生物化學(xué)簡明教程__第6章 酶

1、第四章第四章 酶酶(enzyme)酶的發(fā)展歷史酶的發(fā)展歷史1837年，瑞典化學(xué)家年，瑞典化學(xué)家Berzelius認為認為發(fā)酵是活細胞造成發(fā)酵是活細胞造成的，首先想到催化作用。的，首先想到催化作用。1857年年P(guān)asteur認為酒的發(fā)酵是酵母認為酒的發(fā)酵是酵母(yeast)細胞生命活動的結(jié)果，細胞生命活動的結(jié)果，細胞破裂則細胞破裂則失去發(fā)酵失去發(fā)酵作用。作用。1878年年Kuhne提出了提出了enzyme，源于希臘語的酵母中，源于希臘語的酵母中(in yeast)，中文：酵素，中文：酵素 酶酶1897年年Buchner兄弟用不含酵母細胞的提取液完成了發(fā)酵，證明兄弟用不含酵母細胞的提取液完成了發(fā)酵

2、，證明酶無生命酶無生命，只，只是一種化學(xué)物質(zhì)。是一種化學(xué)物質(zhì)。Eduard Buchner是第一位提出是第一位提出酵素可以獨立出細胞酵素可以獨立出細胞而產(chǎn)生作用的，獲而產(chǎn)生作用的，獲1907年諾年諾貝爾化學(xué)獎。貝爾化學(xué)獎。1926年年Sumner從刀豆中得到脲酶的結(jié)晶，首次證明從刀豆中得到脲酶的結(jié)晶，首次證明酶是蛋白質(zhì)酶是蛋白質(zhì)。1930年年Northrop得到得到胃蛋白酶結(jié)晶胃蛋白酶結(jié)晶。1946年獲得諾貝爾化學(xué)獎。年獲得諾貝爾化學(xué)獎。1965年年Blake對溶菌酶進行了對溶菌酶進行了X-射線衍射分析，酶的射線衍射分析，酶的活性中心活性中心的催化機理獲的催化機理獲得了直接而具體的解釋。得了直

3、接而具體的解釋。1982年年Cech發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)個別個別RNA具有催化作用具有催化作用，提出，提出Ribozyme的概念。的概念。The Nobel Prize in Chemistry 1907生物化學(xué)領(lǐng)域的研究和發(fā)現(xiàn)無細胞的發(fā)酵體 (1897)Eduard Buchner The Nobel Prize in Chemistry 1946發(fā)現(xiàn)酶可以結(jié)晶以及酶的人工合成方面的研究(1926)James Batcheller Sumner John Howard Northrop Wendell Meredith Stanley The Nobel Prize in Chemistry 1972核

4、糖核酸酶的序列和生物活性構(gòu)象方面研究 了解核糖核酸酶分子活性中心催化活性和化學(xué)結(jié)構(gòu)之間的聯(lián)系 Christian B. Anfinsen Stanford Moore William H. Stein The Nobel Prize in Chemistry 1989核酶的發(fā)現(xiàn) (1982)Sidney Altman Thomas R. Cech 1.酶的概念：酶的概念：u酶是生物酶是生物催化劑。催化劑。 酶是催化劑，與一般的催化劑有共性；酶是催化劑，與一般的催化劑有共性； 具有生物特性，與一般化學(xué)催化劑存在明顯差異：具有生物特性，與一般化學(xué)催化劑存在明顯差異： 化學(xué)催化劑：小分子，結(jié)構(gòu)簡單化

5、學(xué)催化劑：小分子，結(jié)構(gòu)簡單 酶：生物大分子，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。酶：生物大分子，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。4.1酶的概念與特點酶的概念與特點2.酶的特點：高效、專一、溫和、可調(diào)控酶的特點：高效、專一、溫和、可調(diào)控u 催化效率高催化效率高 酶具有很高的催化效率，比非催化反應(yīng)速率高酶具有很高的催化效率，比非催化反應(yīng)速率高105107， 生物體如果沒有酶，將不能進行代謝。生物體如果沒有酶，將不能進行代謝。 轉(zhuǎn)換數(shù)：表示酶催化效率的概念，單位時間轉(zhuǎn)化底物的分子數(shù)。轉(zhuǎn)換數(shù)：表示酶催化效率的概念，單位時間轉(zhuǎn)化底物的分子數(shù)。4.1酶的概念與特點酶的概念與特點例例 2H2O22H2O+O2 反反 應(yīng)應(yīng)活化能活化能非催化反應(yīng)非催化反應(yīng)7

6、5.24kJ/mol鈀催化反應(yīng)鈀催化反應(yīng)48.9kJ/molH2O2酶催化酶催化8.36kJ/molu酶的活性具有調(diào)節(jié)性酶的活性具有調(diào)節(jié)性 酶活性的調(diào)節(jié)是維持代謝正常進行的重要環(huán)節(jié)酶活性的調(diào)節(jié)是維持代謝正常進行的重要環(huán)節(jié) 調(diào)控方式：基因表達、底物誘導(dǎo)以及產(chǎn)物抑制等調(diào)控方式：基因表達、底物誘導(dǎo)以及產(chǎn)物抑制等u專一性專一性 酶對催化酶對催化反應(yīng)的類型反應(yīng)的類型和和反應(yīng)物反應(yīng)物有嚴格的選擇性。有嚴格的選擇性。 專一性主要由酶的結(jié)構(gòu)特別是專一性主要由酶的結(jié)構(gòu)特別是活性中心結(jié)構(gòu)活性中心結(jié)構(gòu)的特異性決定的特異性決定。2.酶的特點：酶的特點：4.1酶的概念與特點酶的概念與特點N+3H2熔鐵催化劑300-60

7、0， 200-800Atm2NH3u對環(huán)境因素敏感（易失活）對環(huán)境因素敏感（易失活） 生物變性因素導(dǎo)致失活：溫度、生物變性因素導(dǎo)致失活：溫度、pH、鹽濃度鹽濃度 酶促反應(yīng)需要在溫和的條件下進行：常酶促反應(yīng)需要在溫和的條件下進行：常溫、常壓、適宜的溶液溫、常壓、適宜的溶液pH和離子強度。和離子強度。根瘤菌生物固氮根瘤菌生物固氮工業(yè)合成氨工業(yè)合成氨4.1酶的概念與特點酶的概念與特點4.2酶的化學(xué)本質(zhì)和組成酶的化學(xué)本質(zhì)和組成 1酶的化學(xué)本質(zhì)酶的化學(xué)本質(zhì)化學(xué)本質(zhì)：除了核酶外，絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)化學(xué)本質(zhì)：除了核酶外，絕大多數(shù)是蛋白質(zhì). 核酶（核酶（ ribozyme ）：具有催化活性的）：具有催化活性的R

