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文檔簡介
1、 下列關(guān)于酶蛋白和輔助因子的敘述,哪一項不正確? A酶蛋白或輔助因子單獨存在時均無催化作用 B一種酶蛋白只與一種輔助因子結(jié)合成一種全酶 C一種輔助因子只能與一種酶蛋白結(jié)合成一種全酶 輔酶NADP+分子中含有哪種B族維生素( )?A磷酸吡哆醛 B核黃素 C葉酸 D尼克酰胺 決定酶的高度專一性的是( )。A 輔酶 B 輔基 C 酶蛋白 D 金屬離子 這是9月10日22時拍攝的曇花盛開的情景。湖北恩施的一名退休干部22年前買回一株曇花苗,如今已長高到2.2米,一般一年開花一次,最多時一年開三次花,開花都是在晚上,花期一般只有兩到四個小時。新華社發(fā)第三章第三章 生物催化劑生物催化劑 酶酶 酶是動物體內(nèi)
2、最主要的活性物質(zhì)之一,體內(nèi)一切反酶是動物體內(nèi)最主要的活性物質(zhì)之一,體內(nèi)一切反應都是酶催化的。本章要求:應都是酶催化的。本章要求:1.1.了解酶的化學本質(zhì)和催化作用特點,掌握酶促反應具了解酶的化學本質(zhì)和催化作用特點,掌握酶促反應具有高效率和專一性機理。有高效率和專一性機理。2.2.掌握酶的分子組成及結(jié)構(gòu),以及酶活性中心、變構(gòu)酶掌握酶的分子組成及結(jié)構(gòu),以及酶活性中心、變構(gòu)酶等基本概念。等基本概念。3.3.掌握理化因素對酶促反應速度的影響以及有關(guān)基本概掌握理化因素對酶促反應速度的影響以及有關(guān)基本概念。念。4.4.理解酶的單位的含義及用途。理解酶的單位的含義及用途。5.5.了解酶的分離純化等方法。了解
3、酶的分離純化等方法。 學習指學習指導導目 錄 第一節(jié)第一節(jié) 酶概述酶概述 第二節(jié)第二節(jié) 酶的分子組成酶的分子組成 第三節(jié)第三節(jié) 酶結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系酶結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系 第四節(jié)第四節(jié) 酶的作用機理酶的作用機理 第五節(jié)第五節(jié) 影響酶促反應速度的因素影響酶促反應速度的因素 第六節(jié)第六節(jié) 酶活性調(diào)節(jié)酶活性調(diào)節(jié) 第七節(jié)第七節(jié) 酶的命名和分類酶的命名和分類第一節(jié)第一節(jié) 酶概述酶概述一、一、酶概念酶概念二、二、酶和一般催化劑的共性酶和一般催化劑的共性三、三、酶的催化特性酶的催化特性四、四、酶的結(jié)構(gòu)分類酶的結(jié)構(gòu)分類 返回返回 酶是活細胞產(chǎn)生的具有高度專一性和極高催化效率酶是活細胞產(chǎn)生的具有高度專一性和極高催化效
4、率的蛋白質(zhì),又稱生物催化劑的蛋白質(zhì),又稱生物催化劑(biological catalyst)。 除有除有催化功能的催化功能的RNA( Ribozyme,核酶)外,酶都是蛋白,核酶)外,酶都是蛋白質(zhì)。質(zhì)。 現(xiàn)代科學認為,現(xiàn)代科學認為,酶是由活細胞產(chǎn)生的,能在體內(nèi)酶是由活細胞產(chǎn)生的,能在體內(nèi)或體外起同樣催化作用的一類具有活性中心和特殊構(gòu)或體外起同樣催化作用的一類具有活性中心和特殊構(gòu)象的生物大分子,包括蛋白質(zhì)和核酸。象的生物大分子,包括蛋白質(zhì)和核酸。 一、酶概念一、酶概念酶催化的生物化學反應,酶催化的生物化學反應,稱為酶促反應稱為酶促反應(Enzymatic reaction)。 在酶的催化下發(fā)生化
5、學變化的物質(zhì),在酶的催化下發(fā)生化學變化的物質(zhì),稱稱為底物為底物(S)substrate。 返回返回 二、酶和一般催化劑的共性二、酶和一般催化劑的共性(了解)(了解)4用量少而催化效率高;用量少而催化效率高;4能催化熱力學上允許進行的化學反應,而不能實現(xiàn)那能催化熱力學上允許進行的化學反應,而不能實現(xiàn)那些熱力學上不能進行的反應;些熱力學上不能進行的反應;4能縮短反應達到平衡所需的時間,而不能改變平衡點;能縮短反應達到平衡所需的時間,而不能改變平衡點;4一般情況下,對可逆反應的正反兩個方向的催化作用一般情況下,對可逆反應的正反兩個方向的催化作用相同。相同。4反應前后沒有質(zhì)和量的改變。反應前后沒有質(zhì)和
6、量的改變。 返回返回 三、酶的催化特性三、酶的催化特性(一)催化效率高(一)催化效率高4酶的催化作用可使反應速度提高酶的催化作用可使反應速度提高10107 -7 -10101313倍。倍。 例如:過氧化氫分解例如:過氧化氫分解過氧化氫酶比亞鐵離子效率高過氧化氫酶比亞鐵離子效率高10101111倍。倍。 H H2 2O O2 2 H H2 2O + OO + O2 2 用用 - -淀粉酶催化淀粉水解,淀粉酶催化淀粉水解,1 1克結(jié)晶酶在克結(jié)晶酶在6565 C C條件下可催化條件下可催化2 2噸淀粉水解。噸淀粉水解。 酶的專一性酶的專一性 ( (Specificity)Specificity) 又
7、稱為又稱為特異性,是指酶在催化生化反應時對底物以特異性,是指酶在催化生化反應時對底物以及對反應方向的選擇性。及對反應方向的選擇性。 (1 1) 絕對專一性絕對專一性 (2 2) 相對專一性相對專一性 (3 3) 立體異構(gòu)專一性立體異構(gòu)專一性 (二)酶具有高度的專一性(二)酶具有高度的專一性u一種酶只作用一種酶只作用于一種或一類于一種或一類化合物,以促化合物,以促進一定的化學進一定的化學變化,生成一變化,生成一定的產(chǎn)物,這定的產(chǎn)物,這種現(xiàn)象種現(xiàn)象稱為酶稱為酶作用的特異性作用的特異性。()絕對專一性()絕對專一性(absolute specificity) l只對一種底物有選擇性,專一性最強。只對
