第一篇生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能_百度文庫(kù)

1、第一篇 生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能第一章 氨基酸和蛋白質(zhì)一、組成蛋白質(zhì)的 20種氨基酸的分類(lèi)1、非極性氨基酸包括:甘氨酸、 丙氨酸、 纈氨酸、 亮氨酸、 異亮氨酸、 苯丙氨酸、 脯氨酸2、極性氨基酸極性中性氨基酸:色氨酸、 酪氨酸、 絲氨酸、 半胱氨酸、 蛋氨酸、 天冬酰胺、谷氨酰胺、蘇氨酸酸性氨基酸:天冬氨酸、谷氨酸堿性氨基酸:賴(lài)氨酸、精氨酸、組氨酸其中:屬于芳香族氨基酸的是:色氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸 屬于亞氨基酸的是:脯氨酸含硫氨基酸包括:半胱氨酸、蛋氨酸注意:在識(shí)記時(shí)可以只記第一個(gè)字,如酸性天冬谷堿性賴(lài)精組。二、氨基酸的理化性質(zhì)1、兩性解離及等電點(diǎn)氨基酸分子中有游離的氨基和游離的羧基, 能與

2、酸或堿類(lèi)物質(zhì)結(jié) 合成鹽, 故它是一種兩性電解質(zhì)。在某一PH的溶液中, 氨基酸解離成陽(yáng)離子和陰離子的趨勢(shì)及程度相等,成為兼性離子,呈電中性,此 時(shí)溶液的PH稱(chēng)為該氨基酸的等電點(diǎn)。2、氨基酸的紫外吸收性質(zhì)芳香族氨基酸在 280nm 波長(zhǎng)附近有最大的紫外吸收峰,由于大 多數(shù)蛋白質(zhì)含有這些氨基酸殘基,氨基酸殘基數(shù)與蛋白質(zhì)含量成正 比,故通過(guò)對(duì) 280nm 波長(zhǎng)的紫外吸光度的測(cè)量可對(duì)蛋白質(zhì)溶液進(jìn)行 定量分析。3、茚三酮反應(yīng)氨基酸的氨基與茚三酮水合物反應(yīng)可生成藍(lán)紫色化合物, 此化合 物最大吸收峰在 570nm 波長(zhǎng)處。由于此吸收峰值的大小與氨基酸釋 放出的氨量成正比,因此可作為氨基酸定量分析方法。三、肽兩

3、分子氨基酸可借一分子所含的氨基與另一分子所帶的羧基脫 去1分子水縮合成最簡(jiǎn)單的二肽。 二肽中游離的氨基和羧基繼續(xù)借脫 水作用縮合連成多肽。 10個(gè)以?xún)?nèi)氨基酸連接而成多肽稱(chēng)為寡肽; 39個(gè)氨基酸殘基組成的促腎上腺皮質(zhì)激素稱(chēng)為多肽; 51個(gè)氨基酸殘基 組成的胰島素歸為蛋白質(zhì)。多肽連中的自由氨基末端稱(chēng)為N端, 自由羧基末端稱(chēng)為C端, 命 名從N端指向C端。人體內(nèi)存在許多具有生物活性的肽,重要的有:谷胱甘肽(GSH :是由谷、半胱和甘氨酸組成的三肽。半胱氨酸的巰基是該化合物的主要功能基團(tuán)。 GSH 的巰基具有還原性,可 作為體內(nèi)重要的還原劑保護(hù)體內(nèi)蛋白質(zhì)或酶分子中巰基免被氧化, 使 蛋白質(zhì)或酶處于活性