8、NA證據(jù)證據(jù)： （1）分離出的純蛋白質(zhì)晶體具有催化活性；）分離出的純蛋白質(zhì)晶體具有催化活性； （2）對酶進行堿水解，最終產(chǎn)物為氨基酸；）對酶進行堿水解，最終產(chǎn)物為氨基酸； （3）對待測酶進行蛋白酶水解，發(fā)現(xiàn)其失活。）對待測酶進行蛋白酶水解，發(fā)現(xiàn)其失活。 （4）蛋白質(zhì)變性劑能夠使酶失活；）蛋白質(zhì)變性劑能夠使酶失活； （5）酶具有膠體性質(zhì)，不能穿過半透膜：）酶具有膠體性質(zhì)，不能穿過半透膜： （6）酶具有蛋白質(zhì)特有的呈色反應(yīng)。）酶具有蛋白質(zhì)特有的呈色反應(yīng)。結(jié)構(gòu)特性：酶的催化活性依賴于蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)完整性，當結(jié)構(gòu)特性：酶的催化活性依賴于蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)完整性，當酶蛋白的高級結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時，失去催化活性。酶蛋

9、白的高級結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時，失去催化活性。2酶的化學(xué)組成酶的化學(xué)組成 全酶全酶=脫輔酶脫輔酶+輔因子輔因子輔因子輔因子金屬離子金屬離子小分子有機化合物小分子有機化合物輔酶輔酶（coenzyme）：）：結(jié)合松弛結(jié)合松弛輔基輔基（prosthetic group）:結(jié)合緊密結(jié)合緊密4.2酶的化學(xué)本質(zhì)和組成酶的化學(xué)本質(zhì)和組成 純蛋白質(zhì)構(gòu)成酶：僅由氨基酸殘基組成的，不含其他化學(xué)成分純蛋白質(zhì)構(gòu)成酶：僅由氨基酸殘基組成的，不含其他化學(xué)成分綴合蛋白質(zhì)構(gòu)成的酶：除了氨基酸殘基，還含有金屬離子、有機小分子等綴合蛋白質(zhì)構(gòu)成的酶：除了氨基酸殘基，還含有金屬離子、有機小分子等兩者單獨存在沒有催化活性兩者單獨存在沒有催化活

10、性根據(jù)與酶蛋白之間根據(jù)與酶蛋白之間結(jié)合的緊密程度結(jié)合的緊密程度輔酶或輔基的作用：電子、原子或化學(xué)基團的載體。輔酶或輔基的作用：電子、原子或化學(xué)基團的載體。維生素維生素通常是合成輔酶的前體物質(zhì)。通常是合成輔酶的前體物質(zhì)。4.2酶的化學(xué)本質(zhì)和組成酶的化學(xué)本質(zhì)和組成 根據(jù)根據(jù)酶蛋白分子結(jié)構(gòu)不同酶蛋白分子結(jié)構(gòu)不同將酶分成三類將酶分成三類 1單體酶（單體酶（monomeric enzyme） 2寡聚酶（寡聚酶（oligomeric enzyme） 3多酶復(fù)合物（多酶復(fù)合物（multienzyme complex） 3酶的類型酶的類型4.2酶的化學(xué)本質(zhì)和組成酶的化學(xué)本質(zhì)和組成 單體酶單體酶只有只有1條多肽

11、鏈的酶。條多肽鏈的酶。4.2酶的化學(xué)本質(zhì)和組成酶的化學(xué)本質(zhì)和組成 寡聚酶寡聚酶由兩個或兩個以上亞基組成的酶，亞基之間以非共價鍵連接。由兩個或兩個以上亞基組成的酶，亞基之間以非共價鍵連接。亞基之間是通過共價結(jié)合的，容易在亞基之間是通過共價結(jié)合的，容易在變性劑作用下彼此分離，從而失活；變性劑作用下彼此分離，從而失活；說明蛋白質(zhì)四級結(jié)構(gòu)是酶活性所必需說明蛋白質(zhì)四級結(jié)構(gòu)是酶活性所必需的。的。6.2酶的化學(xué)本質(zhì)和組成酶的化學(xué)本質(zhì)和組成 多酶復(fù)合體多酶復(fù)合體幾個酶嵌合而成的絡(luò)合幾個酶嵌合而成的絡(luò)合物，這些酶功能相關(guān)，物，這些酶功能相關(guān)，催化一系列連續(xù)的反應(yīng)。催化一系列連續(xù)的反應(yīng)。4.2酶的化學(xué)本質(zhì)和組成酶

12、的化學(xué)本質(zhì)和組成 丙酮酸脫氫酶復(fù)合體丙酮酸脫氫酶復(fù)合體酶的命名酶的命名1習(xí)慣名稱習(xí)慣名稱(約定俗稱的方法約定俗稱的方法)（1）底物）底物 ： 如蛋白酶，脂肪酶如蛋白酶，脂肪酶（2）反應(yīng)類型：如脫氫酶，裝轉(zhuǎn)氨酶）反應(yīng)類型：如脫氫酶，裝轉(zhuǎn)氨酶 （3）底物和反應(yīng)性質(zhì)：如琥珀酸脫氫酶）底物和反應(yīng)性質(zhì)：如琥珀酸脫氫酶 （4）來源或其它特點：如胃蛋白酶，胰蛋白酶）來源或其它特點：如胃蛋白酶，胰蛋白酶 命名依據(jù)：命名依據(jù)：4.3酶的命名與分類酶的命名與分類1961年國際酶學(xué)委員會（年國際酶學(xué)委員會（enzyme commission）提出）提出的酶的命名和分類方法。的酶的命名和分類方法。2系統(tǒng)名稱系統(tǒng)名稱（

13、1）標明底物，催化反應(yīng)的性質(zhì)）標明底物，催化反應(yīng)的性質(zhì) （2）兩個底物參加反應(yīng)時應(yīng)同時列出，中間用冒號（）兩個底物參加反應(yīng)時應(yīng)同時列出，中間用冒號（:） 分開。如其中一個底物為水時，水可略去。分開。如其中一個底物為水時，水可略去。 丙氨酸丙氨酸+-酮戊二酸酮戊二酸 谷氨酸谷氨酸+丙酮酸丙酮酸 丙氨酸丙氨酸:-酮戊二酸氨基轉(zhuǎn)移酶酮戊二酸氨基轉(zhuǎn)移酶 脂肪脂肪+H2O 脂酸脂酸+甘油甘油 脂肪水解酶脂肪水解酶 4.3酶的命名與分類酶的命名與分類命名的要求：命名的要求：酶的編號: 國際酶學(xué)委員會（國際酶學(xué)委員會（Enzyme Commission）給每一個酶規(guī)定了一個編號，由給每一個酶規(guī)定了一個編號，

