生化-第三章酶

第三章酶Enzyme主講教師關(guān)亞群本章要求掌握酶的化學(xué)本質(zhì)及酶促反應(yīng)的特點(diǎn)，酶的結(jié)構(gòu)與功能，酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的基本內(nèi)容。熟悉酶促反應(yīng)的機(jī)制，競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用和非競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用的動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)及酶原激活的意義。了解酶在生命活動(dòng)中的重要意義，酶的命名、分類，酶與醫(yī)學(xué)的關(guān)系。酶的發(fā)展史公元前兩千多年，我國(guó)已有釀酒記載。1877年，Kuhne首次提出Enzyme一詞。1926年，Sumner首次從刀豆中提純出脲酶結(jié)晶，確立酶是蛋白質(zhì)的觀念，并具有蛋白質(zhì)的一切性質(zhì)。1982年，Cech首次發(fā)現(xiàn)RNA也具有酶的催化活性，提出核酶(ribozyme)的概念。1995年，JackW.Szostak研究室首先報(bào)道了具有DNA連接酶活性DNA片段，稱為脫氧核酶(deoxyribozyme)。生物催化劑（Biocatalysts）生物催化劑：由活細(xì)胞產(chǎn)生的，具有催化功能的生物大分子。酶（enzyme）——是由活細(xì)胞合成的、對(duì)其特異性底物有高效催化作用的蛋白質(zhì)，是機(jī)體內(nèi)催化各種代謝反應(yīng)最主要的催化劑。

核酶（ribozyme）——具有高效、特異催化作用的核酸（RNA）。主要參與RNA的剪接。第一節(jié)

酶的分子結(jié)構(gòu)與功能單體酶：只有一條多肽鏈構(gòu)成的酶。主要見(jiàn)水解酶類。寡聚酶：由多個(gè)相同或不同亞基以非共價(jià)鍵連接的酶。如：乳酸脫氫酶由亞基H、M形成的四聚體。多酶體系：在細(xì)胞內(nèi)存在著許多由幾種不同功能的酶彼此聚合形成的多酶復(fù)合物。如：丙酮酸脫氫酶體系。多功能酶（串連酶）：一些多酶體系在進(jìn)化過(guò)程中由于基因的融合，形成由一條多肽鏈組成卻具有多種不同催化功能的酶。如：脂肪酸合成酶系。一、酶的分子組成中常含有輔助因子

酶按分子組成分為：?jiǎn)渭兠福╯impleenzyme）：僅由氨基酸殘基構(gòu)成的酶。如：淀粉酶、脲酶、脂酶、一些消化蛋白酶、核糖核酸酶等。

結(jié)合酶（conjugatedenzyme）：由蛋白質(zhì)和非蛋白質(zhì)組成。蛋白質(zhì)部分：酶蛋白(apoenzyme)

輔助因子(輔酶或輔基)

金屬離子小分子有機(jī)化合物全酶(holoenzyme)結(jié)合酶的分子組成各部分在催化反應(yīng)中的作用酶蛋白決定反應(yīng)的特異性，輔助因子決定反應(yīng)的種類與性質(zhì)。金屬離子含金屬離子的酶分為：金屬酶：金屬離子與酶結(jié)合緊密,提取的過(guò)程中不易丟失,這類酶稱為金屬酶。如羧基肽酶、黃嘌呤氧化酶等。

金屬激活酶：金屬離子雖為酶的活性所必需，卻不與酶直接結(jié)合，而是通過(guò)底物相連接。這類酶稱為金屬激活酶。如己糖激酶等。金屬離子在全酶中的作用

①傳遞電子：作為酶活性中心的催化基團(tuán)參與催化反應(yīng)、傳遞電子。②架橋梁：作為連接酶與底物的橋梁，便于酶對(duì)底物起作用。③穩(wěn)構(gòu)象：穩(wěn)定酶的構(gòu)象所必需。④降斥力：中和陰離子，降低反應(yīng)中的靜電斥力。小分子有機(jī)化合物作用：參與催化過(guò)程，起傳遞電子、質(zhì)子或一些基團(tuán)的作用。小分子有機(jī)化合物作為輔助因子的種類不多，都屬于維生素或維生素衍生物。小分子有機(jī)化合物的作用輔助因子的分類輔酶：與酶蛋白結(jié)合疏松，可以用透析或超濾的方法除去。在兩個(gè)酶促反應(yīng)中充當(dāng)質(zhì)子或基團(tuán)供體和受體的作用。如NAD、NADP。