4、狀態(tài)。四、蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)1、蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu):即蛋白質(zhì)分子中氨基酸的排列順序。 主要化學(xué)鍵:肽鍵,有些蛋白質(zhì)還包含二硫鍵。2、蛋白質(zhì)的高級(jí)結(jié)構(gòu):包括二級(jí)、三級(jí)、四級(jí)結(jié)構(gòu)。1 蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu):指蛋白質(zhì)分子中某一段肽鏈的局部空間 結(jié)構(gòu), 也就是該段肽鏈骨架原子的相對(duì)空間位置, 并不涉及氨基酸殘 基側(cè)鏈的構(gòu)象。 二級(jí)結(jié)構(gòu)以一級(jí)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),多為短距離效應(yīng)。 可分 為:-螺旋:多肽鏈主鏈圍繞中心軸呈有規(guī)律地螺旋式上升,順時(shí)鐘 走向, 即右手螺旋, 每隔 3.6個(gè)氨基酸殘基上升一圈, 螺距為 0.540nm 。 -螺旋的每個(gè)肽鍵的N -H和第四個(gè)肽鍵的羧基氧形成氫鍵,氫鍵的 方向與螺旋長(zhǎng)軸基本平形。-

5、折疊:多肽鏈充分伸展,各肽鍵平面折疊成鋸齒狀結(jié)構(gòu),側(cè)鏈 R基團(tuán)交錯(cuò)位于鋸齒狀結(jié)構(gòu)上下方; 它們之間靠鏈間肽鍵羧基上的氧 和亞氨基上的氫形成氫鍵維系構(gòu)象穩(wěn)定.-轉(zhuǎn)角:常發(fā)生于肽鏈進(jìn)行 180度回折時(shí)的轉(zhuǎn)角上, 常有4個(gè)氨 基酸殘基組成,第二個(gè)殘基常為脯氨酸。無(wú)規(guī)卷曲:無(wú)確定規(guī)律性的那段肽鏈。主要化學(xué)鍵:氫鍵。2 蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu):指整條肽鏈中全部氨基酸殘基的相對(duì)空 間位置,顯示為長(zhǎng)距離效應(yīng)。主要化學(xué)鍵:疏水鍵(最主要 、鹽鍵、二硫鍵、氫鍵、范德華 力。3蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu):對(duì)蛋白質(zhì)分子的二、三級(jí)結(jié)構(gòu)而言,只 涉及一條多肽鏈卷曲而成的蛋白質(zhì)。 在體內(nèi)有許多蛋白質(zhì)分子含有二 條或多條肽鏈, 每一條多肽

6、鏈都有其完整的三級(jí)結(jié)構(gòu), 稱(chēng)為蛋白質(zhì)的 亞基, 亞基與亞基之間呈特定的三維空間排布, 并以非共價(jià)鍵相連接。 這種蛋白質(zhì)分子中各個(gè)亞基的空間排布及亞基接觸部位的布局和相 互作用,為四級(jí)結(jié)構(gòu)。由一條肽鏈形成的蛋白質(zhì)沒(méi)有四級(jí)結(jié)構(gòu)。 主要化學(xué)鍵:疏水鍵、氫鍵、離子鍵五、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系1、 蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)是空間構(gòu)象和特定生物學(xué)功能的基礎(chǔ)。 一級(jí) 結(jié)構(gòu)相似的多肽或蛋白質(zhì),其空間構(gòu)象以及功能也相似。尿素或鹽酸胍可破壞次級(jí)鍵-巰基乙醇可破壞二硫鍵2、蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)特有性質(zhì)和功能的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。 肌紅蛋白:只有三級(jí)結(jié)構(gòu)的單鏈蛋白質(zhì),易與氧氣結(jié)合,氧解離 曲線(xiàn)呈直角雙曲線(xiàn)。血紅蛋白:具有4個(gè)亞基組成的四

7、級(jí)結(jié)構(gòu),可結(jié)合4分子氧。成人由兩條-肽鏈(141個(gè)氨基酸殘基和兩條-肽鏈(146個(gè)氨基酸 殘基組成。在氧分壓較低時(shí), 與氧氣結(jié)合較難,氧解離曲線(xiàn)呈S狀 曲線(xiàn)。因?yàn)?第一個(gè)亞基與氧氣結(jié)合以后, 促進(jìn)第二及第三個(gè)亞基與 氧氣的結(jié)合, 當(dāng)前三個(gè)亞基與氧氣結(jié)合后, 又大大促進(jìn)第四個(gè)亞基與 氧氣結(jié)合,稱(chēng)正協(xié)同效應(yīng)。結(jié)合氧后由緊張態(tài)變?yōu)樗沙趹B(tài)。六、蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)1、 蛋白質(zhì)的兩性電離:蛋白質(zhì)兩端的氨基和羧基及側(cè)鏈中的某 些基團(tuán),在一定的溶液PH條件下可解離成帶負(fù)電荷或正電荷的基 團(tuán)。2、 蛋白質(zhì)的沉淀:在適當(dāng)條件下, 蛋白質(zhì)從溶液中析出的現(xiàn)象。 包括:a. 丙酮沉淀,破壞水化層。也可用乙醇。b. 鹽析,