8、一種底物有選擇性,專一性最強。l例如:脲酶只水解尿素,而不能水解甲基尿素。例如:脲酶只水解尿素,而不能水解甲基尿素。 OCNH2NH2+ H2O2NH3 + CO2尿素脲酶OCNHNH2+ H2O甲基尿素CH3脲酶返回返回 有些酶的作用對象不是一種底物,而是有些酶的作用對象不是一種底物,而是一類化合一類化合物或一類化學鍵物或一類化學鍵。這種專一性稱為。這種專一性稱為相對專一性相對專一性( (Relative Specificity) )。l鍵鍵( (Bond)Bond)專一性專一性 只對作用的鍵有選擇性。如只對作用的鍵有選擇性。如酯酶酯酶催化酯的水解,對于酯兩端的基團沒有嚴格的要求。催化酯的水
9、解,對于酯兩端的基團沒有嚴格的要求。l基團專一性基團專一性 另一些酶,除要求作用于一定的鍵以另一些酶,除要求作用于一定的鍵以外,對鍵兩端的基團還有一定要求,往往是對其中外,對鍵兩端的基團還有一定要求,往往是對其中一個基團要求嚴格,對另一個基團則要求不嚴格。一個基團要求嚴格,對另一個基團則要求不嚴格。 ()相對專一性()相對專一性(relative specificity)返回返回 酶對底物的立體構(gòu)型的特異要求,稱為立體酶對底物的立體構(gòu)型的特異要求,稱為立體專一性專一性(stereo specificity)。如:如:-淀粉酶淀粉酶只能催化淀粉中只能催化淀粉中-1,4-糖苷鍵的糖苷鍵的水水解,不
10、能催化水解纖維素中的解,不能催化水解纖維素中的-1,4-糖苷鍵;糖苷鍵;L-乳酸脫氫酶乳酸脫氫酶的底物只能是的底物只能是L-型乳酸型乳酸,而不,而不能是能是D-型乳酸。型乳酸。()立體化學專一性()立體化學專一性(stereo specificity)4酶促反應一般在酶促反應一般在pH 5-8 pH 5-8 水溶液中進行水溶液中進行4反應溫度范圍為反應溫度范圍為20-4020-40 C C4一個大氣壓一個大氣壓4(體內(nèi)體外進行比較)(體內(nèi)體外進行比較) (三)(三) 反應條件溫和反應條件溫和(四)酶的不穩(wěn)定性(四)酶的不穩(wěn)定性 酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì),酶促反應要求一定酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì),酶促反應要求一
11、定的的pH、溫度等溫和的條件。因此,、溫度等溫和的條件。因此,強酸、強強酸、強堿、有機溶劑、重金屬鹽、高溫、紫外線堿、有機溶劑、重金屬鹽、高溫、紫外線等等任何使蛋白質(zhì)變性的理化因素,都可使酶的任何使蛋白質(zhì)變性的理化因素,都可使酶的活性降低或喪失?;钚越档突騿适?。 (五)體內(nèi)酶活性是受調(diào)控的(五)體內(nèi)酶活性是受調(diào)控的 返回返回四、四、 酶的結(jié)構(gòu)分類酶的結(jié)構(gòu)分類單體酶單體酶寡聚酶寡聚酶 同寡聚蛋白同寡聚蛋白多酶體系多酶體系多酶復合體,幾種酶多酶復合體,幾種酶被此鑲嵌合而形成的復被此鑲嵌合而形成的復合體合體返回返回 世界上有兩種人,一種人,虛度年華;另一種人,過著有意義的生活。在第一種人眼里,生活就
12、是一種睡眠,如果這場睡眠在他看來,是睡在即柔和又溫暖的床鋪上,那他便十分滿足了;在第二種人眼里,可以說,生活就是建立功績.人就在完成這個功績中想到自己的幸福。 別林斯基 第二節(jié)第二節(jié) 酶的分子組成酶的分子組成一、一、酶的分子組成酶的分子組成二、二、輔酶與輔基的來源輔酶與輔基的來源三、三、輔酶與輔基的生理功能輔酶與輔基的生理功能四、四、金屬離子的作用金屬離子的作用返回返回酶分子可根據(jù)其化學組成的不同,分為兩類:酶分子可根據(jù)其化學組成的不同,分為兩類: 單單 純純 酶酶 酶酶 酶酶 蛋蛋 白白 結(jié)結(jié) 合合 酶酶 ( 全全 酶酶 ) 輔輔 酶酶 輔輔 助助 因因 子子 輔輔 基基 金金 屬屬 離離
13、子子 一、酶的分子組成一、酶的分子組成4僅由蛋白質(zhì)構(gòu)成的酶稱為僅由蛋白質(zhì)構(gòu)成的酶稱為簡單酶或單純酶簡單酶或單純酶。4除蛋白質(zhì)外還需要其他非蛋白分子輔助完成催化功能除蛋白質(zhì)外還需要其他非蛋白分子輔助完成催化功能的酶稱為的酶稱為結(jié)合酶結(jié)合酶。4輔助酶蛋白部分完成催化功能的小分子稱為輔助酶蛋白部分完成催化功能的小分子稱為輔助因子輔助因子。4由酶蛋白與輔助因子組成的酶稱為由酶蛋白與輔助因子組成的酶稱為全酶全酶。酶蛋白部分。酶蛋白部分決定決定底物的專一性底物的專一性,輔助因子決定,輔助因子決定反應性質(zhì)的專一性反應性質(zhì)的專一性,它在反應中通常作為電子或基團的載體。它在反應中通常作為電子或基團的載體。4與酶
14、蛋白部分以次級鍵與酶蛋白部分以次級鍵松弛結(jié)合,可通過透析、超濾松弛結(jié)合,可通過透析、超濾等物理方法除去的有機化合物稱為等物理方法除去的有機化合物稱為輔酶輔酶。4與酶蛋白部分以共價鍵牢固結(jié)合,不能通過透析、超與酶蛋白部分以共價鍵牢固結(jié)合,不能通過透析、超濾等物理方法除去的有機化合物稱為濾等物理方法除去的有機化合物稱為輔基輔基。返回返回二、輔酶與輔基的來源二、輔酶與輔基的來源 大部分的輔酶與輔基衍生于大部分的輔酶與輔基衍生于維生素維生素。維生素的重要性就在于它們是體內(nèi)一些重維生素的重要性就在于它們是體內(nèi)一些重要的代謝酶的輔酶或輔基的組成成分。特要的代謝酶的輔酶或輔基的組成成分。特別是別是水溶性維生
15、素。水溶性維生素。 專門用專門用1-21-2個學時來講個學時來講返回返回 運載氫原子或電子,參與氧化還原反應。運載氫原子或電子,參與氧化還原反應。 運載反應基團,如?;?、氨基、烷基、羧基及一碳運載反應基團,如?;被?、烷基、羧基及一碳單位等,參與基團轉(zhuǎn)移。單位等,參與基團轉(zhuǎn)移。 一種輔酶可以與若干種酶蛋白結(jié)合,組成若干種全一種輔酶可以與若干種酶蛋白結(jié)合,組成若干種全酶,一種酶蛋白只能與一種輔酶結(jié)合,組成一種全酶,一種酶蛋白只能與一種輔酶結(jié)合,組成一種全酶。酶。 三、三、輔酶與輔基的生理功能輔酶與輔基的生理功能返回返回四、金屬離子的作用四、金屬離子的作用(1 1) 穩(wěn)定構(gòu)象穩(wěn)定構(gòu)象 穩(wěn)定酶蛋白