輔基：與酶蛋白結(jié)合緊密，不能通過(guò)透析或超濾將其除去。在反應(yīng)中輔基不能離開(kāi)酶蛋白。如金屬離子，F(xiàn)AD、FMN、生物素等。二、酶的活性中心是酶分子中執(zhí)行其催化功能的部位酶的必需基團(tuán)：(essentialgroup)

酶分子中氨基酸殘基側(cè)鏈的化學(xué)基團(tuán)中，一些與酶活性密切相關(guān)（酶發(fā)揮活性所必需）的化學(xué)基團(tuán)。二、酶的活性中心是酶分子中執(zhí)行其催化功能的部位酶的活性中心(activecenter)：

或稱活性部位(activesite)，指必需基團(tuán)在空間結(jié)構(gòu)上彼此靠近，組成具有特定空間結(jié)構(gòu)的區(qū)域，能與底物特異結(jié)合并將底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物。結(jié)合基團(tuán)：與底物結(jié)合，使底物與酶形成復(fù)合物；催化基團(tuán)：影響底物中某些化學(xué)鍵的穩(wěn)定性，催化底物轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物。

活性中心外的必需基團(tuán)：不參與活性中心的組成，但為維持活性中心應(yīng)有的空間構(gòu)象所必需。

二、酶的活性中心是酶分子中執(zhí)行其催化功能的部位結(jié)合基團(tuán)(bindinggroup)溶菌酶的活性中心*谷氨酸35和天冬氨酸52是催化基團(tuán)；*色氨酸62和63、天冬氨酸101和色氨酸108是結(jié)合基團(tuán)；*A~F為底物多糖鏈的糖基，位于酶的活性中心形成的裂隙中?；钚灾行牡奶攸c(diǎn)活性中心僅占酶的整個(gè)體積的相當(dāng)小的一部分?；钚灾行氖莻€(gè)三維的立體結(jié)構(gòu)。結(jié)合的專一性決定于活性中心中精確規(guī)定的原子排列。大多數(shù)底物都以相當(dāng)弱的力結(jié)合在活性中心?；钚灾行耐橇严?、裂縫或“口袋狀”等，且可深入酶分子內(nèi)部。并多為AA殘基的疏水基團(tuán)組成的疏水環(huán)境。三、同工酶是催化相同的化學(xué)反應(yīng)

但一級(jí)結(jié)構(gòu)不同的一組酶定義：同工酶(isoenzyme)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)及免疫學(xué)性質(zhì)不同的一組酶。是由不同基因編碼的多肽鏈，或由同一基因轉(zhuǎn)錄生成的不同mRNA所翻譯的不同多肽鏈組成的蛋白質(zhì)。三、同工酶是催化相同的化學(xué)反應(yīng)

但一級(jí)結(jié)構(gòu)不同的一組酶HHHHHHHMHHMMHMMMMMMMLDH1

(H4)LDH2(H3M)

LDH3(H2M2)LDH4(HM3)LDH5

(M4)乳酸脫氫酶的同工酶*舉例：乳酸脫氫酶(LDH1～

LDH5)生理及臨床意義在代謝調(diào)節(jié)上起著重要的作用；用于解釋發(fā)育過(guò)程中階段特有的代謝特征；同工酶譜的改變有助于對(duì)疾病的診斷；同工酶可以作為遺傳標(biāo)志，用于遺傳分析研究。心肌梗死和肝病病人血清LDH同工酶譜的變化1酶活性心肌梗死酶譜正常酶譜肝病酶譜2345第二節(jié)酶的工作原理酶和一般催化劑的共性只能催化熱力學(xué)允許的化學(xué)反應(yīng)；只能加速可逆反應(yīng)的進(jìn)程，而不改變反應(yīng)的平衡點(diǎn);在反應(yīng)前后沒(méi)有質(zhì)和量的變化；只需要微量；都能降低活化能。一、酶反應(yīng)特點(diǎn)（一）酶反應(yīng)具有極高的效率