8、將硫酸銨、硫酸鈉或氯化鈉等加入蛋白質(zhì)溶液,破壞在 水溶液中的穩(wěn)定因素電荷而沉淀。3、 蛋白質(zhì)變性:在某些物理和化學(xué)因素作用下,其特定的空間 構(gòu)象被破壞, 從而導(dǎo)致其理化性質(zhì)的改變和生物活性的喪失。 主要為 二硫鍵和非共價(jià)鍵的破壞,不涉及一級(jí)結(jié)構(gòu)的改變。變性后,其溶解 度降低, 粘度增加, 結(jié)晶能力消失, 生物活性喪失, 易被蛋白酶水解。 常見(jiàn)的導(dǎo)致變性的因素有:加熱、乙醇等有機(jī)溶劑、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重 金屬離子及生物堿試劑、超聲波、紫外線(xiàn)、震蕩等。4、 蛋白質(zhì)的紫外吸收:由于蛋白質(zhì)分子中含有共軛雙鍵的酪氨酸和色氨酸,因此在 280nm 處有特征性吸收峰,可用蛋白質(zhì)定量測(cè) 定。5、蛋白質(zhì)的呈色反應(yīng)a

9、. 茚三酮反應(yīng):經(jīng)水解后產(chǎn)生的氨基酸可發(fā)生此反應(yīng),詳見(jiàn)二、 3b. 雙縮脲反應(yīng):蛋白質(zhì)和多肽分子中肽鍵在稀堿溶液中與硫酸 酮共熱,呈現(xiàn)紫色或紅色。氨基酸不出現(xiàn)此反應(yīng)。蛋白質(zhì)水解加強(qiáng), 氨基酸濃度升高,雙縮脲呈色深度下降,可檢測(cè)蛋白質(zhì)水解程度。七、蛋白質(zhì)的分離和純化1、沉淀,見(jiàn)六、22、 電泳:蛋白質(zhì)在高于或低于其等電點(diǎn)的溶液中是帶電的,在 電場(chǎng)中能向電場(chǎng)的正極或負(fù)極移動(dòng)。根據(jù)支撐物不同,有薄膜電泳、 凝膠電泳等。3、 透析:利用透析袋把大分子蛋白質(zhì)與小分子化合物分開(kāi)的方 法。4、層析:a. 離子交換層析,利用蛋白質(zhì)的兩性游離性質(zhì),在某一特定PH時(shí), 各蛋白質(zhì)的電荷量及性質(zhì)不同,故可以通過(guò)離子交

10、換層析得以分離。 如陰離子交換層析,含負(fù)電量小的蛋白質(zhì)首先被洗脫下來(lái)。b. 分子篩,又稱(chēng)凝膠過(guò)濾。小分子蛋白質(zhì)進(jìn)入孔內(nèi),滯留時(shí)間長(zhǎng),大 分子蛋白質(zhì)不能時(shí)入孔內(nèi)而徑直流出。5、 超速離心:既可以用來(lái)分離純化蛋白質(zhì)也可以用作測(cè)定蛋白 質(zhì)的分子量。不同蛋白質(zhì)其密度與形態(tài)各不相同而分開(kāi)。八、多肽鏈中氨基酸序列分析a. 分析純化蛋白質(zhì)的氨基酸殘基組成(蛋白質(zhì)水解為個(gè)別氨基酸, 測(cè)各氨基酸的量及在蛋白質(zhì)中的百 分組成測(cè)定肽鏈頭、尾的氨基酸殘基二硝基氟苯法(DNP 法頭端:丹酰氯法 尾端:羧肽酶A、B、C法等水解肽鏈,分別分析胰凝乳蛋白酶(糜蛋白酶法:水解芳香族氨基酸的羧基側(cè)肽鍵 胰蛋白酶法:水解賴(lài)氨酸、精

