量在13000～35000之間，如溶菌酶、胰蛋白酶等寡聚酶

寡聚酶由幾個甚至幾十個亞基組成，這些亞基可以是相同的多肽鏈，也可以是不同的多肽鏈。亞基之間不是共價結(jié)合，彼此很容易分開。是一個獨立的四級結(jié)構(gòu)。多酶體系多酶體系是由幾種酶彼此嵌合形成的復(fù)合體。它有利于一系列反響的連續(xù)進行。如脂肪酸合成酶體系、呼吸鏈酶系等。根據(jù)組成酶蛋白分子的肽鏈數(shù)量及其組裝特點，又可將酶分為三類：3.3酶的活性部位3.3.1酶活性部位〔活性中心〕是指酶分子中直接與底物結(jié)合并與酶催化作用直接有關(guān)的部位。酶活性部位的特點1.活性部位在酶分子整個體積中只占很小的一局部2.活性部位是一個三維實體3.底物通過較弱的鍵結(jié)合到酶分子上形成酶和底物的復(fù)合物〔ES〕4.酶的活性部位是酶分子外表的一個裂隙或裂縫(－－在所有結(jié)構(gòu)的酶中都是位于酶分子的外表呈裂縫狀)5.活性部位有結(jié)合底物的專一性6.酶活性部位具有柔性或可運動性3.3.2必需基團必需基團：酶分子中直接或間接與酶催化活性相關(guān)的某些氨基酸殘基的功能基團。－－這些基團假設(shè)經(jīng)化學(xué)修飾使其改變，那么酶的活性喪失。必需基團活性部位維持酶的空間構(gòu)象結(jié)合基團催化基團專一性催化性質(zhì)S-S活性中心外必需基團結(jié)合基團催化基團活性中心必需基團底物

肽鏈活性中心酶活性中心示意圖3.3.3酶原的激活

沒有活性的酶的前體稱為酶原。酶原轉(zhuǎn)變成有活性的酶的過程稱為酶原的激活.該過程實質(zhì)上是酶活性部位形成和暴露的過程。舉例1.胰蛋白酶原的激活

胰蛋白酶是一個關(guān)鍵酶,胰臟中酶原(胰凝乳蛋白酶原,彈性蛋白酶原,羧肽酶原等)的激活都要通過胰蛋白酶的作用。在胰臟中存在著較豐富的胰蛋白酶抑制劑,抑制胰蛋白酶的活性。

酶原在胰臟中提早活化是胰腺炎的特征，嚴(yán)重的可以致命。

-S-S-X纈天天天天賴異甘纈組46絲183靜電吸引力或氫鍵腸激酶胰蛋白酶胰蛋白酶原-S-S-甘纈天天天天賴異纈絲胰蛋白酶SSSS組活性中心游離的六肽胰蛋白酶原的激活過程◆酶原與酶原激活的生理意義：

1.保護組織器官本身免受酶的水解破壞；2.保證酶在特定時空發(fā)揮催化作用；3.酶原可視作酶的儲存形式。

如：凝血和纖維蛋白溶解酶類以酶原的形式在血液循環(huán)中運行，一旦需要便不失時機地轉(zhuǎn)化為有活性的酶，發(fā)揮其對機體的保護作用。3.3.4同工酶(isoenzyme)——能催化相同的化學(xué)反響，但在蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)和免疫性能等方面都存在明顯差異的一組酶，稱為同工酶。酶蛋白差異源于：〔1〕編碼基因不同；〔2〕加工過程不同，導(dǎo)致相同基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物mRNA或翻譯產(chǎn)物不同。1959年Markert首次用電泳別離法發(fā)現(xiàn)動物的乳酸脫氫酶(lactatedehydrogenase,LDH)具有多種分子形式，并提出同工酶的概念。乳酸脫氫酶〔LDH〕同工酶:

LDH1LDH2LDH3LDH4LDH5(H4)(H3M)(H2M2)(HM3)(M4)M

H乳酸脫氫酶〔LDH〕

同工酶不僅存在于同一個體的不同組織中，甚至同一組織、同一細胞的不同亞細胞結(jié)構(gòu)中。?同工酶研究的意義：

1.是研究代謝調(diào)節(jié)、分子遺傳、生物進化、個體發(fā)育、細胞分化和癌變的有力工具；2.是研究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的好材料，在酶學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)和農(nóng)業(yè)中占有重要地位。舉例:心、肝病變引起血清LDH同工酶酶譜變化