16、催化活性所必需的穩(wěn)定酶蛋白催化活性所必需的分子構(gòu)象;分子構(gòu)象;(2 2)構(gòu)成酶的活性中心構(gòu)成酶的活性中心 作為酶的活性中心的作為酶的活性中心的組成成分,參與構(gòu)成酶的活性中心;組成成分,參與構(gòu)成酶的活性中心;(3 3)連接作用連接作用 作為橋梁,將底物分子與酶蛋作為橋梁,將底物分子與酶蛋白螯合起來。白螯合起來。 返回返回 蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)是基礎(chǔ),其功能由高級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)是基礎(chǔ),其功能由高級結(jié)構(gòu)決定,酶分子結(jié)構(gòu)在三級結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)以上,許多酶決定,酶分子結(jié)構(gòu)在三級結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)以上,許多酶具有四級結(jié)構(gòu)。具有四級結(jié)構(gòu)。 酶是生物大分子。其分子體積比大多數(shù)底物酶是生物大分子。其分子體積比大多數(shù)底物分子的體積大
17、很多。分子的體積大很多。底物分子只是結(jié)合在酶分子底物分子只是結(jié)合在酶分子表面的一個很小的部位上表面的一個很小的部位上。 第三節(jié)第三節(jié) 酶結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系酶結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系目 錄一、一、 酶的酶的活性中心與必需基團活性中心與必需基團二、二、 酶原酶原三、三、 同工酶同工酶 (isoenzyme(isoenzyme) )一、酶的活性中心和必需基團一、酶的活性中心和必需基團 酶分子中直接與底物結(jié)合,酶分子中直接與底物結(jié)合,并催化底物并催化底物發(fā)生化學反應的部位,稱為酶的活性中心發(fā)生化學反應的部位,稱為酶的活性中心(active center)或活性部位()或活性部位(active site),參),
18、參與構(gòu)成酶的活性中心和維持酶的特定構(gòu)象所必與構(gòu)成酶的活性中心和維持酶的特定構(gòu)象所必需的基團為酶分子的需的基團為酶分子的必需基團必需基團。實例實例;胰凝乳蛋白酶胰凝乳蛋白酶(chymotrypsin) 羧肽酶羧肽酶(ribonuclease) 酶活性中心和必需基團示意圖酶活性中心和必需基團示意圖返回返回AspHisSer胰胰凝凝乳乳蛋蛋白白酶酶的的活活性性中中心心活性中心重要基團活性中心重要基團: His57 , Asp102 , Ser195為為Tyr 248為為Arg 145為為Glu 270為底物為底物Zn羧肽酶活性中心示意圖羧肽酶活性中心示意圖必需基團必需基團酶活性中心以外的基團,雖然不
19、直接參與酶活性中心以外的基團,雖然不直接參與酶的催化作用,但對維持酶分子的空間構(gòu)象及酶的催化作用,但對維持酶分子的空間構(gòu)象及酶活性是必需的。酶活性是必需的。 活性中心活性中心結(jié)合基團結(jié)合基團催化基團催化基團活性中心外必需基團活性中心外必需基團()結(jié)合部位()結(jié)合部位 Binding siteBinding site酶分子中與底物結(jié)合的部位或區(qū)域稱為結(jié)合部位。酶分子中與底物結(jié)合的部位或區(qū)域稱為結(jié)合部位。n酶分子中促使酶分子中促使底物發(fā)生化學變化的部位底物發(fā)生化學變化的部位稱稱為催化部位為催化部位。n結(jié)合部位決定酶的專一性。結(jié)合部位決定酶的專一性。n催化部位決定酶所催化反應的性質(zhì)。催化部位決定酶所
20、催化反應的性質(zhì)。()() 催化部位催化部位 catalytic sitecatalytic site主要包括:主要包括:n親核性基團(提供電親核性基團(提供電子):絲氨酸的羥基,子):絲氨酸的羥基,半胱氨酸的巰基和組半胱氨酸的巰基和組氨酸的咪唑基等(催氨酸的咪唑基等(催化基團)見共價催化化基團)見共價催化122122頁,對底物發(fā)生親頁,對底物發(fā)生親核攻擊核攻擊(3 3)酶活性中心外的必需基團)酶活性中心外的必需基團H2NCHCCH2OHOOHOHH2NCHCCH2OHOSHSHH2NCHCCH2OHONNHNNH 有些酶在最初合成和分泌時,沒有催化活性,這種有些酶在最初合成和分泌時,沒有催化活
21、性,這種沒有活性的酶的前體,稱為沒有活性的酶的前體,稱為酶原酶原。 酶原的激活酶原的激活 無活性的酶原轉(zhuǎn)變成活性酶的過程,無活性的酶原轉(zhuǎn)變成活性酶的過程,稱為酶原激活。稱為酶原激活。酶原的激活實質(zhì)上是酶原的激活實質(zhì)上是酶活性部位組建、完善或者暴露酶活性部位組建、完善或者暴露的過程的過程(適當?shù)那懈铍逆湥?。(適當?shù)那懈铍逆湥?如如胰凝乳蛋白酶原胰凝乳蛋白酶原的激活過程。的激活過程。二、二、 酶原酶原 酶原分子一級結(jié)構(gòu)的改變導致了酶原酶原分子一級結(jié)構(gòu)的改變導致了酶原分子空間結(jié)構(gòu)的改變,使分子空間結(jié)構(gòu)的改變,使催化活性中心催化活性中心得得以形成,故使其從無活性的酶原形式轉(zhuǎn)變以形成,故使其從無活性的
22、酶原形式轉(zhuǎn)變?yōu)橛谢钚缘拿?。為有活性的酶?1.1.酶原激活的機制酶原激活的機制胰蛋白酶的激活胰蛋白酶的激活 纈纈 天天 天天天天天天賴賴纈纈 甘甘組組纈纈 天天 天天天天天天賴賴甘甘 組組SS纈纈SS提問:為什么不直接以酶形式存在呢?提問:為什么不直接以酶形式存在呢?答案:保護正常組織不受傷害。答案:保護正常組織不受傷害。 2. 2. 酶原激活的生理意義酶原激活的生理意義 消化系統(tǒng)中的幾種蛋白酶以酶原形式分泌消化系統(tǒng)中的幾種蛋白酶以酶原形式分泌出來,避免了細胞的自身消化。出來,避免了細胞的自身消化。血液中的凝血因子在血循環(huán)中以酶原形式存在,血液中的凝血因子在血循環(huán)中以酶原形式存在,可防止血管內(nèi)