酶的催化效率比無(wú)催化劑的自發(fā)反應(yīng)速度提高108～1020倍，比無(wú)機(jī)催化劑的催化效率高107～1013倍。例1：過(guò)氧化氫酶催化H2O2分解的速度是Fe2+催化其分解速度的8.3×109倍。例2：碳酸酐酶催化CO2溶解于血中比一般催化劑至少快1000萬(wàn)倍，大約一個(gè)碳酸酐酶分子每秒鐘能使10萬(wàn)個(gè)CO2分子與水結(jié)合。（二）酶促反應(yīng)具有高度特異性酶的特異性(specificity)

一種酶僅作用于一種或一類化合物，或一定的化學(xué)鍵，催化一定的化學(xué)反應(yīng)并生成一定的產(chǎn)物。酶的這種特性稱為酶的特異性或?qū)Ｒ恍浴?/p>

根據(jù)酶對(duì)其底物結(jié)構(gòu)選擇的嚴(yán)格程度不同，特異性分為絕對(duì)特異性、相對(duì)特異性和立體異構(gòu)特異性。1.絕對(duì)特異性酶只能作用于特定結(jié)構(gòu)的底物，進(jìn)行一種專一的反應(yīng)，生成一種特定結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物。這種特異性稱為絕對(duì)特異性(absolutespecificity)。

例：琥珀酸脫氫酶僅催化琥珀酸脫氫生成延胡索酸。2.相對(duì)特異性酶作用于一類化合物或一種化學(xué)鍵，這種特異性稱相對(duì)特異性(relativespecificity)。這種選擇性不太嚴(yán)格（專一性相對(duì)較差）。例：胰蛋白酶可水解多種蛋白質(zhì)。磷酸酯酶等。3.立體異構(gòu)特異性酶僅作用于立體異構(gòu)體中的一種，酶對(duì)立體異構(gòu)物的這種選擇稱為立體異構(gòu)特異性(stereospecificity)。

例：人體（包括大部分食肉動(dòng)物）的淀粉酶只能水解α-1，4糖苷鍵；而不能水解β-1，4糖苷鍵。3.立體異構(gòu)特異性根據(jù)旋光異構(gòu)和幾何異構(gòu)可分為：旋光異構(gòu)特異性：如精氨酸酶只水解L-精氨酸，不能催化D-精氨酸水解。幾何異構(gòu)特異性：如延胡索酸酶僅催化反丁烯二酸（延胡索酸）生成蘋(píng)果酸，而對(duì)順丁烯二酸（馬來(lái)酸）無(wú)作用。（三）酶促反應(yīng)的可調(diào)節(jié)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。二、酶通過(guò)促進(jìn)底物形成過(guò)渡態(tài)

而提高反應(yīng)速率在酶催化的反應(yīng)中，第一步是酶與底物形成酶－底物中間復(fù)合物。當(dāng)?shù)孜锓肿釉诿缸饔孟掳l(fā)生化學(xué)變化后，中間復(fù)合物再分解成產(chǎn)物和酶。

E+S====E-SP+E許多實(shí)驗(yàn)事實(shí)證明了E－S復(fù)合物的存在。E－S復(fù)合物形成的速率與酶和底物的性質(zhì)有關(guān)。

酶作用的機(jī)制降低反應(yīng)活化能酶催化作用的中間產(chǎn)物學(xué)說(shuō)二、酶通過(guò)促進(jìn)底物形成過(guò)渡態(tài)

而提高反應(yīng)速率

酶和一般催化劑一樣，加速反應(yīng)的作用都是通過(guò)降低反應(yīng)的活化能(activationenergy)