心臟疾病LDH1↑,LDH2↑;LDH3↓,LDH5↓急性肝炎LDH5↑明顯原發(fā)性肝癌LDH3↑,LDH4↑,LDH5↑,LDH5>LDH44.酶催化作用的機制4.1中間產(chǎn)物學(xué)說－－關(guān)于酶催化高效性的假說E+SESE+P由于形成不穩(wěn)定的ES,可有效降低發(fā)生反響的活化能,從而解釋酶催化的高效性4.2誘導(dǎo)嵌合學(xué)說－－關(guān)于酶作用專一性的假說4.2.1鎖鑰學(xué)說〔Fisher，1890〕：酶的活性中心結(jié)構(gòu)與底物的結(jié)構(gòu)須非常吻合，如同鎖和鑰匙一樣，緊密結(jié)合成中間絡(luò)合物。4.2.2誘導(dǎo)嵌合學(xué)說〔Koshland，1958〕：

酶活性中心的結(jié)構(gòu)有一定的柔性,當(dāng)?shù)孜锱c酶分子結(jié)合時,誘導(dǎo)酶蛋白的構(gòu)象發(fā)生有利于與底物結(jié)合的變化,使反響所需的催化基團和結(jié)合基團正確地排列和定向,轉(zhuǎn)入有效的作用位置,這樣才能使酶與底物完全吻合,結(jié)合成中間產(chǎn)物。SEE-S復(fù)合物abcabcES誘導(dǎo)契合學(xué)說4.3使酶具有高催化效率的因素酶分子為酶的催化作用提供各種功能基團和形成特定的活性中心，酶與底物結(jié)合成中間產(chǎn)物，使分子間的催化反響轉(zhuǎn)變?yōu)榉肿觾?nèi)的催化反響。4.3.1鄰近定向效應(yīng)酶與底物結(jié)合成中間產(chǎn)物過程中,底物分子密集到活性中心區(qū),并使活性中心的催化基團與底物的反響基團之間正確定向排列所產(chǎn)生的效應(yīng)。酶AB靠近與定向作用

4.3.2“張力〞與“形變〞底物與酶的結(jié)合，不僅誘導(dǎo)酶分子發(fā)生構(gòu)象變化，同樣底物分子也會發(fā)生扭曲變形，使底物分子的敏感鍵產(chǎn)生“張力〞，甚至“形變〞，某些鍵的鍵能減弱，從而促進酶-底物中間產(chǎn)物進入過渡態(tài)〔降低了反響活化能〕。4.3.3酸堿催化酶活性部位上的某些基團可以做為良好的質(zhì)子供體或受體對底物進行酸堿催化。蛋白質(zhì)中起酸或堿催化的功能基團有氨基、羧基、咪唑基、巰基和酚基。影響酸堿催化速度的2種因素:(1)酸或堿的強度(pK);(2)質(zhì)子傳遞速度。His的咪唑基最活潑。酶活性中心廣義酸堿基團

氨基酸殘基廣義酸的形式（質(zhì)子供體）廣義堿的形式（質(zhì)子受體）4.3.4共價催化酶可以和底物生成不穩(wěn)定的共價中間物，這種共價中間物進一步生成產(chǎn)物要比非催化反響容易得多。Lewis的酸堿電子理論:酸是可以接受電子對的物質(zhì)，是親電物質(zhì)；而堿那么是可以提供電子對的物質(zhì)，是親核物質(zhì)。共價催化又稱親核或親電子催化，實際上也是酸堿催化。4.3.5活性部位微環(huán)境的影響