14、由EC和和4個個阿拉伯數(shù)字表示，數(shù)字中用阿拉伯數(shù)字表示，數(shù)字中用“”隔開。隔開。EC 類類.亞類亞類.亞亞類亞亞類.排號，如排號，如EC l.1.1.1 4.3酶的命名與分類酶的命名與分類酶的分類1.氧化還原酶氧化還原酶:A+BH2AH2+B2 .轉(zhuǎn)移酶：轉(zhuǎn)移酶：AR+BA+BR3 .水解酶：水解酶：AB +H2OAOH+BH4 .裂解酶裂解酶ABA+B5 .異構(gòu)酶異構(gòu)酶6 .合成酶合成酶ABA+B+ATPAB+ADP+Pi4.3酶的命名與分類酶的命名與分類六大類酶催化反應(yīng)的性質(zhì) 1氧化還原酶類（氧化還原酶類（oxido-reductases） （1）氧化酶類：催化底物脫氫，并氧化生成）氧化酶

15、類：催化底物脫氫，并氧化生成H2O或或H2O2 。2A2H+O2 2A+2H2O A2H+O2 A+H2O2 鄰苯二酚氧化酶（鄰苯二酚氧化酶（EC 1.10.3.1，鄰苯二酚，鄰苯二酚:氧氧化酶）氧氧化酶） 鄰苯二酚鄰苯二酚鄰苯醌鄰苯醌OHOH+ O2鄰鄰苯苯二二酚酚氧氧化化酶酶OO2+ 2H2O2例：例：4.3酶的命名與分類酶的命名與分類（2）脫氫酶類：直接催化底物脫氫）脫氫酶類：直接催化底物脫氫 A2H + B A + B2H 例：乳酸丙酮酸COOHC HCH3H O+ NAD+COOHCOCH3+ NADH + H+乳乳酸酸脫脫氫氫酶酶乳酸脫氫酶（EC 1.1.1.27，L-乳酸：NAD

16、+氧化還原酶）4.3酶的命名與分類酶的命名與分類2轉(zhuǎn)移酶類（轉(zhuǎn)移酶類（transferases） 催化基團的轉(zhuǎn)移催化基團的轉(zhuǎn)移 AR+ BBRA +谷丙轉(zhuǎn)氨酶（谷丙轉(zhuǎn)氨酶（GPT）（）（EC 2.6.1.2，L-丙氨酸：丙氨酸：酮戊二酸氨基轉(zhuǎn)移酶）酮戊二酸氨基轉(zhuǎn)移酶）例：例：4.3酶的命名與分類酶的命名與分類3水解酶類（水解酶類（hydrolases） AB + H2O AOH + BH 例：例：4.3酶的命名與分類酶的命名與分類-葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶 （EC 3. 2. 1. 10）4裂合酶類（裂合酶類（lyases） 催化一種化合物裂解為集中化合物，或幾種化合物縮合為一種化合物催化一種化合

17、物裂解為集中化合物，或幾種化合物縮合為一種化合物AB A + B 例：例：4.3酶的命名與分類酶的命名與分類一種化合物移去一個基團后形成雙鍵的現(xiàn)象一種化合物移去一個基團后形成雙鍵的現(xiàn)象1.6-二磷酸二磷酸-D-果糖醛縮酶（果糖醛縮酶（EC 4.1.2.13）組氨酸裂合酶（組氨酸裂合酶（EC 4.3.1.3）5異構(gòu)酶類（異構(gòu)酶類（isomerase） 催化異構(gòu)化反應(yīng)催化異構(gòu)化反應(yīng) 例：例：AB4.3酶的命名與分類酶的命名與分類葡糖葡糖-6-磷酸異構(gòu)酶（磷酸異構(gòu)酶（EC 5.3.1.9）6合成酶類（也稱連接酶類）合成酶類（也稱連接酶類） 將兩個小分子合成一個大分子，通常將兩個小分子合成一個大分子，

18、通常需要需要ATP供能。供能。反應(yīng)通式：反應(yīng)通式： 例：例： 乙酸+CoASH+ATP 乙酰SCoA+AMP+PPiA + B + ATP AB + ADP + PiA + B + ATP AB + AMP + PPi4.3酶的命名與分類酶的命名與分類上節(jié)課內(nèi)容回顧上節(jié)課內(nèi)容回顧酶的概念和本質(zhì)酶的概念和本質(zhì) 生物催化劑；除核酶意外，絕大多數(shù)由蛋白質(zhì)構(gòu)成。生物催化劑；除核酶意外，絕大多數(shù)由蛋白質(zhì)構(gòu)成。酶的特點酶的特點: 高效性、專一性、易失活和容易調(diào)控。高效性、專一性、易失活和容易調(diào)控。酶的化學(xué)組成：酶的化學(xué)組成： 全酶全酶=脫輔酶脫輔酶+輔因子輔因子 輔因子：金屬離子和有機小分子（輔酶和輔基）

19、輔因子：金屬離子和有機小分子（輔酶和輔基） 輔因子的作用：參與酶催化作用，作為電子、氫原子或某些化學(xué)基團的輔因子的作用：參與酶催化作用，作為電子、氫原子或某些化學(xué)基團的載體。載體。酶的類型：單體酶、寡聚酶和多酶復(fù)合體酶的類型：單體酶、寡聚酶和多酶復(fù)合體酶的命名：酶的命名： 習(xí)慣命名和系統(tǒng)命名，酶的編號習(xí)慣命名和系統(tǒng)命名，酶的編號EC1.1.1.1酶的分類：六大類酶的分類：六大類 氧化還原酶（氧化酶和脫氫酶）、轉(zhuǎn)移酶、水解酶、裂合酶（涉及雙氧化還原酶（氧化酶和脫氫酶）、轉(zhuǎn)移酶、水解酶、裂合酶（涉及雙鍵形成）、異構(gòu)酶和合成酶（需鍵形成）、異構(gòu)酶和合成酶（需ATP）酶專一性的類型酶專一性的類型酶作用

20、的專一性酶作用的專一性結(jié)構(gòu)專一性結(jié)構(gòu)專一性絕對專一性絕對專一性基團專一性基團專一性立體異構(gòu)立體異構(gòu)專一性專一性旋光異構(gòu)專一性旋光異構(gòu)專一性幾何異構(gòu)專一性幾何異構(gòu)專一性4.4 酶的專一性酶的專一性相對專一性相對專一性化學(xué)鍵專一性化學(xué)鍵專一性絕對專一性絕對專一性有些酶對底物具有嚴格的選擇，通常只作用于有些酶對底物具有嚴格的選擇，通常只作用于一種特定的底物。一種特定的底物。1.結(jié)構(gòu)專一性結(jié)構(gòu)專一性4.4 酶的專一性酶的專一性例：蔗糖酶只能水解蔗糖，麥芽糖酶只能水解麥芽糖。例：蔗糖酶只能水解蔗糖，麥芽糖酶只能水解麥芽糖。酶對底物的化學(xué)結(jié)構(gòu)具有選擇性酶對底物的化學(xué)結(jié)構(gòu)具有選擇性相對專一性相對專一性1.結(jié)