23、凝血。如:可防止血管內(nèi)凝血。如: 凝血酶凝血酶凝血酶原凝血酶原纖維蛋白原纖維蛋白原 纖維蛋白纖維蛋白三、同工酶三、同工酶 (isoenzyme(isoenzyme) )4在同一種屬中,催化功能相同而酶蛋白的分子在同一種屬中,催化功能相同而酶蛋白的分子結(jié)構(gòu),理化性質(zhì)及免疫學性質(zhì)不同的一組酶稱結(jié)構(gòu),理化性質(zhì)及免疫學性質(zhì)不同的一組酶稱為為同工酶同工酶。4同工酶在體內(nèi)的生理意義同工酶在體內(nèi)的生理意義主要在于適應不同組主要在于適應不同組織或不同細胞器在代謝上的不同需要??椈虿煌毎髟诖x上的不同需要。 例如:例如:乳酸脫氫酶同工酶乳酸脫氫酶同工酶 乳酸脫氫酶同工酶乳酸脫氫酶同工酶(LDHs)為四聚體,
24、在體內(nèi)共有)為四聚體,在體內(nèi)共有五種分子五種分子形式形式: 即即LDH1(H4),),LDH2(H3M),),LDH3(H2M2),),LDH4(HM3)和)和LDH5(M4)。)。LDH同工酶的電泳圖譜和結(jié)構(gòu)模式圖同工酶的電泳圖譜和結(jié)構(gòu)模式圖 第四節(jié)第四節(jié) 酶的作用機理酶的作用機理一、一、 酶的作用在于降低反應活化能酶的作用在于降低反應活化能二、二、 酶作用專一性機理酶作用專一性機理三、三、 酶作用高效率的機理酶作用高效率的機理活化能概念活化能概念 在任何化學反應中,反應物分子必須超在任何化學反應中,反應物分子必須超過一定的能閾,成為活化的狀態(tài),才能發(fā)生過一定的能閾,成為活化的狀態(tài),才能發(fā)生
25、變化。變化。 這種從初始反應物這種從初始反應物(初態(tài)初態(tài))轉(zhuǎn)化成活化狀轉(zhuǎn)化成活化狀態(tài)(過渡態(tài))所需的能量,稱為態(tài)(過渡態(tài))所需的能量,稱為活化能活化能(energy of activation,Ea)。)。酶促反應的活化能酶促反應的活化能 酶催化的中間產(chǎn)物理論酶催化的中間產(chǎn)物理論E+SP+ EES能能量量水水平平反應過程反應過程 G E1 E2 酶(酶(E)與底物()與底物(S)結(jié)合生成不穩(wěn)定的中間結(jié)合生成不穩(wěn)定的中間物(物(ES),再分解成產(chǎn)),再分解成產(chǎn)物(物(P)并釋放出酶,使)并釋放出酶,使反應沿一個低活化能的反應沿一個低活化能的途徑進行,降低反應所途徑進行,降低反應所需活化能,所以能
26、加快需活化能,所以能加快反應速度。反應速度。E+SE+SESESE+PE+P 酶作用專一性機理酶作用專一性機理 鎖鑰學說鎖鑰學說:將酶的活性中心比喻作鎖孔,底物分:將酶的活性中心比喻作鎖孔,底物分子象鑰匙,底物能專一性地插入到酶的活性中心。子象鑰匙,底物能專一性地插入到酶的活性中心。 誘導契合學說誘導契合學說:酶的活性中心在結(jié)構(gòu)上具柔性,底:酶的活性中心在結(jié)構(gòu)上具柔性,底物接近活性中心時,可誘導酶蛋白構(gòu)象發(fā)生變化,這物接近活性中心時,可誘導酶蛋白構(gòu)象發(fā)生變化,這樣就使酶活性中心有關(guān)基團正確排列和定向,使之與樣就使酶活性中心有關(guān)基團正確排列和定向,使之與底物成互補形狀有機的結(jié)合而催化反應進行。底
27、物成互補形狀有機的結(jié)合而催化反應進行。酶專一性的酶專一性的“鎖鑰學說鎖鑰學說”酶專一性的酶專一性的“誘導契合學說誘導契合學說”三、三、酶作用高效率的機理酶作用高效率的機理 1、 鄰近與定向效應鄰近與定向效應 2、 誘導契合與底物扭曲變形誘導契合與底物扭曲變形 3、酸堿催化酸堿催化 4、共價催化共價催化 5、微環(huán)境影響微環(huán)境影響實例實例: 胰凝乳蛋白酶胰凝乳蛋白酶 ( chymotrypsin) 鄰近效應鄰近效應:結(jié)合在酶活性部位上的底物分子(:結(jié)合在酶活性部位上的底物分子(A A、B B)中的反應基團相互靠近,使底物在酶活性中心的中的反應基團相互靠近,使底物在酶活性中心的有效濃度大大增加,有利
28、于提高反應速度。有效濃度大大增加,有利于提高反應速度。定向效應定向效應:酶催化基團與底物分子反應基團之間,:酶催化基團與底物分子反應基團之間,形成了形成了正確的定向排列正確的定向排列,使分子間的反應按正確,使分子間的反應按正確的方向相互作用形成中間產(chǎn)物,從而降低了的方向相互作用形成中間產(chǎn)物,從而降低了S S分分子的活化能。子的活化能。1.1.鄰近效應和定向效應鄰近效應和定向效應2.2.底物形變底物形變 酶的活性中心部位,一般都含有多個起催酶的活性中心部位,一般都含有多個起催化作用的基團,這些基團在空間有特殊的排化作用的基團,這些基團在空間有特殊的排列和取向,可以對底物價鍵的形變和極化及列和取向
29、,可以對底物價鍵的形變和極化及調(diào)整底物基團的位置等起到協(xié)同作用,從而調(diào)整底物基團的位置等起到協(xié)同作用,從而使底物達到最佳反應狀態(tài),或者說削弱了底使底物達到最佳反應狀態(tài),或者說削弱了底物分子中的敏感鍵,產(chǎn)生鍵扭變,降低了底物分子中的敏感鍵,產(chǎn)生鍵扭變,降低了底物反應的活化能,從而使反應速度大大加快。物反應的活化能,從而使反應速度大大加快。3.3.酸堿催化酸堿催化4在酶活性中心上,有些催化基團是在酶活性中心上,有些催化基團是質(zhì)子供體質(zhì)子供體(酸催化基團),可以向底物分子(酸催化基團),可以向底物分子提供質(zhì)子提供質(zhì)子稱稱為為酸催化;酸催化;4有些催化基團是有些催化基團是質(zhì)子受體質(zhì)子受體(堿催化基團)
30、,可(堿催化基團),可以從底物分子上以從底物分子上接受質(zhì)子接受質(zhì)子,稱為稱為堿催化。堿催化。4當酸催化劑和堿催化劑共同發(fā)揮催化作用時,當酸催化劑和堿催化劑共同發(fā)揮催化作用時,可以大大提高底物反應速度??梢源蟠筇岣叩孜锓磻俣?。 4.4.共價催化共價催化 催化劑通過與底物形成反應活性很高的共價過催化劑通過與底物形成反應活性很高的共價過渡產(chǎn)物,使反應活化能降低,從而提高反應速度渡產(chǎn)物,使反應活化能降低,從而提高反應速度的過程,稱為的過程,稱為共價催化共價催化。共價催化分為共價催化分為親核催化親核催化和和親電子催化親電子催化。 親核催化親核催化是指:酶活性中心的是指:酶活性中心的親核催化基團提供親核