5.酶促反響動力學(xué)酶促反響動力學(xué)：研究酶促反響速度及其影響因素的科學(xué)。酶濃度[E]底物濃度[S]反響溫度pH值激活劑抑制劑v[E]o在有足夠底物和其他條件不變、無任何不利因素的情況下：

v=k[E]5.1酶濃度對酶作用的影響1、底物濃度對酶促反響速度的影響

vVm0.30.2Vm20.1012345678[S][S]與v關(guān)系：當(dāng)[S]很低時，[S]與v成比例--一級反響當(dāng)[S]較高時，[S]與v不成比例-混合級反響當(dāng)[S]很高時，[S]，v不變--零級反響5.2底物濃度對酶作用的影響當(dāng)?shù)孜餄舛群艿蜁r，有多余的酶沒與底物結(jié)合，隨著底物濃度的增加，有更多的中間絡(luò)合物生成，因而反響速度也不斷增高。當(dāng)?shù)孜餄舛群芨邥r，體系中的酶全部與底物結(jié)合成中間產(chǎn)物，雖增加底物濃度也不會有更多的中間產(chǎn)物生成，因而反響速度幾乎不變。S+EESE+Pk1k2k32.米氏方程式〔Michaelis-Mentenequation〕LeonorMichaelis和MaudMenten〔1913〕根據(jù)中間產(chǎn)物學(xué)說推導(dǎo)了能夠表示整個反響中底物濃度和反響速度關(guān)系的公式，稱為米氏〔米－曼氏〕方程式：v=Vmax[S]Km+[S]米氏方程的三個假設(shè)中間產(chǎn)物學(xué)說：E+SESE+P〔1〕反響開始，[P]很低，由P+EES可忽略不計，即：E+SESE+Pk1k2k3k4k1k2k3〔2〕E+SES為快速反響(快速平衡假說)〔3〕ESE+P為慢速反響(限速步驟),反響速度v決定于最慢的一步即K3Km=[S]3.米氏常數(shù)的意義當(dāng)v=?Vmax時

?Vmax=Km+[S]Vmax[S]可見，Km的涵義〔物理意義〕是當(dāng)反響速度為最大反響速度一半時的底物濃度。其單位是濃度單位，一般以mol/L或mmol/L表示。米氏常數(shù)意義：〔1〕Km是酶的一個特征性常數(shù)。Km大小只與酶的性質(zhì)有關(guān)，而與酶濃度無關(guān)。Km值隨測定的底物、反響的溫度、pH和離子強度而改變。一個酶在一定條件下，對某一底物有一定的Km值，故通過測定Km的數(shù)值，可鑒別酶。大多數(shù)酶的Km值介于10-6~10-1mol/L之間?！?〕從Km可判斷酶的專一性和天然底物。當(dāng)酶可作用于幾種底物時，Km最小的底物通常就是該酶的最適底物，也就是天然底物。Km愈小，到達最大反響速度一半所需要的底物濃度就愈小，即底物與酶的親和力愈大。Km值隨不同底物而異的現(xiàn)象可以幫助判斷酶的專一性，并且有助于研究酶的活性部位?！逰m=〔k2+k3)/k1Km≈k2/k1∴Km可以看作ES的解離常數(shù)ks：Km=ks=————[S][E][ES]Km大，說明ES容易解離，酶與底物結(jié)合的親和力小。Km小，那么說明酶與底物的親和力大?！?〕當(dāng)k2＞＞k3時，km的大小可以近似地表示酶與底物的親和力大小。S+EESE+Pk1k2k3〔4〕Km可以幫助推斷某一代謝物在體內(nèi)可能的代謝途徑。丙酮酸乳酸乙酰CoA乙醛乳酸脫氫酶（1.7×10-5）丙酮酸脫氫酶（1.3×10-3）丙酮酸脫羧酶（1.0×10-3）當(dāng)丙酮酸濃度較低時，代謝走哪條途徑?jīng)Q定于Km最小的酶。(∵只有Km值小的酶反響比較占優(yōu)勢)√米氏常數(shù)可根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作圖法直接求得：先測定不同底物濃度的反響初速度，從v與[S]的關(guān)系曲線求得Vmax，然后再從1/2Vmax求得相應(yīng)的[S]即為Km〔近似值〕。4、Km值與Vmax值測定通常用雙倒數(shù)作圖法測定酶促反響的Km和Vmax。〔y=ax+b〕1v斜率=km/Vmax1/[S]1/v1/Vmax-1/km5.3pH對酶作用的影響2.最適pH