21、構(gòu)專一性結(jié)構(gòu)專一性4.4 酶的專一性酶的專一性基團專一性基團專一性指酶對作用的化學(xué)鍵一側(cè)的化學(xué)基團有嚴格要求。指酶對作用的化學(xué)鍵一側(cè)的化學(xué)基團有嚴格要求。胰蛋白酶胰蛋白酶糜蛋白酶糜蛋白酶胰肽酶胰肽酶非極性非極性結(jié)合部位結(jié)合部位淺的非極性淺的非極性結(jié)合部位結(jié)合部位深的帶負電的結(jié)合部位深的帶負電的結(jié)合部位指酶的作用對象是一類結(jié)構(gòu)相近的底物，指酶的作用對象是一類結(jié)構(gòu)相近的底物，基團專一或化學(xué)鍵專一基團專一或化學(xué)鍵專一1.結(jié)構(gòu)專一性結(jié)構(gòu)專一性4.4 酶的專一性酶的專一性化學(xué)鍵專一性化學(xué)鍵專一性指酶作用于底物特定的化學(xué)鍵，而對兩端的基指酶作用于底物特定的化學(xué)鍵，而對兩端的基團沒有要求。團沒有要求。酯酶酯

22、酶酯酶催化酯鍵的水解，底物可以是甘油酯、磷酸酯和乙酰膽酯酶催化酯鍵的水解，底物可以是甘油酯、磷酸酯和乙酰膽堿堿2.立體異構(gòu)專一性立體異構(gòu)專一性4.4 酶的專一性酶的專一性旋光異構(gòu)專一性旋光異構(gòu)專一性指酶只能專一的指酶只能專一的與反應(yīng)物中一種旋光異構(gòu)體結(jié)合與反應(yīng)物中一種旋光異構(gòu)體結(jié)合并催化反應(yīng)。并催化反應(yīng)。當?shù)孜锞哂辛Ⅲw異構(gòu)體時，酶只選擇其中一種立體異構(gòu)體作當?shù)孜锞哂辛Ⅲw異構(gòu)體時，酶只選擇其中一種立體異構(gòu)體作為底物的現(xiàn)象。為底物的現(xiàn)象。旋光異構(gòu)專一性和幾何異構(gòu)專一性旋光異構(gòu)專一性和幾何異構(gòu)專一性（反丁烯二酸）（反丁烯二酸）幾何異構(gòu)專一性幾何異構(gòu)專一性:只能選擇性催化某種幾何異構(gòu)體底物只能選擇性催

23、化某種幾何異構(gòu)體底物2.立體異構(gòu)專一性立體異構(gòu)專一性4.4 酶的專一性酶的專一性延胡索酸延胡索酸（反丁烯二酸）（反丁烯二酸）馬來酸馬來酸（順丁烯二酸）（順丁烯二酸）鎖鑰學(xué)說（鎖鑰學(xué)說（lock and Key theory） 1894年 Fischer 提出4.4 酶的專一性酶的專一性酶專一性學(xué)說酶專一性學(xué)說局限性局限性：不能解釋酶催化可逆反應(yīng)，酶與底物剛性結(jié)構(gòu)不可能即與底：不能解釋酶催化可逆反應(yīng)，酶與底物剛性結(jié)構(gòu)不可能即與底物互補又與產(chǎn)物互補。物互補又與產(chǎn)物互補。酶與底物酶與底物緊密結(jié)合緊密結(jié)合誘導(dǎo)契合學(xué)說（誘導(dǎo)契合學(xué)說（induced-fit theory）: 底物誘導(dǎo)酶分子發(fā)生構(gòu)象變化，

24、與底物形成緊密契合的構(gòu)象；底物誘導(dǎo)酶分子發(fā)生構(gòu)象變化，與底物形成緊密契合的構(gòu)象； 能夠解釋酶催化可逆反應(yīng)的正反應(yīng)和逆反應(yīng)；能夠解釋酶催化可逆反應(yīng)的正反應(yīng)和逆反應(yīng)；4.4 酶的專一性酶的專一性局限性局限性：沒有考慮到酶與底物結(jié)合時，酶對底物結(jié)構(gòu)：沒有考慮到酶與底物結(jié)合時，酶對底物結(jié)構(gòu)發(fā)生的變化發(fā)生的變化底物底物S誘導(dǎo)酶誘導(dǎo)酶E構(gòu)象變化，酶使底物結(jié)構(gòu)變化，形成酶構(gòu)象變化，酶使底物結(jié)構(gòu)變化，形成酶-底物復(fù)合物底物復(fù)合物ES基態(tài)基態(tài) 過渡態(tài)過渡態(tài) 活化能活化能 （能壘）（能壘）4.5 酶的作用機制酶的作用機制過渡態(tài)過渡態(tài)過渡態(tài)過渡態(tài)活化能活化能活化能活化能產(chǎn)物產(chǎn)物底物底物基態(tài)基態(tài)降低活化能降低活化能過

25、渡態(tài)互補學(xué)說過渡態(tài)互補學(xué)說酶的活性部位酶的活性部位酶的活性中心：參與底物結(jié)合和催化作用的特異性化學(xué)基團集中的區(qū)域。(1)酶的活性部位占很小部分，總體積的酶的活性部位占很小部分，總體積的1-2%。(2)酶活性部位是酶三維結(jié)構(gòu)的一部分，與底物有很好的互補性酶活性部位是酶三維結(jié)構(gòu)的一部分，與底物有很好的互補性4.5 酶的作用機制酶的作用機制活性中心中的基團，在一級結(jié)構(gòu)中可能相距較遠活性中心中的基團，在一級結(jié)構(gòu)中可能相距較遠(3)活性部位活性部位（活性中心）（活性中心）結(jié)合基團：參與底物結(jié)合的基團結(jié)合基團：參與底物結(jié)合的基團催化基團：特定氨基酸側(cè)鏈化學(xué)基團催化基團：特定氨基酸側(cè)鏈化學(xué)基團酶的活性部位酶

26、的活性部位4.5 酶的作用機制酶的作用機制Glu和和Asp的的-COOHLys的的-NH2His的的咪唑咪唑基基Ser的的-OHCys的的-SH必需基團：活性部位之外，某些對于維持酶活性部位的結(jié)構(gòu)和必需基團：活性部位之外，某些對于維持酶活性部位的結(jié)構(gòu)和功能必不可少的基團。功能必不可少的基團。底底 物物 活性中心以外活性中心以外的必需基團的必需基團結(jié)合基團結(jié)合基團催化基團催化基團 活性中心活性中心 酶的活性部位酶的活性部位4.5 酶的作用機制酶的作用機制(4)活性部位具有柔性，在與底物分子結(jié)合時，底物和酶的構(gòu)象活性部位具有柔性，在與底物分子結(jié)合時，底物和酶的構(gòu)象都會發(fā)生變化，形成互補結(jié)構(gòu)。都會發(fā)