11、氨酸的羧基側(cè)肽鍵溴化脯法:水解蛋氨酸羧基側(cè)的肽鍵Edman 降解法測(cè)定各肽段的氨基酸順序(氨基末端氨基酸的游離-氨基與異硫氰酸苯酯反應(yīng)形成衍生物, 用層析法鑒定氨基酸種類(lèi)b. 通過(guò)核酸推演氨基酸序列。第二章 核酸的結(jié)構(gòu)與功能一、核酸的分子組成:基本組成單位是核苷酸,而核苷酸則由堿基、 戊糖和磷酸三種成分連接而成。兩類(lèi)核酸:脫氧核糖核酸(DNA ,存在于細(xì)胞核和線(xiàn)粒體內(nèi)。 核糖核酸(RNA ,存在于細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核內(nèi)。 1、堿基:胞嘧啶 C 胸腺嘧啶 T 尿嘧啶 U 鳥(niǎo)嘌呤 G 腺嘌呤 A嘌呤和嘧啶環(huán)中均含有共軛雙鍵,因此對(duì)波長(zhǎng) 260nm 左右的紫外 光有較強(qiáng)吸收, 這一重要的理化性質(zhì)被用于對(duì)核

12、酸、核苷酸、核苷及 堿基進(jìn)行定性定量分析。2、戊糖:DNA 分子的核苷酸的糖是-D-2-脫氧核糖, RNA 中 為-D-核糖。3、 磷酸:生物體內(nèi)多數(shù)核苷酸的磷酸基團(tuán)位于核糖的第五位碳 原子上。二、核酸的一級(jí)結(jié)構(gòu)核苷酸在多肽鏈上的排列順序?yàn)楹怂岬囊患?jí)結(jié)構(gòu), 核苷酸之間通 過(guò) 3, 5磷酸二酯鍵連接。三、 DNA 的空間結(jié)構(gòu)與功能1、 DNA 的二級(jí)結(jié)構(gòu)DNA 雙螺旋結(jié)構(gòu)是核酸的二級(jí)結(jié)構(gòu)。雙螺旋的骨架由糖和磷酸 基構(gòu)成,兩股鏈之間的堿基互補(bǔ)配對(duì),是遺傳信息傳遞者, DNA 半 保留復(fù)制的基礎(chǔ),結(jié)構(gòu)要點(diǎn):a.DNA 是一反向平行的互補(bǔ)雙鏈結(jié)構(gòu):親水的脫氧核糖基和磷 酸基骨架位于雙鏈的外側(cè), 而堿基

13、位于內(nèi)側(cè), 堿基之間以氫鍵相結(jié)合, 其中,腺嘌呤始終與胸腺嘧啶配對(duì), 形成兩個(gè)氫鍵,鳥(niǎo)嘌呤始終與胞 嘧啶配對(duì),形成三個(gè)氫鍵。b.DNA 是右手螺旋結(jié)構(gòu):螺旋直徑為 2nm 。每旋轉(zhuǎn)一周包含了 10個(gè)堿基,每個(gè)堿基的旋轉(zhuǎn)角度為 36度。螺距為 3.4nm ,每個(gè)堿基 平面之間的距離為 0.34nm 。c.DNA 雙螺旋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的維系:橫向靠互補(bǔ)堿基的氫鍵維系, 縱 向則靠堿基平面間的疏水性堆積力維持,尤以后者為重要。2、 DNA 的三級(jí)結(jié)構(gòu)三級(jí)結(jié)構(gòu)是在雙螺旋基礎(chǔ)上進(jìn)一步扭曲形成超螺旋,使體積壓 縮。在真核生物細(xì)胞核內(nèi), DNA 三級(jí)結(jié)構(gòu)與一組組蛋白共同組成核 小體。在核小體的基礎(chǔ)上, DNA 鏈