31、催化基團提供一對電子,一對電子,與底物分子中缺少電子具有部分正電與底物分子中缺少電子具有部分正電荷的碳原子形成共價鍵,從而形成不穩(wěn)定的共價荷的碳原子形成共價鍵,從而形成不穩(wěn)定的共價中間產(chǎn)物。中間產(chǎn)物。 親核基團親核基團是指:化合物中能夠是指:化合物中能夠提供電子對提供電子對的原子的原子或基團?;蚧鶊F。4親電子基團親電子基團指化合物中能指化合物中能接受電子對的原子。接受電子對的原子。它是電子對的受體。因此,親電子催化與親它是電子對的受體。因此,親電子催化與親核催化恰好相反。核催化恰好相反。親電子催化親電子催化:是指酶活性中心上的親電子催:是指酶活性中心上的親電子催化基團,如化基團,如NHNH4
32、4+ +基基 FeFe2 2+ +等,從底物分子的等,從底物分子的原子上奪取一對電子,形成共價鍵,從而產(chǎn)原子上奪取一對電子,形成共價鍵,從而產(chǎn)生不穩(wěn)定的共價中間物。生不穩(wěn)定的共價中間物。酶分子中可作為親核基團和酸堿催化的功能基團酶分子中可作為親核基團和酸堿催化的功能基團胰凝乳蛋白酶分子胰凝乳蛋白酶分子中催化三聯(lián)體構(gòu)象中催化三聯(lián)體構(gòu)象His57Asp102Ser195Asp102His57Ser195His57102AspSer195A.酶分子中的電荷中繼網(wǎng)酶分子中的電荷中繼網(wǎng)B.加上底物后,從加上底物后,從Ser轉(zhuǎn)移一個質(zhì)子給轉(zhuǎn)移一個質(zhì)子給His,帶正電荷的咪唑基通過帶負電荷的帶正電荷的咪唑基
33、通過帶負電荷的Asp靜電靜電相互作用被穩(wěn)定相互作用被穩(wěn)定Ser195102AspHis57底物底物胰凝乳蛋白酶反應的詳細機制(胰凝乳蛋白酶反應的詳細機制(1)結(jié)合底物結(jié)合底物His57 質(zhì)子供體質(zhì)子供體形成共價形成共價ES復合物復合物C-N鍵斷裂鍵斷裂底物底物胰凝乳蛋白酶反應的詳細機制(胰凝乳蛋白酶反應的詳細機制(2)羰基產(chǎn)物釋放羰基產(chǎn)物釋放四面體中間物四面體中間物的瓦解的瓦解水親核攻擊水親核攻擊羧基產(chǎn)物釋放羧基產(chǎn)物釋放5.活性部位疏水空穴的影響活性部位疏水空穴的影響 即即低電介微環(huán)境低電介微環(huán)境,酶在催化過程中,其催化基,酶在催化過程中,其催化基團被團被低電介微環(huán)境所包圍低電介微環(huán)境所包圍,
34、在這種環(huán)境中,電,在這種環(huán)境中,電荷之間的作用力遠遠大于荷之間的作用力遠遠大于高電介環(huán)境,高電介環(huán)境,大大加大大加強了酶的催化基團與底物分子間的作用力,因強了酶的催化基團與底物分子間的作用力,因而有利于降低反應活化能。有機物的電介常數(shù)而有利于降低反應活化能。有機物的電介常數(shù)為為7-107-10,而水的電介常數(shù)為,而水的電介常數(shù)為8080。 第五節(jié)第五節(jié) 影響酶促反應速度的因素影響酶促反應速度的因素 (酶促反應動力學)(酶促反應動力學)一一、酶促反應速度的測定與酶的活力單位酶促反應速度的測定與酶的活力單位二、二、影響酶促反應速度的影響酶促反應速度的因素因素酶促反應速度的測定與酶的活力單位酶促反應
35、速度的測定與酶的活力單位1、酶活力、酶活力3、酶活力的表示方法酶活力的表示方法 檢測酶含量及存在,很難直接用酶的檢測酶含量及存在,很難直接用酶的“量量”(質(zhì)量、體積、(質(zhì)量、體積、濃度)來表示,而常用酶催化某一特定反應的能力來表示濃度)來表示,而常用酶催化某一特定反應的能力來表示酶量酶量,即用酶的活力表示。即用酶的活力表示。 酶催化一定化學反應的能力稱酶活力,酶活力通常以最適條酶催化一定化學反應的能力稱酶活力,酶活力通常以最適條件下酶所催化的化學反應的速度來確定。件下酶所催化的化學反應的速度來確定。2 2、酶促反應速度酶促反應速度的測定的測定 初速度初速度的概念的概念4 酶促反應的速度酶促反應
36、的速度 在適宜條件下,在適宜條件下,單位時間內(nèi)底物濃度的減少量或產(chǎn)物單位時間內(nèi)底物濃度的減少量或產(chǎn)物濃度的增加量來表示。濃度的增加量來表示。4 反應速度反應速度單位單位:濃度:濃度/ /單位時間單位時間酶促反應初速度的概念酶促反應初速度的概念斜率斜率=P/ t = V(初速度初速度)Pt初速度:底物開始反應之后,很短一段時間內(nèi)初速度:底物開始反應之后,很短一段時間內(nèi)的反應速度,反應時間一般采用的反應速度,反應時間一般采用5-10min5-10min。酶活力的表示方法酶活力的表示方法活力單位活力單位(active unit) 習慣單位(習慣單位(U): 底物底物(或產(chǎn)物或產(chǎn)物)變化量變化量 /
37、單位時間單位時間 國際單位(國際單位(IU): 1moL變化量變化量 / 分鐘分鐘 Katal(Kat):):1moL變化量變化量 / 秒秒比活力比活力=總活力單位總活力單位總蛋白總蛋白mg數(shù)數(shù)= U(或或IU) mg蛋白蛋白量度酶催化能力大小量度酶催化能力大小量度酶純度量度酶純度比活力比活力(specific activity) 在酶分離提純過程中,每完成一個實驗步驟,在酶分離提純過程中,每完成一個實驗步驟,都需要測定酶的總活力和比活力,來判斷分離提都需要測定酶的總活力和比活力,來判斷分離提純方法的優(yōu)劣和提純效果。純方法的優(yōu)劣和提純效果。抽提液的比活力抽提液的比活力酶制劑的比活力酶制劑的比活
38、力回收率回收率= =酶制劑的總活力酶制劑的總活力抽提液的總活力抽提液的總活力純化倍數(shù)純化倍數(shù) =影響酶促反應速度的因素影響酶促反應速度的因素2、底物濃度底物濃度3、pH (最適(最適 pH的概念)的概念)4、 溫度溫度 (最適溫度的概念)(最適溫度的概念)5、激活劑激活劑6、抑制劑抑制劑1、酶濃度、酶濃度當當S足夠過量,其它條件固定且無不利因素時,足夠過量,其它條件固定且無不利因素時,v=kE底物濃度對酶促反應速度的影響底物濃度對酶促反應速度的影響(一)(一)酶反應速度與底物濃度的關(guān)系曲線酶反應速度與底物濃度的關(guān)系曲線 (MichaelisMentenMichaelisMenten曲線)曲線)