27、生變化，形成互補結(jié)構(gòu)。（5）酶的活性部位具有疏水環(huán)）酶的活性部位具有疏水環(huán)境，有助于底物與酶的結(jié)合和境，有助于底物與酶的結(jié)合和催化作用催化作用酶與底物復(fù)合物的形成酶與底物復(fù)合物的形成4.5 酶的作用機制酶的作用機制E+SESE+P酶與底物復(fù)合物證據(jù)：掃描電子顯微鏡觀察；酶與底物復(fù)合物證據(jù)：掃描電子顯微鏡觀察；人工合成酶人工合成酶-底物復(fù)合物晶體；底物復(fù)合物晶體；X射線衍射分析三維結(jié)構(gòu)射線衍射分析三維結(jié)構(gòu)酶與底物的性質(zhì)在形成復(fù)合物后發(fā)生變（溶解性和穩(wěn)定性）。酶與底物的性質(zhì)在形成復(fù)合物后發(fā)生變（溶解性和穩(wěn)定性）。蔗糖酶水解蔗糖實驗蔗糖酶水解蔗糖實驗1、靜電引力（范德華力）靜電引力（范德華力）2、氫

28、鍵、氫鍵3、疏水鍵相互作用：活性中心是相對的疏水環(huán)境、疏水鍵相互作用：活性中心是相對的疏水環(huán)境4、鹽離子鍵、鹽離子鍵結(jié)合能：底物與酶通過非共價鍵產(chǎn)生的能量結(jié)合能：底物與酶通過非共價鍵產(chǎn)生的能量酶底物結(jié)合力酶底物結(jié)合力底物與酶活性部位通過非共價鍵相結(jié)合底物與酶活性部位通過非共價鍵相結(jié)合4.5 酶的作用機制酶的作用機制1、鄰近效應(yīng)和定向效應(yīng)；、鄰近效應(yīng)和定向效應(yīng)；2、促進底物形成的非共價鍵；、促進底物形成的非共價鍵；3、酸堿催化；、酸堿催化；4、共價催化、共價催化;5、金屬離子催化；、金屬離子催化；6、活性部位微環(huán)境作用。、活性部位微環(huán)境作用。酶具高催化效率的分子機制酶具高催化效率的分子機制4.5

29、 酶的作用機制酶的作用機制使原來游離的底物集中于酶的活性部位；使原來游離的底物集中于酶的活性部位；減小底物與酶的催化基團之間的距離；減小底物與酶的催化基團之間的距離；使反應(yīng)容易進行，增加反應(yīng)速率的一種效應(yīng)使反應(yīng)容易進行，增加反應(yīng)速率的一種效應(yīng)鄰近效應(yīng)鄰近效應(yīng)ABABABABAB4.5 酶的作用機制酶的作用機制定向效應(yīng)定向效應(yīng)4.5 酶的作用機制酶的作用機制酶的催化基團與底物的反應(yīng)基團之間的正確定位和酶的催化基團與底物的反應(yīng)基團之間的正確定位和取向定向。取向定向。提高反應(yīng)速率：提高反應(yīng)速率：確定化學(xué)基團的距離和角度分布；確定化學(xué)基團的距離和角度分布；限制底物化學(xué)基團的自由度，拉限制底物化學(xué)基團的

30、自由度，拉近基團距離。近基團距離。 非共價作用（底物形變）非共價作用（底物形變） 酶與底物之間的非共價作用使底物分子周圍的敏感鍵酶與底物之間的非共價作用使底物分子周圍的敏感鍵 發(fā)發(fā)生形變，從而促進底物形成過渡態(tài)，降低活化能，提高反應(yīng)生形變，從而促進底物形成過渡態(tài)，降低活化能，提高反應(yīng)速率。速率。4.5 酶的作用機制酶的作用機制酶與底物過渡態(tài)的親和力遠大于酶與底物或產(chǎn)物的親和力。酶與底物過渡態(tài)的親和力遠大于酶與底物或產(chǎn)物的親和力。4.5 酶的作用機制酶的作用機制酸堿催化酸堿催化:狹義：酸提供質(zhì)子或堿提供氫氧根離子狹義：酸提供質(zhì)子或堿提供氫氧根離子廣義：所有能夠提供質(zhì)子或接受質(zhì)子的物質(zhì)，主要在生物

31、體內(nèi)廣義：所有能夠提供質(zhì)子或接受質(zhì)子的物質(zhì)，主要在生物體內(nèi)酶活性中心酸堿催化基團酶活性中心酸堿催化基團咪唑基團既可咪唑基團既可以提供質(zhì)子又以提供質(zhì)子又可以接受質(zhì)子可以接受質(zhì)子廣義酸催化 4.5 酶的作用機制酶的作用機制廣義堿催化 酸堿催化酸堿催化 無催化劑 共價催化共價催化催化劑與底物形成相對不穩(wěn)定的共價中間產(chǎn)物，改變反應(yīng)的歷程，催化劑與底物形成相對不穩(wěn)定的共價中間產(chǎn)物，改變反應(yīng)的歷程，使活化能降低，從而提高反應(yīng)速率。使活化能降低，從而提高反應(yīng)速率。 共價催化共價催化 親電子催化親電子催化:吸收電子吸收電子攻擊底物的攻擊底物的負電子負電子中心中心親核催化：親核催化：提供電子提供電子攻擊底物的攻

32、擊底物的缺電子缺電子中心中心4.5 酶的作用機制酶的作用機制共價中間產(chǎn)物共價中間產(chǎn)物4.5 酶的作用機制酶的作用機制金屬離子催化：金屬離子催化：u提高水的親核性能；提高水的親核性能； 例：碳酸酐酶活性部位含有例：碳酸酐酶活性部位含有Zn離子，能與水結(jié)合形成親核試劑。離子，能與水結(jié)合形成親核試劑。 u靜電作用屏蔽負電荷；靜電作用屏蔽負電荷； 例：例：Mg2+ -ATP能屏蔽磷酸基團的負電荷，不會對親核試劑產(chǎn)生斥力。能屏蔽磷酸基團的負電荷，不會對親核試劑產(chǎn)生斥力。u所帶正電荷使反應(yīng)過程中負電荷穩(wěn)定；所帶正電荷使反應(yīng)過程中負電荷穩(wěn)定；u與底物結(jié)合為反應(yīng)定向；與底物結(jié)合為反應(yīng)定向；u傳遞電子。傳遞電子