14、經(jīng)反復(fù)折疊形成染色體。3、功能DNA 的基本功能就是作為生物遺傳信息復(fù)制的模板和基因轉(zhuǎn)錄 的模板,它是生命遺傳繁殖的物質(zhì)基礎(chǔ),也是個(gè)體生命活動(dòng)的基礎(chǔ)。DNA 中的核糖和磷酸構(gòu)成的分子骨架是沒(méi)有差別的,不同區(qū)段 的 DNA 分子只是堿基的排列順序不同。四、 RNA 的空間結(jié)構(gòu)與功能DNA 是遺傳信息的載體,而遺傳作用是由蛋白質(zhì)功能來(lái)體現(xiàn)的, 在兩者之間 RNA 起著中介作用。其種類(lèi)繁多,分子較小,一般以單 鏈存在,可有局部二級(jí)結(jié)構(gòu),各類(lèi) RNA 在遺傳信息表達(dá)為氨基酸序 列過(guò)程中發(fā)揮不同作用。如:名稱(chēng) 功能核糖體 RNA (rRNA 核蛋白體組成成分信使 RNA (mRNA 蛋白質(zhì)合成模板轉(zhuǎn)運(yùn)

15、RNA (tRNA 轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸不均一核 RNA (HnRNA 成熟 mRNA 的前體小核 RNA (SnRNA 參與 HnRNA 的剪接、轉(zhuǎn)運(yùn)小核仁 RNA (SnoRNA rRNA的加工和修飾1、信使 RNA (半衰期最短1 hnRNA 為 mRNA 的初級(jí)產(chǎn)物,經(jīng)過(guò)剪接切除內(nèi)含子, 拼接 外顯子,成為成熟的 mRNA 并移位到細(xì)胞質(zhì)2 大多數(shù)的真核 mRNA 在轉(zhuǎn)錄后5末端加上一個(gè)7-甲基鳥(niǎo)嘌 呤及三磷酸鳥(niǎo)苷帽子,帽子結(jié)構(gòu)在 mRNA 作為模板翻譯成蛋白質(zhì)的過(guò)程中具有促進(jìn)核蛋白體與 mRNA 的結(jié)合,加速翻譯起始速度的作 用,同時(shí)可以增強(qiáng) mRNA 的穩(wěn)定性。3末端多了一個(gè)多聚腺苷酸尾 巴

16、,可能與 mRNA 從核內(nèi)向胞質(zhì)的轉(zhuǎn)位及 mRNA 的穩(wěn)定性有關(guān)。 3功能是把核內(nèi) DNA 的堿基順序,按照堿基互補(bǔ)的原則,抄 錄并轉(zhuǎn)送至胞質(zhì),以決定蛋白質(zhì)合成的氨基酸排列順序。 mRNA 分 子上每 3個(gè)核苷酸為一組, 決定肽鏈上某一個(gè)氨基酸, 為三聯(lián)體密碼。 2、轉(zhuǎn)運(yùn) RNA (分子量最小1 tRNA 分子中含有 10%20%稀有堿基,包括雙氫尿嘧啶, 假尿嘧啶和甲基化的嘌呤等。2二級(jí)結(jié)構(gòu)為三葉草形,位于左右兩側(cè)的環(huán)狀結(jié)構(gòu)分別稱(chēng)為 DHU 環(huán)和 T 環(huán), 位于下方的環(huán)叫作反密碼環(huán)。 反密碼環(huán)中間的 3個(gè) 堿基為反密碼子,與 mRNA 上相應(yīng)的三聯(lián)體密碼子形成堿基互補(bǔ)。 所有 tRNA3末端

17、均有相同的 CCA-OH 結(jié)構(gòu)。3三級(jí)結(jié)構(gòu)為倒 L 型。4 功能是在細(xì)胞蛋白質(zhì)合成過(guò)程中作為各種氨基酸的戴本并將 其轉(zhuǎn)呈給 mRNA 。3、核蛋白體 RNA (含量最多1原核生物的 rRNA 的小亞基為 16S ,大亞基為 5S 、 23S ; 真核生物的 rRNA 的小亞基為 18S ,大亞基為 5S 、 5.8S 、 28S 。真 核生物的 18SrRNA 的二級(jí)結(jié)構(gòu)呈花狀。2 rRNA 與核糖體蛋白共同構(gòu)成核糖體,它是蛋白質(zhì)合成機(jī)器 -核蛋白體的組成成分,參與蛋白質(zhì)的合成。4、 核酶:某些 RNA 分子本身具有自我催化能, 可以完成 rRNA 的剪接。這種具有催化作用的 RNA 稱(chēng)為核酶