39、(二)(二)米氏方程的提出及推導米氏方程的提出及推導(三)(三)米氏常數(shù)的意義米氏常數(shù)的意義(四)(四)米氏常數(shù)的測定米氏常數(shù)的測定用反應速度(用反應速度(v)對底物濃度)對底物濃度S作圖,便得到以作圖,便得到以下雙曲線。下雙曲線。 (一)酶反應速度與底物濃度的關(guān)系曲線(一)酶反應速度與底物濃度的關(guān)系曲線圖 底物濃度對反應初速度的影響 (1 1)在低底物濃度時在低底物濃度時, ,反應速度與底物濃度成正比,反應速度與底物濃度成正比,表現(xiàn)為表現(xiàn)為一級反應一級反應特征。特征。(2 2)混合級反應混合級反應 當?shù)孜餄舛容^高時,反應速度上升當?shù)孜餄舛容^高時,反應速度上升緩慢。緩慢。(3 3)當?shù)孜餄舛冗_
40、到一定值,幾乎所有的酶都與底)當?shù)孜餄舛冗_到一定值,幾乎所有的酶都與底物結(jié)合后,反應速度達到最大值(物結(jié)合后,反應速度達到最大值(V Vmaxmax),此時再增),此時再增加底物濃度,反應速度不再增加,表現(xiàn)為加底物濃度,反應速度不再增加,表現(xiàn)為零級反應零級反應。(二)米氏方程式的提出及推導(自己推導)(二)米氏方程式的提出及推導(自己推導) 為了描述為了描述S濃度對酶促反濃度對酶促反應 速 度 影 響 的 規(guī) 律 ,應 速 度 影 響 的 規(guī) 律 ,Michaelis & MentenMichaelis & Menten根根據(jù)據(jù)中間產(chǎn)物學說,利用中間產(chǎn)物學說,利用化學平衡原理化
41、學平衡原理于于19131913年年推導出了上述矩形雙曲推導出了上述矩形雙曲線的數(shù)學表達式,即著線的數(shù)學表達式,即著名的名的米氏方程。米氏方程。 V=Vmax SKm + SnKm 即為米氏常數(shù)即為米氏常數(shù)nVmax為最大反應速度為最大反應速度nV為在不同為在不同S時的反應速度時的反應速度K Km m?(三)米氏常數(shù)的意義(三)米氏常數(shù)的意義1. 當當v=Vmax/2時,時,Km=S( Km的單位為濃度單位)的單位為濃度單位)因此,因此,KmKm等于酶促反應速度達最大反應速度一半時的底物等于酶促反應速度達最大反應速度一半時的底物濃度。濃度。 KmKm可以反映酶與底物親和力的大小可以反映酶與底物親
42、和力的大小 K Km m值大,表示親和程度小,酶的催化活性低值大,表示親和程度小,酶的催化活性低; ; K Km m值小,表示親和程度大值小,表示親和程度大, ,酶的催化活性高。酶的催化活性高。 KmKm越小,親和力越強越小,親和力越強。說明達到最大反應速度一半時說明達到最大反應速度一半時所需底物濃度就越小,底物濃度很小時,反應速度就能達所需底物濃度就越小,底物濃度很小時,反應速度就能達到很大,性能優(yōu),代謝中這類酶更為重要。到很大,性能優(yōu),代謝中這類酶更為重要。 2.2.K Km m是酶的特征性常數(shù)之一是酶的特征性常數(shù)之一 催化可逆反應的酶,當正反應和逆反應催化可逆反應的酶,當正反應和逆反應K
43、m值不同時,值不同時,可以大致推測該酶正逆兩向反應的效率,可以大致推測該酶正逆兩向反應的效率,Km值小的底值小的底物所示的反應方向應是該酶催化的優(yōu)勢方向。物所示的反應方向應是該酶催化的優(yōu)勢方向。 有多個酶催化的連鎖反應中,如能確定各種酶有多個酶催化的連鎖反應中,如能確定各種酶Km值值及相應的底物濃度,有助于尋找代謝過程的限速步驟。及相應的底物濃度,有助于尋找代謝過程的限速步驟。在各底物濃度相當時,在各底物濃度相當時,Km值大的酶則為限速酶。值大的酶則為限速酶。 判斷在細胞內(nèi)酶的活性是否受底物抑制。判斷在細胞內(nèi)酶的活性是否受底物抑制。 測定不同抑制劑對某一酶測定不同抑制劑對某一酶Km及及Vmax
44、的影響,可以用的影響,可以用于判定該抑制劑是競爭性抑制劑還是非競爭性抑制劑。于判定該抑制劑是競爭性抑制劑還是非競爭性抑制劑。 (四)米氏常數(shù)的求法米氏常數(shù)的求法基本原則基本原則: 將米氏方程變化成相當于將米氏方程變化成相當于y=ax+b的直線方程,的直線方程,再用作圖法求出再用作圖法求出Km。 例:例:雙倒數(shù)作圖法雙倒數(shù)作圖法(Lineweaver-Burk法)法) 米氏方程的雙倒數(shù)形式:米氏方程的雙倒數(shù)形式: 1 KmKm 1 1 = . + v Vmax S Vmax -4-202468100.00.20.40.60.81.01/S(1/m m ol.L-1)1/v斜率斜率=Km/Vmax
45、-1/Km1/Vmax酶動力學的雙倒數(shù)圖線酶動力學的雙倒數(shù)圖線 1 KmKm 1 1 = . + v Vmax S Vmax pHpH對反應速度的影響對反應速度的影響4觀察觀察pHpH對酶促反應速度的影響,通常為一對酶促反應速度的影響,通常為一“鐘形鐘形”曲線曲線,即,即pHpH過高或過低均可導致酶催化活性的下降。過高或過低均可導致酶催化活性的下降。4酶催化活性最高時溶液的酶催化活性最高時溶液的pHpH值就稱為值就稱為酶的最適酶的最適pHpH。4家畜細胞外液的家畜細胞外液的pHpH一般在一般在7.247.247.547.54之間,如果高之間,如果高于于7.87.8或低于或低于6.86.8家畜就
46、會死亡家畜就會死亡, ,故將故將pH6.8pH6.87.87.8稱為稱為家畜體液家畜體液pHpH的的極限值。極限值。 pH對酶反應速度的影響對酶反應速度的影響 過酸過堿過酸過堿導致酶活性降低導致酶活性降低pH影響反應速度的原因:影響反應速度的原因: 影響底物分子解離狀態(tài)影響底物分子解離狀態(tài) 影響酶分子解離狀態(tài)影響酶分子解離狀態(tài) 影響酶的活性中心構(gòu)象影響酶的活性中心構(gòu)象pH最適最適 pHv溫度對反應速度的影響溫度對反應速度的影響4一般來說,酶促反應速度隨溫度的增高而加快。一般來說,酶促反應速度隨溫度的增高而加快。但當溫度增加達到某一溫度時,由于酶蛋白的熱但當溫度增加達到某一溫度時,由于酶蛋白的熱