實(shí)現(xiàn)的?；罨埽菏侵敢欢l件下，能使1摩爾底物全部進(jìn)入活化狀態(tài)所需要的自由能?；虻孜锓肿訌某鯌B(tài)轉(zhuǎn)變到活化態(tài)所需的能量。（一）酶比一般催化劑更有效地降低反應(yīng)活化能反應(yīng)總能量改變非催化反應(yīng)活化能酶促反應(yīng)活化能一般催化劑催化反應(yīng)的活化能能量反應(yīng)過(guò)程底物產(chǎn)物酶促反應(yīng)活化能的改變

二、酶通過(guò)促進(jìn)底物形成過(guò)渡態(tài)

而提高反應(yīng)速率1.誘導(dǎo)契合作用使酶與底物密切結(jié)合酶與底物相互接近時(shí)，其結(jié)構(gòu)相互誘導(dǎo)，相互變形和相互適應(yīng)，進(jìn)而相互結(jié)合，這一過(guò)程稱為酶—底物結(jié)合的誘導(dǎo)契合(induced-fit)假說(shuō)。（二）酶和底物的結(jié)合有利于底物形成過(guò)渡態(tài)ZnZnGlu270Tyr248Arg145底物

羧肽酶結(jié)合底物前后構(gòu)象變化2.鄰近效應(yīng)與定向排列使

諸底物正確定位于酶的活性中心酶在反應(yīng)中將諸底物結(jié)合到酶的活性中心，使它們相互接近并形成有利于反應(yīng)的正確定向關(guān)系。這種鄰近效應(yīng)(proximityeffect)與定向排列(orientationarrange)實(shí)際上是將分子間的反應(yīng)變成類似于分子內(nèi)的反應(yīng)，從而提高反應(yīng)速率。3.表面效應(yīng)使底物分子去溶劑化酶的活性中心多是酶分子內(nèi)部的疏水“口袋”，酶反應(yīng)在此疏水環(huán)境中進(jìn)行，使底物分子脫溶劑化(desolvation)，排除周?chē)罅克肿訉?duì)酶和底物分子中功能基團(tuán)的干擾性吸引和排斥，防止水化膜的形成，利于底物與酶分子的密切接觸和結(jié)合。這種現(xiàn)象稱為表面效應(yīng)(surfaceeffect)。（三）酶的催化機(jī)制呈多元催化作用

一種酶的催化反應(yīng)常常是多種催化機(jī)制的綜合作用，所以酶促反應(yīng)具有極高的催化效率。一般酸-堿催化作用(generalacid-basecatalysis)共價(jià)催化作用(covalentcatalysis)

親核催化作用(nucleophiliccatalysis)第三節(jié)酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)是研究酶促反應(yīng)的速度以及各種因素對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響機(jī)制。影響酶促反應(yīng)速度的因素：底物濃度、酶濃度、溫度、pH、抑制劑、激活劑等。一、底物濃度對(duì)反應(yīng)速率影響的作圖

呈矩形雙曲線

在其他因素不變的情況下，底物濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響呈矩形雙曲線關(guān)系。（一）米-曼氏方程式揭示

單底物反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)特性Michaelis和Menten根據(jù)中間產(chǎn)學(xué)說(shuō)的理論，并借助于反應(yīng)速度（V）與底物濃度[S]的曲線，研究酶的動(dòng)力學(xué)，得出V與[S]的數(shù)學(xué)公式，稱米-曼方程式。Km即為米氏常數(shù)，Vmax為最大反應(yīng)速度（二）Km與Vmax是有意義的

酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)1.當(dāng)反應(yīng)速度為最大速度一半時(shí)，Km等于酶促反應(yīng)速度為最大速度一半時(shí)的底物濃度。＞＞2.當(dāng)K2K3時(shí)，Km=K2/K1，近似于ES的解離常數(shù)Ks。Km表示酶對(duì)底物的親和力。Km值愈小，酶與底物的親和力愈大。（二）Km與Vmax是有意義的

酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)3.