18、。五、核酸的理化性質(zhì)1、 DNA 的變性在某些理化因素作用下,如加熱, DNA 分子互補(bǔ)堿基對(duì)之間的 氫鍵斷裂,使 DNA 雙螺旋結(jié)構(gòu)松散,變成單鏈,即為變性。監(jiān)測(cè)是 否發(fā)生變性的一個(gè)最常用的指標(biāo)是 DNA 在紫外區(qū) 260nm 波長(zhǎng)處的 吸光值變化。解鏈過(guò)程中,吸光值增加,并與解鏈程度有一定的比例 關(guān)系, 稱(chēng)為 DNA 的增色效應(yīng)。 紫外光吸收值達(dá)到最大值的 50%時(shí)的 溫度稱(chēng)為 DNA 的解鏈溫度 (Tm , 一種 DNA 分子的 Tm 值大小與其 所含堿基中的 G +C 比例相關(guān), G +C 比例越高, Tm 值越高。 2、 DNA 的復(fù)性和雜交變性 DNA 在適當(dāng)條件下,兩條互補(bǔ)鏈可重

19、新恢復(fù)天然的雙螺旋 構(gòu)象,這一現(xiàn)象稱(chēng)為復(fù)性,其過(guò)程為退火,產(chǎn)生減色效應(yīng)。不同來(lái)源 的核酸變性后, 合并一起復(fù)性, 只要這些核苷酸序列可以形成堿基互 補(bǔ)配對(duì),就會(huì)形成雜化雙鏈,這一過(guò)程為雜交。雜交可發(fā)生于 DNA -DNA 之間, RNA -RNA 之間以及 RNA -DNA 之間。六、核酸酶(注意與核酶區(qū)別指所有可以水解核酸的酶,在細(xì)胞內(nèi)催化核酸的降解?？煞譃?DNA 酶和 RNA 酶; 外切酶和內(nèi)切酶; 其中一部分具有嚴(yán)格的序列依賴(lài)性,稱(chēng)為限制性?xún)?nèi)切酶。第三章 酶一、酶的組成單純酶:僅由氨基酸殘基構(gòu)成的酶。結(jié)合酶: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); 可以為金屬離子或

20、小分子有機(jī)化合物。可分為輔酶:與酶蛋白結(jié)合疏松, 可以用透析或超濾 方法除去。輔基:與酶蛋白結(jié)合緊密, 不能用透析或超濾 方法除去。酶蛋白與輔助因子結(jié)合形成的復(fù)合物稱(chēng)為全酶, 只有全酶才有催化作 用。參與組成輔酶的維生素轉(zhuǎn)移的基團(tuán) 輔酶或輔基 所含維生素氫原子 NAD+ NADP+ 尼克酰胺(維生素 PP FMN FAD 維生素 B2醛基 TPP 維生素 B1酰基 輔酶 A 硫辛酸 泛酸、硫辛酸烷基 鈷胺類(lèi)輔酶類(lèi) 維生素 B12二氧化碳 生物素 生物素氨基 磷酸吡哆醛 吡哆醛(維生素 B6甲基、等一碳單位 四氫葉酸 葉酸二、酶的活性中心酶的活性中心由酶作用的必需基團(tuán)組成, 這些必需基團(tuán)在空間位

21、 置上接近組成特定的空間結(jié)構(gòu), 能與底物特異地結(jié)合并將底物轉(zhuǎn)化為 產(chǎn)物。對(duì)結(jié)合酶來(lái)說(shuō), 輔助因子參與酶活性中心的組成。 但有一些必 需基團(tuán)并不參加活性中心的組成。三、酶反應(yīng)動(dòng)力學(xué)酶促反應(yīng)的速度取決于底物濃度、酶濃度、 PH 、溫度、激動(dòng)劑 和抑制劑等。1、底物濃度1 在底物濃度較低時(shí), 反應(yīng)速度隨底物濃度的增加而上升,加 大底物濃度,反應(yīng)速度趨緩, 底物濃度進(jìn)一步增高,反應(yīng)速度不再隨 底物濃度增大而加快, 達(dá)最大反應(yīng)速度, 此時(shí)酶的活性中心被底物飽 合。2米氏方程式V =Vmax S /Km +S a. 米氏常數(shù) Km 值等于酶促反應(yīng)速度為最大速度一半時(shí)的底物濃度。b.Km 值愈小,酶與底物的