33、。4.5 酶的作用機制酶的作用機制微環(huán)境作用：微環(huán)境作用：u疏水環(huán)境疏水環(huán)境u酸性環(huán)境酸性環(huán)境u堿性環(huán)境堿性環(huán)境有助于底物與酶的結(jié)合有助于底物與酶的結(jié)合有助于酶的催化基團與底物之間相互作用。有助于酶的催化基團與底物之間相互作用。上節(jié)內(nèi)容回顧上節(jié)內(nèi)容回顧1酶的專一性：酶的專一性：結(jié)構(gòu)專一：絕對專一和相對專一（基團專一和化學(xué)鍵專一）結(jié)構(gòu)專一：絕對專一和相對專一（基團專一和化學(xué)鍵專一）立體異構(gòu)專一：旋光異構(gòu)專一和幾何異構(gòu)專一立體異構(gòu)專一：旋光異構(gòu)專一和幾何異構(gòu)專一酶的專一性學(xué)說：鎖鑰學(xué)說、誘導(dǎo)契合學(xué)說和過渡態(tài)互補學(xué)說酶的專一性學(xué)說：鎖鑰學(xué)說、誘導(dǎo)契合學(xué)說和過渡態(tài)互補學(xué)說2.酶的作用機制：酶的作用機制

34、：酶的活性部位（活性中心）：催化基團和結(jié)合基團酶的活性部位（活性中心）：催化基團和結(jié)合基團必需基團必需基團活性中心的特點：體積小、空間立體結(jié)構(gòu)、構(gòu)象能變化和微環(huán)境活性中心的特點：體積小、空間立體結(jié)構(gòu)、構(gòu)象能變化和微環(huán)境3.高效催化的分子機制高效催化的分子機制臨近效應(yīng)和定向效應(yīng)臨近效應(yīng)和定向效應(yīng)酶與底物非共價作用（底物形變）酶與底物非共價作用（底物形變）酸堿催化：廣義酸、堿，氨基酸側(cè)鏈基團酸堿催化：廣義酸、堿，氨基酸側(cè)鏈基團共價催化：酶與底物形成相對不穩(wěn)定的中間復(fù)合物共價催化：酶與底物形成相對不穩(wěn)定的中間復(fù)合物金屬離子催化：增加水參與反應(yīng)的能力、屏蔽負電荷、穩(wěn)定反應(yīng)金屬離子催化：增加水參與反應(yīng)的

35、能力、屏蔽負電荷、穩(wěn)定反應(yīng)形成的負電荷、結(jié)合底物為反應(yīng)定向、傳遞電子形成的負電荷、結(jié)合底物為反應(yīng)定向、傳遞電子活性部位的微環(huán)境：疏水、酸性、堿性活性部位的微環(huán)境：疏水、酸性、堿性胰凝乳蛋白酶胰凝乳蛋白酶三個肽鏈組成，通過5個二硫鍵相連，形成球狀三級結(jié)構(gòu)His57, Asp102, Ser195組成活性中心酶作用機制的實例酶作用機制的實例4.5 酶的作用機制酶的作用機制過度態(tài)四面體過度態(tài)四面體肽鍵斷裂肽鍵斷裂His提供質(zhì)子，提供質(zhì)子，釋放第一個產(chǎn)物釋放第一個產(chǎn)物水結(jié)合水結(jié)合活性部位活性部位His作為廣義堿作為廣義堿從從Ser得到質(zhì)子得到質(zhì)子His作為廣義堿從水分子得到質(zhì)子作為廣義堿從水分子得到質(zhì)

36、子使水親核攻擊使水親核攻擊ES，形成過度態(tài)四，形成過度態(tài)四面體。面體。His提供質(zhì)子提供質(zhì)子使過度態(tài)四面體瓦解使過度態(tài)四面體瓦解結(jié)合結(jié)合釋放第二個產(chǎn)物釋放第二個產(chǎn)物酶促反應(yīng)速率酶促反應(yīng)速率4.6酶促反應(yīng)的動力學(xué)酶促反應(yīng)的動力學(xué)測定時間的反應(yīng)速率？測定時間的反應(yīng)速率？應(yīng)該測定反應(yīng)的初速度應(yīng)該測定反應(yīng)的初速度酶促反應(yīng)動力學(xué)：酶促反應(yīng)動力學(xué)： 研究酶促反應(yīng)速率以及影響該速率的因素研究酶促反應(yīng)速率以及影響該速率的因素單位時間內(nèi)反應(yīng)物或產(chǎn)物濃度的變化單位時間內(nèi)反應(yīng)物或產(chǎn)物濃度的變化底物濃度對反應(yīng)速率的影響底物濃度對反應(yīng)速率的影響4.6酶促反應(yīng)的動力學(xué)酶促反應(yīng)的動力學(xué)化學(xué)反應(yīng)速率方程：化學(xué)反應(yīng)速率方程：根

37、據(jù)反應(yīng)物與速率的關(guān)系分為，零級反應(yīng)和一級反應(yīng)根據(jù)反應(yīng)物與速率的關(guān)系分為，零級反應(yīng)和一級反應(yīng)蔗糖酶催化蔗糖水解反應(yīng)：蔗糖酶催化蔗糖水解反應(yīng)：酶的濃度一定酶的濃度一定底物濃度和反應(yīng)速率作圖底物濃度和反應(yīng)速率作圖零級反應(yīng)零級反應(yīng)一級反應(yīng)一級反應(yīng)混合級反應(yīng)混合級反應(yīng)當?shù)孜餄舛容^低時當?shù)孜餄舛容^低時反應(yīng)速度與底物濃度成正比；反反應(yīng)速度與底物濃度成正比；反應(yīng)為一級反應(yīng)。應(yīng)為一級反應(yīng)。4.6酶促反應(yīng)的動力學(xué)酶促反應(yīng)的動力學(xué)酶酶-底物中間產(chǎn)物學(xué)說底物中間產(chǎn)物學(xué)說隨著底物濃度的增高隨著底物濃度的增高酶的數(shù)量有限，反應(yīng)速度不再成正酶的數(shù)量有限，反應(yīng)速度不再成正比例加速；反應(yīng)為混合級反應(yīng)。比例加速；反應(yīng)為混合級反應(yīng)

38、。4.6酶促反應(yīng)的動力學(xué)酶促反應(yīng)的動力學(xué)當?shù)孜餄舛雀哌_一定程度當?shù)孜餄舛雀哌_一定程度反應(yīng)速度不再增加，達最大速度；反應(yīng)速度不再增加，達最大速度；反應(yīng)為零級反應(yīng)反應(yīng)為零級反應(yīng)4.6酶促反應(yīng)的動力學(xué)酶促反應(yīng)的動力學(xué)（米氏方程米氏方程）4.6酶促反應(yīng)的動力學(xué)酶促反應(yīng)的動力學(xué)酶促反應(yīng)動力學(xué)方程酶促反應(yīng)動力學(xué)方程Vmax最大反應(yīng)速率S底物濃度KsES解離常數(shù)反應(yīng)速率與底物濃度關(guān)系反應(yīng)速率與底物濃度關(guān)系Pf很小，可忽略不計很小，可忽略不計Ef= E ES 其中其中E總酶濃度，總酶濃度，ES復(fù)合物濃度復(fù)合物濃度Sf= S ES Pf S 4.6酶促反應(yīng)的動力學(xué)酶促反應(yīng)的動力學(xué)酶促反應(yīng)動力學(xué)方程酶促反應(yīng)動力學(xué)