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)。不同的酶，Km值不同。4.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。＞＞（三）Km值和Vmax值

可以通過(guò)作圖法求取將米-曼方程變換成直線形式。林-貝氏雙倒數(shù)作圖法Hanes作圖法。二、底物足夠時(shí)

酶濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響呈直線關(guān)系

當(dāng)[S]>>[E]，酶被底物飽和時(shí)，反應(yīng)速度與酶濃度成正比。關(guān)系式為：V=k3[E]0V[E]三、溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響具有雙重性溫度對(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)速度最快時(shí)的環(huán)境溫度稱為酶促反應(yīng)的最適溫度(optimumtemperature)。溫度對(duì)淀粉酶活性的影響四、pH通過(guò)改變酶和底物分子解離狀態(tài)

影響反應(yīng)速率pH影響極性基團(tuán)（酶、底物、輔酶）的解離狀態(tài)，酶催化活性最大時(shí)的環(huán)境pH稱為酶促反應(yīng)的最適pH。0酶活性

pH

pH對(duì)某些酶活性的影響

胃蛋白酶

淀粉酶

膽堿酯酶

246810注意雖然一種酶的最適pH往往反映該酶正常環(huán)境的pH，但二者可能并不正好相同。在生理pH下，有些酶可能剛好處在最適范圍，而有些酶則處在高于或低于它們的最適pH環(huán)境中。因此，它們就會(huì)有不同的催化活性。這是酶的一種自然調(diào)節(jié)方式。最適pH不是酶的特征性常數(shù)，它受底物濃度、緩沖液種類與濃度、以及酶純度等因素的影響。五、抑制劑可逆地或不可逆地

降低酶促反應(yīng)速率酶的抑制劑(inhibitor)

凡能使酶的催化活性下降而不引起酶蛋白變性的物質(zhì)稱為酶的抑制劑。酶的抑制區(qū)別于酶的變性：抑制劑對(duì)酶有一定選擇性引起變性的因素對(duì)酶沒(méi)有選擇性抑制作用的類型不可逆性抑制(irreversibleinhibition)可逆性抑制(reversibleinhibition)根據(jù)抑制劑和酶結(jié)合的緊密程度不同，酶的抑制作用分為：

（一）不可逆性抑制劑主要與酶共價(jià)結(jié)合概念抑制劑通常以共價(jià)鍵與酶活性中心的必需基團(tuán)相結(jié)合，使酶失活。（一）不可逆性抑制劑主要與酶共價(jià)結(jié)合例1：專一性不可逆性抑制有機(jī)磷農(nóng)藥如敵百蟲(chóng)、敵敵畏、1059等以及神經(jīng)毒氣二異丙基氟磷酸（DFP---生化武器）等能特異地與膽堿酯酶活性中心絲氨酸的羥基結(jié)合，使酶失活，乙酰膽堿不能分解為乙酸和膽堿，而乙酰膽堿的積蓄造成迷走神經(jīng)興奮而呈現(xiàn)毒性狀態(tài)。因此上述物質(zhì)稱為神經(jīng)毒劑。有機(jī)磷化合物羥基酶失活的酶酸例2：非專一性不可逆性抑制低濃度的重金屬離子如Hg2+、Ag+、As3+等可與酶分子的巰基結(jié)合，使酶失活?；瘜W(xué)毒氣路易士氣（Lewisite）含砷（As3+）。路易士氣巰基酶失活的酶酸失活的酶BAL巰基酶BAL與砷劑結(jié)合物（二）可逆性抑制劑與酶和（或）

酶-底物復(fù)合物非共價(jià)結(jié)合

抑制劑通常以非共價(jià)鍵與酶或酶-底物復(fù)合物可逆性結(jié)合，使酶的活性降低或喪失；抑制劑可用透析、超濾等方法除去。競(jìng)爭(zhēng)性抑制非競(jìng)爭(zhēng)性抑制反競(jìng)爭(zhēng)性抑制

1.競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用的抑制劑與

底物競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合酶的活性中心

定義

有些抑制劑與底物的結(jié)構(gòu)相似，能與底物競(jìng)爭(zhēng)酶的活性中心，從而阻礙酶-底物復(fù)合物的形成。這種抑制作用稱為競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用。+++ESIESEIPEE特點(diǎn)：I與S結(jié)構(gòu)類似，競(jìng)爭(zhēng)酶的活性中心；抑制程度取決于抑制劑與酶的相對(duì)親和力和與底物濃度的相對(duì)比例。竟?fàn)幮砸种仆ǔ？梢酝ㄟ^(guò)增大底物濃度，即提高底物的競(jìng)爭(zhēng)能力來(lái)消除。動(dòng)力學(xué)參數(shù)特點(diǎn)：Vmax不變，表觀Km增大。抑制劑↑