22、親和力愈大。c.Km 值是酶的特征性常數(shù)之一,只與酶的結(jié)構(gòu)、酶所催化的底 物和反應(yīng)環(huán)境如溫度、 PH 、離子強(qiáng)度有關(guān),與酶的濃度無(wú)關(guān)。 d.Vmax 是酶完全被底物飽和時(shí)的反應(yīng)速度,與酶濃度呈正比。 2、酶濃度在酶促反應(yīng)系統(tǒng)中, 當(dāng)?shù)孜餄舛却蟠蟪^(guò)酶濃度, 使酶被底物飽 和時(shí),反應(yīng)速度與酶的濃度成正比關(guān)系。3、溫度溫度對(duì)酶促反應(yīng)速度具有雙重影響。 升高溫度一方面可加快酶促 反應(yīng)速度, 同時(shí)也增加酶的變性。 酶促反應(yīng)最快時(shí)的環(huán)境溫度稱(chēng)為酶 促反應(yīng)的最適溫度。 酶的活性雖然隨溫度的下降而降低, 但低溫一般 不使酶破壞。酶的最適溫度不是酶的特征性常數(shù),它與反應(yīng)進(jìn)行的時(shí)間有關(guān)。 4、 PH酶活性受其反

23、應(yīng)環(huán)境的 PH 影響, 且不同的酶對(duì) PH 有不同要求, 酶活性最大的某一 PH 值為酶的最適 PH 值,如胃蛋白酶的最適 PH 約為 1.8, 肝精氨酸酶最適 PH 為 9.8, 但多數(shù)酶的最適 PH 接近中性。 最適 PH 不是酶的特征性常數(shù), 它受底物濃度、緩沖液的種類(lèi)與 濃度、以及酶的純度等因素影響。5、激活劑使酶由無(wú)活性或使酶活性增加的物質(zhì)稱(chēng)為酶的激活劑, 大多為金屬離子, 也有許多有機(jī)化合物激活劑。 分為必需激活劑和非必需激活 劑。6、抑制劑凡能使酶的催化活性下降而不引起酶蛋白變性的物質(zhì)統(tǒng)稱(chēng)為酶 的抑制劑。大多與酶的活性中心內(nèi)、 外必需基團(tuán)相結(jié)合, 從而抑制酶 的催化活性?？煞譃?

24、1 不可逆性抑制劑:以共價(jià)鍵與酶活性中心上的必需基團(tuán)相結(jié) 合, 使酶失活。 此種抑制劑不能用透析、 超濾等方法去除。 又可分為: a. 專(zhuān)一性抑制劑:如農(nóng)藥敵百蟲(chóng)、敵敵畏等有機(jī)磷化合物能特民 地與膽堿酯酶活性中心絲氨酸殘基的羥基結(jié)合, 使酶失活, 解磷定可 解除有機(jī)磷化合物對(duì)羥基酶的抑制作用。b. 非專(zhuān)一性抑制劑:如低濃度的重金屬離子如汞離子、銀離子可 與酶分子的巰基結(jié)合, 使酶失活,二巰基丙醇可解毒?；瘜W(xué)毒氣路易 士氣是一種含砷的化合物,能抑制體內(nèi)的巰基酶而使人畜中毒。 2可逆性抑制劑:通常以非共價(jià)鍵與酶和(或酶-底物復(fù)合 物可逆性結(jié)合, 使酶活性降低或消失。 采用透析或超濾的方法可將抑 制