39、方程k2k-1k-2穩(wěn)態(tài)學(xué)說：中間復(fù)合物的生成速率和分解速率相等穩(wěn)態(tài)學(xué)說：中間復(fù)合物的生成速率和分解速率相等米氏常數(shù)的意義米氏常數(shù)的意義米氏常數(shù)米氏常數(shù)Km的涵義是：當反應(yīng)速度為最大反應(yīng)的涵義是：當反應(yīng)速度為最大反應(yīng)速度一半時，底物的濃度速度一半時，底物的濃度當當SKm時，時，=Vmax，反應(yīng)為零級反應(yīng)；，反應(yīng)為零級反應(yīng)；當當S = Km時，時，v=1/2 Vmax4.6酶促反應(yīng)的動力學(xué)酶促反應(yīng)的動力學(xué)Km是酶的一個特征性常數(shù)只與酶的性質(zhì)有關(guān)，與酶的濃度無關(guān)只與酶的性質(zhì)有關(guān)，與酶的濃度無關(guān)米氏常數(shù)的意義米氏常數(shù)的意義4.6酶促反應(yīng)的動力學(xué)酶促反應(yīng)的動力學(xué)當酶能催化幾種不同的底物時，當酶能催化幾

40、種不同的底物時，Km值一樣嗎？值一樣嗎？如己糖激酶：以葡萄糖為底物時，如己糖激酶：以葡萄糖為底物時，km=0.15mmol/L 以果糖為底物時，以果糖為底物時， km=1.5mmol/L哪個是最適底物？哪個是最適底物？當當k-1k2時時Km= k-1 /k1,因此，因此，Km可以反映酶與底物親和力的可以反映酶與底物親和力的大小，即大小，即Km值越小，則酶與底物的親和力越大；反之，則越小值越小，則酶與底物的親和力越大；反之，則越小米氏常數(shù)的意義米氏常數(shù)的意義4.6酶促反應(yīng)的動力學(xué)酶促反應(yīng)的動力學(xué)雙倒數(shù)作圖法（雙倒數(shù)作圖法（Lineweaver-Burk作圖法）作圖法） 米氏方程的轉(zhuǎn)換米氏方程的轉(zhuǎn)

41、換 maxmaxmV1S1VKv1 如何測定米氏常數(shù)？如何測定米氏常數(shù)？上節(jié)內(nèi)容回顧上節(jié)內(nèi)容回顧 maxmaxmV1S1VKv1 抑制劑的影響抑制劑的影響 抑制作用：通過改變酶的必需基團的化學(xué)性質(zhì)，使酶抑制作用：通過改變酶的必需基團的化學(xué)性質(zhì)，使酶 活力降低甚至完全喪失的作用活力降低甚至完全喪失的作用抑制劑：具有抑制作用的物質(zhì)抑制劑：具有抑制作用的物質(zhì)4.7酶促反應(yīng)速率的影響因素酶促反應(yīng)速率的影響因素不可逆抑制劑不可逆抑制劑可逆抑制劑可逆抑制劑可逆抑制劑可逆抑制劑（2）非競爭性抑制）非競爭性抑制（1）競爭性抑制）競爭性抑制抑制劑的影響抑制劑的影響 4.7酶促反應(yīng)速率的影響因素酶促反應(yīng)速率的影響

42、因素（3）反爭性抑制）反爭性抑制1、不可逆抑制作用（、不可逆抑制作用（irreversible inhibition） E + I EI例例: DFP（DIFP）對胰凝乳蛋白酶的抑制）對胰凝乳蛋白酶的抑制 抑制劑與酶分子上的某些基團抑制劑與酶分子上的某些基團共價結(jié)合共價結(jié)合抑制劑的影響抑制劑的影響 4.7酶促反應(yīng)速率的影響因素酶促反應(yīng)速率的影響因素2、可逆抑制作用、可逆抑制作用（1）競爭性抑制作用）競爭性抑制作用E+I EI 4.7酶促反應(yīng)速率的影響因素酶促反應(yīng)速率的影響因素EI 非共價結(jié)合，可以通過透析、超濾等方法去除例例: : 丙二酸對琥珀酸脫氫酶的抑制作用丙二酸對琥珀酸脫氫酶的抑制作用

43、抑制劑的結(jié)構(gòu)與抑制劑的結(jié)構(gòu)與某種底物的結(jié)構(gòu)某種底物的結(jié)構(gòu)類似類似4.7酶促反應(yīng)速率的影響因素酶促反應(yīng)速率的影響因素競爭性抑制作用動力學(xué)方程競爭性抑制作用動力學(xué)方程E + S ES E + Pk1k2k3+Iki2ki1EIEI+S no reaction 推導(dǎo)出的方程推導(dǎo)出的方程 )K I 1(KKSKSVvimmmmax 4.7酶促反應(yīng)速率的影響因素酶促反應(yīng)速率的影響因素競爭性抑制作用動力學(xué)方程的特征競爭性抑制作用動力學(xué)方程的特征 當當 I 0時，方程還原成米氏方程。時，方程還原成米氏方程。 mK0v ,當當 I 時，時， maximaxmV1S1)KI1(VKv1 1/2Vmax4.7酶促

44、反應(yīng)速率的影響因素酶促反應(yīng)速率的影響因素競爭抑制作用特點：競爭抑制作用特點：1 抑制劑與底物在結(jié)構(gòu)上有類似之處抑制劑與底物在結(jié)構(gòu)上有類似之處;2 可能結(jié)合在底物所結(jié)合的位點（如結(jié)合基團）上，從而可能結(jié)合在底物所結(jié)合的位點（如結(jié)合基團）上，從而阻斷了底物和酶的結(jié)合阻斷了底物和酶的結(jié)合;3 Km值增加，降低酶和底物的親和力值增加，降低酶和底物的親和力 ，Vmax值不變。值不變。4.7酶促反應(yīng)速率的影響因素酶促反應(yīng)速率的影響因素（2）非競爭性抑制）非競爭性抑制:E + S ES E + Pkm+IkiEI + S+IkiEISkmimaxmaxmmaxK I 1VVSKSVv （2）非競爭性抑制）非