無(wú)抑制劑1/V

1/[S]舉例丙二酸與琥珀酸競(jìng)爭(zhēng)琥珀酸脫氫酶琥珀酸琥珀酸脫氫酶FADFADH2延胡索酸磺胺類藥物的抑菌機(jī)制H2N--SO2NH2對(duì)氨基苯磺酰胺H2N--COOH對(duì)氨基苯甲酸對(duì)氨基苯甲酸谷氨酸蝶呤葉酸磺胺類藥物的抑菌機(jī)制二氫蝶呤＋對(duì)氨基苯甲酸＋谷氨酸二氫葉酸合成酶二氫葉酸2.非競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用的抑制劑

不改變酶對(duì)底物的親和力

定義

有些抑制劑與酶活性中心外的必需基團(tuán)相結(jié)合，不影響酶與底物的結(jié)合，酶和底物的結(jié)合也不影響酶與抑制劑的結(jié)合。底物和抑制劑之間無(wú)競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。但酶-底物-抑制劑復(fù)合物(ESI)不能進(jìn)一步釋放出產(chǎn)物。這種抑制作用稱作非競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用。+S－S+S－S+ESIEIEESEP特點(diǎn):抑制劑與酶活性中心外的必需基團(tuán)結(jié)合，底物與抑制劑之間無(wú)競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系；抑制程度取決于抑制劑的濃度；動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)：Vmax降低，表觀Km不變。

抑制劑↑1/V1/[S]無(wú)抑制劑舉例：別嘌呤醇（治療痛風(fēng)的常用藥物，通過(guò)非競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用來(lái)抑制黃嘌呤氧化酶，從而降低尿酸的生成）質(zhì)子化叔胺（R-NH3+）類化合物是乙酰膽堿酯酶的非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑。重金屬離子（Cu2+、Hg2+、Ag+、Pb2+）金屬絡(luò)合劑（EDTA、F-、CN-、N3-）3.反競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用的抑制劑

僅與酶-底物復(fù)合物結(jié)合

定義:

抑制劑僅與酶和底物形成的中間產(chǎn)物(ES)結(jié)合，使中間產(chǎn)物ES的量下降。這樣，既減少?gòu)闹虚g產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的量，也同時(shí)減少?gòu)闹虚g產(chǎn)物解離出游離酶和底物的量。這種抑制作用稱為反競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用。3.反競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用的抑制劑

僅與酶-底物復(fù)合物結(jié)合+IESIE+SE+PES++ESESESIEP特點(diǎn)：抑制劑只與酶－底物復(fù)合物結(jié)合；抑制程度取決與抑制劑的濃度及底物的濃度；動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)：Vmax降低，表觀Km降低。抑制劑↑1/V1/[S]無(wú)抑制劑各種可逆性抑制作用的比較

六、激活劑可加快酶促反應(yīng)速率定義

使酶由無(wú)活性變?yōu)橛谢钚曰蚴姑富钚栽黾拥奈镔|(zhì)稱為激活劑(activator)。必需激活劑(essentialactivator)非必需激活劑(non-essentialactivator)六、激活劑可加快酶促反應(yīng)速率必需激活劑：有些激活劑對(duì)酶促反應(yīng)是不可缺少的，否則將測(cè)不到酶的活性，這類激活劑稱為必需激活劑。如：金屬酶中的金屬離子

非必需激活劑：有些激活劑不存在時(shí)，酶仍有一定的催化活性，這類激活劑稱為非必需激活劑。如：金屬激活酶中的金屬離子；口腔無(wú)Cl-，但淀粉酶可消化淀粉，而胃則有Cl-，故其消化淀粉能力增強(qiáng)。