47、變性作用,反應速度迅速下降,直到完全失活。變性作用,反應速度迅速下降,直到完全失活。4酶促反應速度隨溫度升高而達到一最大值時的溫酶促反應速度隨溫度升高而達到一最大值時的溫度就稱為酶的度就稱為酶的最適溫度最適溫度。 溫度對酶促反應速度的影響溫度對酶促反應速度的影響 酶的最適溫度與實驗酶的最適溫度與實驗條件有關(guān),因而它不條件有關(guān),因而它不是酶的特征性常數(shù)。是酶的特征性常數(shù)。 如高溫消毒、低溫麻如高溫消毒、低溫麻醉、冷凍儲存等。醉、冷凍儲存等。激活劑激活劑對酶作用的影響對酶作用的影響類別類別 金屬離子:金屬離子:K+、Na+、 Mg2+、Cu2+、Mn2+、Zn2+、Se3+ 、 Co2+、Fe2+
48、 陰離子:陰離子: Cl-、Br- 有機分子有機分子 還原劑:抗壞血酸、半胱氨酸、谷胱甘肽還原劑:抗壞血酸、半胱氨酸、谷胱甘肽 金屬螯合劑:金屬螯合劑:EDTA凡是能提高酶活性的物質(zhì),稱為酶的激活劑(凡是能提高酶活性的物質(zhì),稱為酶的激活劑(activator) 競爭性抑制作用競爭性抑制作用(一一) 可逆抑制作用可逆抑制作用 非競爭性抑制作用非競爭性抑制作用 專一性不可逆抑制作用專一性不可逆抑制作用(二)(二)不可逆抑制作用不可逆抑制作用 非專一性不可逆抑制作用非專一性不可逆抑制作用 抑制劑對酶作用的影響抑制劑對酶作用的影響 凡是使酶的活性下降而不引起酶蛋白變性的物質(zhì),凡是使酶的活性下降而不引起
49、酶蛋白變性的物質(zhì),稱為酶的抑制劑(稱為酶的抑制劑(inhibitorinhibitor)。)。(一)可逆抑制作用(一)可逆抑制作用4抑制劑與酶分子的必需基團以抑制劑與酶分子的必需基團以非共價鍵非共價鍵可可逆性結(jié)合造成酶活性的抑制,且可采用透逆性結(jié)合造成酶活性的抑制,且可采用透析等簡單方法去除抑制劑而使酶活性完全析等簡單方法去除抑制劑而使酶活性完全恢復的抑制作用就是恢復的抑制作用就是可逆抑制作用可逆抑制作用。 1.1.競爭性抑制(競爭性抑制(competitive inhibition)competitive inhibition) 抑制劑與底物分子結(jié)構(gòu)十分相似,與底物抑制劑與底物分子結(jié)構(gòu)十分相
50、似,與底物競爭酶的同一活性中心,從而干擾了酶與底物競爭酶的同一活性中心,從而干擾了酶與底物的結(jié)合,使酶的催化活性降低,的結(jié)合,使酶的催化活性降低,稱為競爭性抑稱為競爭性抑制作用。制作用。 競競爭爭性性抑抑制制如:丙二酸對琥珀酸脫氫酶的競爭性抑制如:丙二酸對琥珀酸脫氫酶的競爭性抑制 COOCH2CH2COOCOOCHCHCOO琥珀酸脫氫酶-2HCOOCH2COOCOOCH2CCOOOCOOCH2HCCOOOH琥珀酸延胡索酸丙二酸 草酰乙酸蘋果酸 競爭性抑制劑往往是酶的競爭性抑制劑往往是酶的底物類似物底物類似物或反應產(chǎn)物;或反應產(chǎn)物; 抑制劑與酶的結(jié)合部位與底物與酶的抑制劑與酶的結(jié)合部位與底物與酶
51、的結(jié)合部位相同結(jié)合部位相同; 抑制劑濃度越大,則抑制作用越大;但增加底物濃抑制劑濃度越大,則抑制作用越大;但增加底物濃度可使抑制程度減??;度可使抑制程度減??;(4) (4) 動力學參數(shù)動力學參數(shù) K Km m增大增大,V V不降低不降低。即競爭性抑制通??梢酝ㄟ^增大底物濃度來消除。即競爭性抑制通常可以通過增大底物濃度來消除。 競爭性抑制的特點競爭性抑制的特點競爭性抑制曲線競爭性抑制曲線 實例:磺胺藥物的藥用機理實例:磺胺藥物的藥用機理 H2N- -SO2NH2對氨基苯磺酰胺對氨基苯磺酰胺 H2N- -COOH對氨基苯甲酸對氨基苯甲酸對氨基苯甲酸對氨基苯甲酸谷氨酸谷氨酸蝶呤蝶呤葉酸葉酸抗菌機理抗
52、菌機理 與對氨基苯甲酸是結(jié)構(gòu)類似物與對氨基苯甲酸是結(jié)構(gòu)類似物競爭性抑制細菌葉酸形成,進而抑制細菌繁殖競爭性抑制細菌葉酸形成,進而抑制細菌繁殖2.2.非競爭性抑制非競爭性抑制 抑制劑既可以與游離酶結(jié)合,也可以抑制劑既可以與游離酶結(jié)合,也可以與與ESES復合物結(jié)合,形成三元復合物,使酶復合物結(jié)合,形成三元復合物,使酶的催化活性降低,稱為的催化活性降低,稱為非競爭性抑制。非競爭性抑制。 非競爭性抑制作用非競爭性抑制作用+IEI+SESIESP+ EE+S+I 非競爭性抑制劑的化學結(jié)構(gòu)不一定與底物的分子結(jié)非競爭性抑制劑的化學結(jié)構(gòu)不一定與底物的分子結(jié)構(gòu)類似;構(gòu)類似; 底物和抑制劑分別底物和抑制劑分別獨立
53、獨立地與酶的不同部位相結(jié)合;地與酶的不同部位相結(jié)合; 抑制劑對酶與底物的結(jié)合無影響,故底物濃度的改抑制劑對酶與底物的結(jié)合無影響,故底物濃度的改變對抑制程度無影響;變對抑制程度無影響; 動力學參數(shù):動力學參數(shù):KmKm值不變,值不變,VmaxVmax值降低值降低。 非競爭性抑制的特點非競爭性抑制的特點非競爭性抑制曲線非競爭性抑制曲線競爭性抑制作用競爭性抑制作用非競爭性抑制作用非競爭性抑制作用競競爭爭性性非非競競爭爭性性抑抑制制作作用用機機理理示示意意圖圖底物與酶專一性結(jié)合底物與酶專一性結(jié)合4抑制劑與酶分子的必需基團抑制劑與酶分子的必需基團共價結(jié)合共價結(jié)合引起酶活性的引起酶活性的抑制,且不能采用超
54、濾、透析等簡單方法使酶活性抑制,且不能采用超濾、透析等簡單方法使酶活性恢復的抑制作用就是恢復的抑制作用就是不可逆抑制作用不可逆抑制作用。有毒物、藥。有毒物、藥物等。物等。4如如有機磷農(nóng)藥有機磷農(nóng)藥對膽堿酯酶的抑制、對膽堿酯酶的抑制、路易士氣路易士氣對巰基對巰基酶的抑制等酶的抑制等。 (二)不可逆抑制作用(二)不可逆抑制作用專一性不可逆抑制劑專一性不可逆抑制劑 這類抑制劑選擇性很強,它只能專一性地與這類抑制劑選擇性很強,它只能專一性地與酶活性中心的某些基團不可逆結(jié)合,引起酶的活酶活性中心的某些基團不可逆結(jié)合,引起酶的活性喪失。性喪失。 實例:實例:有機磷殺蟲劑有機磷殺蟲劑-Ser-OH-Ser-