25、劑除去,使酶恢復(fù)活性?？煞譃?a. 競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑:與底物競(jìng)爭(zhēng)酶的活性中心, 從而阻礙酶與底物 結(jié)合形成中間產(chǎn)物。 如丙二酸對(duì)琥珀酸脫氫酶的抑制作用; 磺胺類(lèi)藥 物由于化學(xué)結(jié)構(gòu)與對(duì)氨基苯甲酸相似, 是二氫葉酸合成酶的競(jìng)爭(zhēng)抑制 劑,抑制二氫葉酸的合成;許多抗代謝的抗癌藥物,如氨甲蝶呤 (MTX 、 5-氟尿嘧啶(5-FU 、 6-巰基嘌呤(6-MP 等,幾乎都是酶的競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑, 分別抑制四氫葉酸、 脫氧胸苷酸及嘌呤核苷酸的 合成。Vmax 不變, Km 值增大b. 非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑:與酶活性中心外的必需基團(tuán)結(jié)合,不影響酶 與底物的結(jié)合,酶和底物的結(jié)合也不影響與抑制劑的結(jié)合。Vmax 降低, Km

26、值不變c. 反競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑:僅與酶和底物形成的中間產(chǎn)物結(jié)合,使中間 產(chǎn)物的量下降。Vmax 、 Km 均降低四、酶活性的調(diào)節(jié)1、酶原的激活有些酶在細(xì)胞內(nèi)合成或初分泌時(shí)只是酶的無(wú)活性前體, 必須在一 定條件下, 這些酶的前體水解一個(gè)或幾個(gè)特定的肽鍵, 致使構(gòu)象發(fā)生 改變, 表現(xiàn)出酶的活性。 酶原的激活實(shí)際上是酶的活性中心形成或暴 露的過(guò)程。生理意義是避免細(xì)胞產(chǎn)生的蛋白酶對(duì)細(xì)胞進(jìn)行自身消化, 并使酶在特定的部位環(huán)境中發(fā)揮作用,保證體內(nèi)代謝正常進(jìn)行。 2、變構(gòu)酶體內(nèi)一些代謝物可以與某些酶分子活性中心外的某一部位可逆 地結(jié)合,使酶發(fā)生變構(gòu)并改變其催化活性,有變構(gòu)激活與變構(gòu)抑制。 3、酶的共價(jià)修飾調(diào)節(jié)酶

27、蛋白肽鏈上的一些基團(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,這一過(guò)程稱(chēng)為酶的共價(jià)修飾。在共價(jià)修飾過(guò) 程中, 酶發(fā)生無(wú)活性與有活性?xún)煞N形式的互變。 酶的共價(jià)修飾包括磷 酸化與脫磷酸化、乙?；c脫乙?；?、甲基化與脫甲基化、腺苷化與 脫腺苷化等,其中以磷酸化修飾最為常見(jiàn)。五、同工酶同工酶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。 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)。翻譯后經(jīng)修飾生成的多分子形式不在同工酶之列。 同工酶存在于同一種屬或同一個(gè)體的不同組織或同一細(xì)胞的不同

28、亞 細(xì)胞結(jié)構(gòu)中。如乳酸脫氫酶是四聚體酶。 亞基有兩型:骨骼肌型(M 型 和心 肌型(H 型 。兩型亞基以不同比例組成五種同工酶,如 LDH1 (HHHH 、 LDH2(HHHM等。它們具有不同的電泳速度,對(duì)同一底 物表現(xiàn)不同的 Km 值。單個(gè)亞基無(wú)酶的催化活性。心肌、腎以 LDH1為主,肝、骨骼肌以 LDH5為主。肌酸激酶是二聚體,亞基有 M 型(肌型和 B 型(腦型兩種。 腦中含 CK1(BB 型 ;骨骼肌中含 CK3(MM 型 ; CK2(MB 型 僅見(jiàn)于心肌。第四章 維生素一、脂溶性維生素1、維生素 A作用:與眼視覺(jué)有關(guān),合成視紫紅質(zhì)的原料; 維持上皮組織結(jié)構(gòu) 完整;促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育。缺乏可引起夜盲癥、干眼病等。2、維生素 D作用:調(diào)節(jié)鈣磷代謝,促進(jìn)鈣磷吸收。缺乏兒童引起佝僂病,成人引起軟骨病。3、維生素 E作用:體內(nèi)最重要的抗氧化劑, 保護(hù)生物膜的結(jié)構(gòu)與功能; 促進(jìn) 血紅素代謝