第四節(jié)酶的調(diào)節(jié)體內(nèi)各種代謝途徑的調(diào)節(jié)主要是對(duì)代謝途徑中關(guān)鍵酶的調(diào)節(jié)。酶的調(diào)節(jié)酶活性的調(diào)節(jié)酶含量的調(diào)節(jié)變構(gòu)調(diào)節(jié)共價(jià)修飾調(diào)節(jié)一、調(diào)節(jié)酶實(shí)現(xiàn)對(duì)酶促反應(yīng)速率的快速調(diào)節(jié)（一）變構(gòu)酶通過(guò)變構(gòu)調(diào)節(jié)酶的活性變構(gòu)調(diào)節(jié)(allostericregulation)一些代謝物可與某些酶分子活性中心外的某部分可逆地結(jié)合，使酶構(gòu)象改變，從而改變酶的催化活性，此種調(diào)節(jié)方式稱變構(gòu)調(diào)節(jié)。一、調(diào)節(jié)酶實(shí)現(xiàn)對(duì)酶促反應(yīng)速率的快速調(diào)節(jié)（一）變構(gòu)酶通過(guò)變構(gòu)調(diào)節(jié)酶的活性變構(gòu)激活劑變構(gòu)抑制劑變構(gòu)酶(allostericenzyme)變構(gòu)部位(allostericsite)變構(gòu)效應(yīng)劑(allostericeffector)變構(gòu)酶常為多個(gè)亞基構(gòu)成的寡聚體，

具有協(xié)同效應(yīng)。變構(gòu)激活變構(gòu)抑制

變構(gòu)酶的Ｓ形曲線[S]V無(wú)變構(gòu)效應(yīng)劑

酶的變構(gòu)調(diào)節(jié)是體內(nèi)代謝途徑的重要快速調(diào)節(jié)方式之一。（二）酶的化學(xué)修飾調(diào)節(jié)是通過(guò)某些

化學(xué)基團(tuán)與酶的共價(jià)結(jié)合與分離實(shí)現(xiàn)的共價(jià)修飾(covalentmodification)

在其他酶的催化作用下，某些酶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，此過(guò)程稱為共價(jià)修飾。（二）酶的化學(xué)修飾調(diào)節(jié)是通過(guò)某些

化學(xué)基團(tuán)與酶的共價(jià)結(jié)合與分離實(shí)現(xiàn)的磷酸化與脫磷酸化（最常見(jiàn)）乙?；兔撘阴；谆兔摷谆佘栈兔撓佘栈璖H與－S－S互變常見(jiàn)類型酶的化學(xué)修飾是體內(nèi)快速調(diào)節(jié)的另一種重要方式。酶的磷酸化與脫磷酸化-OHThrSerTyr酶蛋白H2OPi磷蛋白磷酸酶

ATPADP蛋白激酶ThrSerTyr-O-PO32-酶蛋白（三）酶原的激活使無(wú)活性的酶原

轉(zhuǎn)變成有催化活性的酶有些酶在細(xì)胞內(nèi)合成或初分泌時(shí)只是酶的無(wú)活性前體，此前體物質(zhì)稱為酶原。

在一定條件下，酶原向有活性酶轉(zhuǎn)化的過(guò)程。酶原(zymogen)酶原的激活酶原激活的機(jī)理酶原分子構(gòu)象發(fā)生改變形成或暴露出酶的活性中心一個(gè)或幾個(gè)特定的肽鍵斷裂，水解掉一個(gè)或幾個(gè)短肽在特定條件下賴?yán)i天天天天甘異賴?yán)i天天天天纈組絲SSSS46183甘異纈組絲SSSS腸激酶胰蛋白酶原活性中心胰蛋白酶原的激活過(guò)程酶原的激活的意義：防止自身消化：避免細(xì)胞產(chǎn)生的蛋白酶對(duì)細(xì)胞進(jìn)行自身消化，使酶在特定的部位和環(huán)境中發(fā)揮作用，保證體內(nèi)代謝的正常進(jìn)行。酶原還可以視為酶的儲(chǔ)存形式。如凝血因子。