55、OPO-RO-ROPO-RO-ROX 膽堿酯酶膽堿酯酶 乙酰膽堿乙酰膽堿 膽堿乙酸膽堿乙酸 乙酰膽堿堆積引起付交感興奮癥狀:惡心,乙酰膽堿堆積引起付交感興奮癥狀:惡心,嘔吐,多汗,肌肉震顫,瞳孔縮小。嘔吐,多汗,肌肉震顫,瞳孔縮小。 +EOHROPOXROROPOOROE+ H X有 機 磷 化 合 物磷 酰 化 酶酸EOHORPOORNCH3CHNOH+NCH3CHNO+解 磷 定羥 基 酶 有機磷化合物對有機磷化合物對膽堿酯酶膽堿酯酶的抑制,用的抑制,用解磷解磷定定解除抑制。解除抑制。非專一性不可逆抑制劑非專一性不可逆抑制劑 抑制劑作用于酶分子中的一類或幾類基團,這些抑制劑作用于酶分子中的
56、一類或幾類基團,這些基團中包含了必需基團,因而引起酶失活?;鶊F中包含了必需基團,因而引起酶失活。類型類型:ESHSH+ Hg2+ESSHg + 2H+ESHSHClAsCl+HCCHClAsHCCHClESS+ 2HClAsHC CHClESS+H2C SHHCH2C OHSHESHSH+H2C SHCH2C OHSAsHC CHCl重金屬離子及砷,可用二巰基丙醇(重金屬離子及砷,可用二巰基丙醇(BALBAL)解毒。)解毒。 在對有價值的目標追求中堅定的決心是一切真正偉大的品格的基礎(chǔ)。充沛的精力會讓人有能力克服艱難險阻,完成單調(diào)乏味的工作,忍受其中瑣碎而有枯燥的細節(jié)從而使人順利渡過人生的每一驛
57、站。 時間即生命。沒有人不愛惜自己的生命,可卻很少有人珍惜自己的時間如果你想在有生之年做點事,學點東西,充實自己,幫助別人,使自己生活的更有意義,不虛度此生,那么就不要浪費光陰。這道理人人都懂,可是做到的是少數(shù)人。思考 一碳單位在生物代謝中起重要作用,一碳單位轉(zhuǎn)移的載體是 . 輔酶A .酰苷甲硫氨酸 . 維生素B12 .四氫葉酸 判斷正誤 1. 抑制劑不與底物競爭酶的結(jié)合中心,則不會表現(xiàn)為抑制作用。 2. 酶的催化作用可用底物與活性部位相吻合的鎖和鑰概念來解釋。填空填空1. 有機農(nóng)藥抑制 酶活性。2. 重金屬離子抑制酶活性。3. 磺胺類藥物治療是根據(jù)酶的原理而設計的。 二、高等動物體酶活性調(diào)節(jié)
58、的兩種形式是: 1.?2.?(2本章不介紹)1 1又包括 哪兩種調(diào)節(jié)方式?,我們上節(jié)課介紹的一種調(diào)節(jié)方式屬于 調(diào)節(jié)。第六節(jié)第六節(jié) 酶的活性調(diào)節(jié)酶的活性調(diào)節(jié)一、一、 別構(gòu)酶及酶的別構(gòu)(變構(gòu))效應別構(gòu)酶及酶的別構(gòu)(變構(gòu))效應二、二、 共價修飾調(diào)節(jié)共價修飾調(diào)節(jié) l 基本概念基本概念l 變構(gòu)調(diào)節(jié)的機制變構(gòu)調(diào)節(jié)的機制l 變構(gòu)酶的動力學曲線變構(gòu)酶的動力學曲線l 變構(gòu)酶的生理意義變構(gòu)酶的生理意義l 變構(gòu)調(diào)節(jié)的特點變構(gòu)調(diào)節(jié)的特點一、一、 別構(gòu)酶及酶的別構(gòu)(變構(gòu))效應別構(gòu)酶及酶的別構(gòu)(變構(gòu))效應概念概念:有些酶分子表面除了具有活性中心外,還存有些酶分子表面除了具有活性中心外,還存在被稱為調(diào)節(jié)位點(或變構(gòu)位點)的
59、調(diào)節(jié)物特異結(jié)合在被稱為調(diào)節(jié)位點(或變構(gòu)位點)的調(diào)節(jié)物特異結(jié)合位點,調(diào)節(jié)物結(jié)合到調(diào)節(jié)位點上引起酶的構(gòu)象發(fā)生變位點,調(diào)節(jié)物結(jié)合到調(diào)節(jié)位點上引起酶的構(gòu)象發(fā)生變化,導致酶的活性提高或下降,這種現(xiàn)象稱為化,導致酶的活性提高或下降,這種現(xiàn)象稱為別構(gòu)效別構(gòu)效應應(allosteric effect),具有上述特點的酶稱具有上述特點的酶稱別構(gòu)酶(別構(gòu)酶(allosteric enzyme)。)。變構(gòu)酶變構(gòu)酶結(jié)構(gòu)特點結(jié)構(gòu)特點: :多亞基,兩中心多亞基,兩中心,即,即活性活性中心中心(包括催化中心)、(包括催化中心)、調(diào)節(jié)中心調(diào)節(jié)中心?;钚灾行幕钚灾行恼{(diào)節(jié)中心調(diào)節(jié)中心變構(gòu)調(diào)節(jié)的機制變構(gòu)調(diào)節(jié)的機制 當調(diào)節(jié)亞基或調(diào)節(jié)
60、部位與變構(gòu)劑結(jié)合后,導致酶當調(diào)節(jié)亞基或調(diào)節(jié)部位與變構(gòu)劑結(jié)合后,導致酶的空間構(gòu)象發(fā)生改變,從而導致酶催化部位的構(gòu)的空間構(gòu)象發(fā)生改變,從而導致酶催化部位的構(gòu)象發(fā)生改變而導致酶活性的改變。象發(fā)生改變而導致酶活性的改變。 變構(gòu)激活劑變構(gòu)激活劑變構(gòu)抑制劑變構(gòu)抑制劑 變構(gòu)酶的動力學曲線:變構(gòu)酶的動力學曲線: S型型 Sv5090%10%0.1139 非變構(gòu)酶非變構(gòu)酶 變構(gòu)酶變構(gòu)酶v=10% S=0.11 S=3 v=90% S=9 S=9 比值比值 81 3優(yōu)點:優(yōu)點:S變化小,變化小,V變化大變化大作用:作為代謝途徑中的作用:作為代謝途徑中的調(diào)節(jié)酶類調(diào)節(jié)酶類 別構(gòu)酶的別構(gòu)酶的S形動力學關(guān)系,非常有利于對反應速度的形動力
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