1.pH穩(wěn)定性－－酶表現(xiàn)最大活力的pH值。在一定的pH范圍內(nèi)酶是穩(wěn)定的。一些酶的最適pH值

酶最適pH胃蛋白酶1.8過氧化氫酶7.6胰蛋白酶7.7延胡索酸酶7.8核糖核酸酶7.8精氨酸酶9.8酶的最適pH只在一定條件下才有意義－－

酶的最適pH不是固定的常數(shù),其數(shù)值受酶的純度、底物種類和濃度、緩沖液種類和濃度等影響pH影響酶活力的原因：

1.環(huán)境過酸、過堿可使酶的空間結(jié)構(gòu)破壞，引起酶構(gòu)象的改變，酶變性失活；

2.pH改變能影響酶分子活性部位上有關(guān)基團的解離，從而影響與底物的結(jié)合或催化；

3.pH影響底物有關(guān)基團的解離。5.4溫度對酶作用的影響兩種不同影響：1.溫度升高，反響速度加快；2.溫度升高，熱變性速度加快。Tv最適溫度

酶的最適溫度:在一定條件下，酶表現(xiàn)最大活力時的溫度。酶的最適溫度不是一個固定的常數(shù)，其數(shù)值受底物種類、作用時間等因素影響而改變。5.5激活劑對酶作用的影響——凡能提高酶活力的物質(zhì)都稱之為該酶的激活劑。激活劑無機離子大多為金屬離子:如K+,Na+,Ca2+,Mg2+,Zn2+,Fe2+等少數(shù)為陰離子:如Cl-,Br-,I-,CN-,PO43-等小分子有機物：如Vc,Cys,GSH,膽汁酸鹽等生物大分子：如蛋白激酶，激活酶原的蛋白酶等5.6抑制劑對酶作用的影響——使酶的必需基團或活性部位中的基團的化學(xué)性質(zhì)改變而降低酶活力甚至使酶喪失活性的物質(zhì)，稱為抑制劑〔inhibitor,I〕。由抑制劑所引起的酶活力降低或喪失稱為抑制作用〔inhibition〕。凡可使酶蛋白變性而引起酶活力喪失的作用稱為失活作用〔inactivation〕。5.6.1不可逆抑制作用(irreversibleinhibition〕抑制劑與酶的結(jié)合〔共價鍵〕是不可逆的，不能用透析、超濾等物理方法除去抑制劑使酶恢復(fù)活性。S+EESE+P

+I↓EI5.6.2可逆抑制作用(reversibleinhibition)

抑制劑與酶以非共價鍵結(jié)合引起酶活性的降低或喪失,結(jié)合是可逆的,能夠通過透析、超濾等物理方法使酶恢復(fù)活性。抑制程度由酶與抑制劑之間的親和力大小、抑制劑的濃度以及底物的濃度決定。

可采用動力學(xué)方法鑒別可逆抑制作用和不可逆抑制作用[E]vabca.反響體系中不加I。b.反響體系中參加一定量的不可逆抑制劑。c.反響體系中參加一定量的可逆抑制劑。圖可逆/不可逆抑制劑的區(qū)別(一)(1)競爭性抑制(competitiveinhibition)概念抑制劑〔I〕與底物〔S〕競爭酶的活性中心〔結(jié)合部位〕,從而影響底物與酶的正常結(jié)合，降低了酶的催化活力?？赡嬉种祁愋停焊偁幮砸种?competitiveinhibition)非競爭性抑制〔non-competitiveinhibition〕反競爭性抑制〔uncompetitiveinhibition〕SSEEIIEE+P無I有I

競爭性抑制的底物濃度曲線〔Michaelis-Menten圖〕v競爭性抑制作用過程[S]不反響競爭性抑制的特點：I與S分子結(jié)構(gòu)相似；Vmax不變，表觀Km增大；抑制程度取決于I與E的親和力，以及[I]和[S]的相對濃度比例，能用增大[S]的方法克服?！?〕非競爭性抑制(non-competitiveinhibition)概念底物和抑制劑同時結(jié)合在酶的不同部位上,兩者沒有競爭作用，但形成的ESI不能進一步轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)物。也稱作混合型抑制作用(mixedinhibition)。非競爭性抑制作用過程：SSEEEE