二、酶含量的調(diào)節(jié)包括

對(duì)酶合成與分解速率的調(diào)節(jié)（一）酶蛋白合成可被誘導(dǎo)或阻遏誘導(dǎo)作用(induction)

阻遏作用(repression)二、酶含量的調(diào)節(jié)包括

對(duì)酶合成與分解速率的調(diào)節(jié)（二）酶降解的調(diào)控與一般蛋白質(zhì)降解途徑相同溶酶體蛋白酶降解途徑（不依賴ATP的降解途徑）

非溶酶體蛋白酶降解途徑（又稱依賴ATP和泛素的降解途徑）第五節(jié)酶的分類與命名一、酶可根據(jù)其催化的反應(yīng)類型予以分類氧化還原酶類(oxidoreductases)轉(zhuǎn)移酶類(transferases)水解酶類(hydrolases)裂解酶類(lyases)異構(gòu)酶類(isomerases)合成酶類(synthetases,ligases)第五節(jié)酶的分類與命名二、每一種酶均有其系統(tǒng)名稱和推薦名稱系統(tǒng)名稱(systematicname)推薦名稱(mendedname)一些酶的分類與命名酶的分類催化的化學(xué)反應(yīng)舉例系統(tǒng)名稱EC編號(hào)推薦名稱氧化還原酶類乙醛+NADH+H+乙醇：NAD+

氧化還原酶EC1.1.1.1乙醇脫氫酶轉(zhuǎn)移酶類草酰乙酸+L-谷氨酸L-天冬氨酸：-酮戊二酸氨基轉(zhuǎn)移酶EC2.6.1.1天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶水解酶類D-葡萄糖+H3PO4D-葡糖-6-磷酸水解酶EC3.1.3.9葡糖6-磷酸酶裂解酶類磷酸二羥丙酮+醛酮糖-1-磷酸裂解酶EC4.1.2.7醛縮酶異構(gòu)酶類D-果糖-6-磷酸D-葡糖-6-磷酸酮-醇異構(gòu)酶EC5.3.1.9磷酸果糖異構(gòu)酶連接酶類L-谷氨酰胺+ADP+磷酸L-谷氨酸：氨連接酶EC6.3.1.2谷氨酰胺合成酶第六節(jié)酶與醫(yī)學(xué)的關(guān)系一、酶和疾病密切相關(guān)（一）酶的質(zhì)、量與活性的異常均可引起某些疾?。ǘ┟傅臏y(cè)定有助于對(duì)許多疾病的診斷（三）酶和某些疾病的治療關(guān)系密切一、酶和疾病密切相關(guān)（一）酶的質(zhì)、量與活性的異常均可引起某些疾病有些疾病的發(fā)病機(jī)理直接或間接和酶的異?；蛎富钚允艿揭种葡嚓P(guān)。許多疾病也可引起酶的異常，這種異常又使病情加重。激素代謝障礙或維生素缺乏可引起某些酶的異常。酶活性受到抑制多見(jiàn)于中毒性疾病。

（二）酶的測(cè)定有助于對(duì)許多疾病的診斷酶的活性是指酶催化化學(xué)反應(yīng)的能力，其衡量的標(biāo)準(zhǔn)是酶促反應(yīng)速率。酶促反應(yīng)速率可在適宜的反應(yīng)條件下，用單位時(shí)間內(nèi)底物的消耗或產(chǎn)物的生成量來(lái)表示。酶的活性單位是衡量酶活力大小的尺度，它反映在規(guī)定條件下，酶促反應(yīng)在單位時(shí)間（s、min或h）內(nèi)生成一定量（mg、μg、μmol等）的產(chǎn)物或消耗一定數(shù)量的底物所需的酶量。1．酶活性測(cè)定和酶活性單位是定量酶的基礎(chǔ)

在特定的條件下，每分鐘催化1μmol底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物所需的酶量為一個(gè)國(guó)際單位。１催量(kat)是指在特定條件下，每秒鐘使１mol底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物所需的酶量。kat與IU的換算：1IU=16.67×10-9kat國(guó)際單位(IU)催量單位(katal)2．血清酶對(duì)某些疾病的診斷具有更重要的價(jià)