45、競爭性抑制4.7酶促反應(yīng)速率的影響因素酶促反應(yīng)速率的影響因素非競爭性抑制作用動力學(xué)方程特征非競爭性抑制作用動力學(xué)方程特征當當I0 VVmax I 0v0Vmax 4.7酶促反應(yīng)速率的影響因素酶促反應(yīng)速率的影響因素非競爭性抑制劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)與底物的分子結(jié)構(gòu)不相似；底物和抑制劑分別獨立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，故底物濃度的改變對抑制程度無影響；動力學(xué)參數(shù)：Km值不變，Vm值降低。非競爭性抑制作用動力學(xué)方程特征非競爭性抑制作用動力學(xué)方程特征4.7酶促反應(yīng)速率的影響因素酶促反應(yīng)速率的影響因素（3）反競爭性抑制）反競爭性抑制4.7酶促反應(yīng)速率的影響因素酶促反應(yīng)速率的影響因素反競

46、爭性抑制作用動力學(xué)方程特征反競爭性抑制作用動力學(xué)方程特征4.7酶促反應(yīng)速率的影響因素酶促反應(yīng)速率的影響因素1.這種抑制作用使得這種抑制作用使得Vmax，Km都變小，但都變小，但Vmax/Km比值不變。比值不變。2.抑制劑不能與游離酶相結(jié)合，而只能與絡(luò)合物抑制劑不能與游離酶相結(jié)合，而只能與絡(luò)合物ES相結(jié)合生成相結(jié)合生成ESI絡(luò)合物絡(luò)合物4.7酶促反應(yīng)速率的影響因素酶促反應(yīng)速率的影響因素溫度對酶反應(yīng)速度的影響溫度對酶反應(yīng)速度的影響 4.7酶促反應(yīng)速率的影響因素酶促反應(yīng)速率的影響因素不同的酶具有不同的最適溫度不同的酶具有不同的最適溫度酶催化不同底物是也具有不同的最適溫度酶催化不同底物是也具有不同的最

47、適溫度4.7酶促反應(yīng)速率的影響因素酶促反應(yīng)速率的影響因素pH對酶反應(yīng)速度的影響對酶反應(yīng)速度的影響 最適最適pHpH影響反應(yīng)速度的原因影響反應(yīng)速度的原因 ( 1 )過高、過低的過高、過低的pH導(dǎo)致酶蛋白變性；導(dǎo)致酶蛋白變性； ( 2 ) pH影響了酶分子中催化、結(jié)合或必需基團的解離影響了酶分子中催化、結(jié)合或必需基團的解離（3）pH影響底物分子和影響底物分子和ES復(fù)合物的復(fù)合物的 解離狀態(tài)。解離狀態(tài)。 4.7酶促反應(yīng)速率的影響因素酶促反應(yīng)速率的影響因素激活劑對酶反應(yīng)速度的影響激活劑對酶反應(yīng)速度的影響 酶的激活劑：能提高酶活力的物質(zhì)酶的激活劑：能提高酶活力的物質(zhì)無機離子無機離子 金屬離子，如金屬離子

48、，如Na+、K+、Mg2+、Ca2+、 Cu2+、Zn2+、Fe2+等。等。 陰離子：如陰離子：如Cl-、Br-、I-、CN- 等等 4.7酶促反應(yīng)速率的影響因素酶促反應(yīng)速率的影響因素酶活性調(diào)節(jié)方式：酶活性調(diào)節(jié)方式：u 調(diào)節(jié)酶的數(shù)量和分布調(diào)節(jié)酶的數(shù)量和分布u 調(diào)節(jié)酶的結(jié)構(gòu)：調(diào)節(jié)酶的結(jié)構(gòu)： 別構(gòu)調(diào)控、可逆共價修飾和酶原激活別構(gòu)調(diào)控、可逆共價修飾和酶原激活4.8酶活性調(diào)節(jié)酶活性調(diào)節(jié)1.酶的別構(gòu)調(diào)控：酶的別構(gòu)調(diào)控： 酶具有活性部位和調(diào)節(jié)部位，調(diào)節(jié)部位能夠與某些基團發(fā)生可逆的非共價結(jié)合，使酶的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，進而改變催化活性。別構(gòu)酶別構(gòu)酶：具有別構(gòu)調(diào)控作用有多亞基活性中心和別構(gòu)中心4.8酶活性調(diào)節(jié)酶活性

49、調(diào)節(jié)效應(yīng)物效應(yīng)物：對酶分子具有別構(gòu)調(diào)節(jié)作用的化合物 正效應(yīng)物和負效應(yīng)物1/2Vmax- 大腸桿菌天冬氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶大腸桿菌天冬氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶4.8酶活性調(diào)節(jié)酶活性調(diào)節(jié)2、可逆的共價修飾調(diào)節(jié)、可逆的共價修飾調(diào)節(jié)可逆的共價修飾方式：可逆的共價修飾方式：可逆磷酸化可逆磷酸化(phosphorylation)可逆腺苷酰化可逆腺苷?；?adenylylation)尿苷?；蜍挣；?uridylylation)甲基化甲基化(methylation)4.8酶活性調(diào)節(jié)酶活性調(diào)節(jié)可逆的共價修飾調(diào)節(jié)：某些酶在其他酶的催化下，可逆的共價修飾調(diào)節(jié)：某些酶在其他酶的催化下，肽鏈基團發(fā)生可逆的共價修飾作用。肽鏈基團發(fā)生可

50、逆的共價修飾作用。可逆磷酸化可逆磷酸化(phosphorylation)4.8酶活性調(diào)節(jié)酶活性調(diào)節(jié)SerATPADP糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶磷酸化酶磷酸化酶b (活性低活性低)磷酸化酶磷酸化酶a (活性高活性高)糖原磷酸化酶b糖原磷酸化酶a磷酸化酶激酶2ATP2ADP磷酸化酶磷酸酶2Pi2H2O4.8酶活性調(diào)節(jié)酶活性調(diào)節(jié)3.酶原的激活酶原的激活胃蛋白酶原胃蛋白酶原(pepsinogen) 胰蛋白酶原胰蛋白酶原(trypsinogen)胰凝乳蛋白酶原胰凝乳蛋白酶原(chymotrypsinogen)酶原酶原(zymogen)：不具催化活性的酶的前體不具催化活性的酶的前體酶原的激活：酶原的激活：某種物質(zhì)作用于酶原使之轉(zhuǎn)變?yōu)橛谢钅撤N物質(zhì)作用于酶原使之轉(zhuǎn)變?yōu)橛谢?性的酶的過程。性的酶的過程。4.8酶活性調(diào)節(jié)酶活性調(diào)節(jié)賴賴纈纈天天天天天天天天甘甘異異賴賴纈纈天天天天天天天天纈纈組組絲絲甘甘異異纈纈組組絲絲胰蛋白酶原的激活胰蛋白酶原的激活核酶的發(fā)現(xiàn)核酶的發(fā)現(xiàn)Cech發(fā)現(xiàn)RNA原生動物四膜蟲的rRNA前體是一種具有自催化性能的核酶。L19 RNA片段具有催化活性6.9核酶、抗體酶和同工酶核酶、抗體酶和同工酶l本質(zhì)是免疫球蛋白本質(zhì)是免疫球蛋白(immunologlobulins