+PSESIIII[S]v無I有I(′)km非競爭性抑制的底物濃度曲線V/2v=———————Vmax1+[I]/ki·[S]km+[S]————非競爭性抑制的特點：1、I與S分子結(jié)構(gòu)不同；2、Vmax減小，表觀Km不變；3、抑制程度取決于[I]大小，不能用增大[S]的方法克服。反競爭性抑制〔uncompetitiveinhibition〕概念抑制劑僅與酶和底物的中間復(fù)合物結(jié)合而抑制酶活性。反競爭性抑制作用過程：EEE+PEIISSS反競爭性抑制作用－－抑制劑必須在酶與底物結(jié)合后才能進一步形成ESI復(fù)合物。[S]vkm′kmVmax2′Vmax2反競爭性抑制的底物濃度曲線v

=Vmax1+—[I]ki·[S]km1+——[I]ki+[S]反競爭性抑制的特點：1、I與S分子結(jié)構(gòu)不同,I只與ES結(jié)合2、Vmax和表觀Km都減??；〔存在I時，不僅不排斥E和S的結(jié)合，反而增加二者的親和力，這與競爭性抑制作用恰恰相反〕3、抑制程度取決于[I]和[ES]二者的濃度，不能用增大[S]的方法克服。競爭性抑制作用總結(jié)：3種可逆抑制作用圖示競爭性抑制劑只同自由〔游離〕酶結(jié)合非競爭性抑制作用非競爭性抑制劑既能同自由酶結(jié)合又能同ES結(jié)合反競爭性抑制作用反競爭性抑制劑只能同ES結(jié)合總結(jié)：不同類型可逆抑制作用的米氏方程和常數(shù)類型方程式VmaxKm無抑制劑競爭性抑制非競爭性抑制反競爭性抑制v=Vmax

·

[S]Km

+

[S]v=Vmax

·

[S]Km(1+)

+

[S][I]Kiv=Vmax

·[S](Km

+

[S])(1+)

v=Vmax

·

[S]Km

+

[S][I]Ki(1+)

[I]KiVmaxKm不變不變增大減小減小減小6.酶活性的調(diào)節(jié)控制－－酶的別構(gòu)〔變構(gòu)〕效應(yīng)

非共價調(diào)節(jié)----酶的別構(gòu)調(diào)節(jié)共價調(diào)節(jié)

不可逆共價調(diào)節(jié)——酶原的激活可逆共價調(diào)節(jié)——酶的共價修飾酶活性的調(diào)節(jié)控制別構(gòu)酶(allostericenzyme):具有別構(gòu)效應(yīng)的酶。別構(gòu)酶通常能對反響起調(diào)節(jié)作用，是調(diào)節(jié)酶的一種。酶的別構(gòu)〔變構(gòu)〕效應(yīng)別構(gòu)效應(yīng)：底物或底物以外的物質(zhì)和別構(gòu)酶分子上的相應(yīng)部位可逆地非共價結(jié)合后，通過酶分子構(gòu)象的變化影響酶的催化活性，這種效應(yīng)稱為別構(gòu)效應(yīng)

別構(gòu)效應(yīng)劑：引起別構(gòu)效應(yīng)的物質(zhì)。

別構(gòu)激活劑：但凡和酶分子結(jié)合后使酶反響速度加快的別構(gòu)效應(yīng)劑〔亦稱正效應(yīng)劑〕別構(gòu)抑制劑：〔亦稱負效應(yīng)劑〕別構(gòu)酶的主要特點：

1.一般是寡聚酶；

別構(gòu)酶的組成：

兩個部位活性部位：與底物結(jié)合并完成催化作用調(diào)節(jié)部位:與別構(gòu)效應(yīng)劑結(jié)合,調(diào)節(jié)酶活性2.具有別構(gòu)效應(yīng)；3.υ對[S]作圖不服從米氏關(guān)系式，不呈直角雙曲線，而是S形曲線〔正協(xié)同〕或表觀雙曲線〔負協(xié)同〕。正效應(yīng)劑通常是別構(gòu)酶的底物負效應(yīng)劑一般是代謝反應(yīng)序列的終產(chǎn)物協(xié)同效應(yīng)：指一個配體與酶蛋白結(jié)合后，可以影響另一配體與酶蛋白的結(jié)合正協(xié)同效應(yīng)：指一分子配體與酶結(jié)合后可促進下一分子配體的結(jié)合，使酶對配體的親和力增高，即酶愈飽和對配體的結(jié)