王峰第06章酶課件

第六章酶Enzyme酶的概念：酶是生物體內(nèi)由活細胞產(chǎn)生的，具有催化活性和特定空間構(gòu)象的生物大分子，包括蛋白質(zhì)和核酸，又稱為生物催化劑。（E）

概述1、催化劑加快化學(xué)反應(yīng)的速度。2、化學(xué)本質(zhì)生物大分子物質(zhì)，絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA或DNA。將具有酶活性的核酸及脫氧核酸稱為核酶或脫氧核酶。專一作用于抗原，有催化活性的蛋白質(zhì)稱為抗體酶（Abzyme）。酶所催化的體內(nèi)化學(xué)反應(yīng)稱為酶促反應(yīng)；被酶催化的物質(zhì)叫底物（Substrate,S）；催化所產(chǎn)生的物質(zhì)叫產(chǎn)物（Product,P）一、酶的生物學(xué)意義1、酶與一般催化劑的相同點：*在化學(xué)反應(yīng)前后沒有質(zhì)與量的改變；*只催化在熱力學(xué)允許的化學(xué)反應(yīng)；*只加速可逆反應(yīng)的進程，而不能改變反應(yīng)的平衡點。第一節(jié)酶是生物催化劑（4）可調(diào)控性：（5）酶催化體內(nèi)某些重要的合成反應(yīng)。對酶生成與降解量的調(diào)節(jié)酶催化效力的調(diào)節(jié)通過改變底物濃度對酶進行調(diào)節(jié)等二、酶的專一性（酶對S的嚴格選擇性）一種酶只能作用于一類化合物或一型化學(xué)鍵，發(fā)生一定的化學(xué)反應(yīng)，生成一定的產(chǎn)物。這種酶對S的特異要求，即對S的嚴格選擇，稱之為酶的專一性?！匆弧蹈拍睿骸炊捣诸悾?、立體化學(xué)專一性（1）立體異構(gòu)專一性作用于某種旋光異構(gòu)體（D或L型其中一種）丙酮酸L-乳酸乳酸脫氫酶（2）幾何異構(gòu)專一性酶只能作用于順反異構(gòu)體的一種，這種專一性稱為幾何異構(gòu)專一性。延胡索酸酶

延胡索酸（反丁烯二酸)L（+）蘋果酸2、非立體化學(xué)專一性（1）鍵專一性：作用于一類化學(xué)鍵（2）基團專一性：作用于一種基團各種水解酶類：磷酸酶R—O—P

酯酶R1—CO—OR2

蛋白酶肽鍵如胰蛋白酶作用于賴或精氨酸的羧基形成的肽鍵（3）絕對專一性：作用一種底物脲酶——尿素

三、酶的分類與命名一、酶的分類

IEC（國際酶學(xué)委員會）1961年制定：

氧化還原、轉(zhuǎn)移、水解、裂合、異構(gòu)、合成1234561、氧化還原酶類：脫氫或加氫；加氧或脫氧；電子得失2、轉(zhuǎn)移酶類：基團從一個化合物轉(zhuǎn)移到另一個化合物

3、水解酶類：水解某類化學(xué)鍵4、裂合酶類：從雙鍵上去掉基團或?qū)⒒鶊F加至雙鍵上；包括“裂”及“合”5、異構(gòu)酶類：分子基團重排6、合成酶類：使二分子締合〈二〉系統(tǒng)命名法1、一酶一名：S（S1：S2）+反應(yīng)類型例：醇脫氫酶——醇：NAD+氧化還原酶2、EC（酶號）四碼分類編號（如EC.1.1.1.1）EC○.○.○.○

類亞類亞亞類序號底物反應(yīng)的性質(zhì)

一、酶的化學(xué)本質(zhì)與分子組成單純酶==蛋白質(zhì)結(jié)合酶==蛋白質(zhì)+非蛋白質(zhì)

（全酶）

（酶蛋白）（輔助因子）

按組成分類(holoenzyme)(apoenzyme)(cofactor)第二節(jié)酶的化學(xué)本質(zhì)、結(jié)構(gòu)與功能

輔酶：非共價松散結(jié)合，可用透析除去。

輔助因子

輔基：共價牢固結(jié)合，不能用透析除去。

小分子有機物：維生素、鐵卟啉無機金屬離子：Zn2+、Mn2+、Fe2+、Cu2+蛋白質(zhì)輔酶

化學(xué)本質(zhì)結(jié)合酶的酶蛋白或輔助因子單獨存在時無催化活性;只有當(dāng)它們結(jié)合為全酶時才具有催化活性。酶蛋白決定酶的專一性，輔助因子決定反應(yīng)類型。根據(jù)酶蛋白特點和分子大小分為：單體酶——只由一條多肽鏈構(gòu)成的酶，稱為單體酶。(monomericenzyme)寡聚酶——由多個相同或不同多肽鏈亞基以非共價鍵連接的酶。(oligomericenzyme)多酶復(fù)合體——即多酶體系（multienzymesystem),是在細胞內(nèi)由幾種不同功能的酶彼此聚合形成。多功能酶——即由一條多肽鏈組成卻具有多種不同催化功能的酶。（P137）(multifunctionalenzyme)3.必需基團(essentialgroup)酶分子中氨基酸殘基側(cè)鏈的化學(xué)基團中，一些與酶活性密切相關(guān)的化學(xué)基團。

結(jié)合基團活性中心內(nèi)

催化基團-COOH、-NH2、-OH、-SH、咪唑基。活性中心外的必需基團—S—S—活性中心內(nèi)的必需基團結(jié)合基團(bindinggroup)與底物相結(jié)合催化基團(catalyticgroup)催化底物轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物位于活性中心以外，維持酶活性中心應(yīng)有的空間構(gòu)象所必需。活性中心外的必需基團底物活性中心以外的必需基團結(jié)合基團催化基團活性中心

一些酶活性中心的氨基酸殘基酶殘基總數(shù)活性中心殘基牛胰核糖核酸酶124His12,His119,Lys41溶菌酶129Asp52,Glu35牛胰蛋白酶238His46,Asp90,Ser183木瓜蛋白酶212Cys25,His159

彈性蛋白酶240His45,Asp93,Ser188枯草桿菌蛋白酶275His46,Ser221碳酸酐酶258His93-Zn-His95His117

酶活性中心的幾點說明所占體積小，1%~2%；活性中心是個三維實體；活性中心可發(fā)生空間結(jié)構(gòu)的變化——誘導(dǎo)契合；位于酶分子表面的裂縫內(nèi)，內(nèi)部疏水，有利于催化。

二、酶的輔助因子（一）無機金屬離子對酶的作用。1、穩(wěn)定酶構(gòu)象，參與組成酶的活性中心2、傳遞電子：各種細胞色素（Cyt）3、結(jié)合底物（橋梁作用）E—M+—S

丙酮酸激酶，E—Mg2+—ATP，使丙酮酸磷酸化4、中和電荷金屬酶：金屬離子和酶蛋白結(jié)合牢固金屬活化酶：酶蛋白不和金屬離子結(jié)合，但發(fā)揮活性時離不開金屬離子的存在。

1、維生素（Vit）概念：維持細胞正常功能所必需、但需要量極少、許多動物體內(nèi)不能合成而必須由食物提供的一類低分子有機化合物。2、分類：（公認為13種）脂溶性（4種）：A、D、E、K

水溶性（9種）（二）維生素與輔酶的關(guān)系B族：B1、B2、PP、B6、泛酸、生物素（H）、葉酸、B12VitC脂溶性維生素的主要生理功用

VitA

視蛋白的輔基

感光（暗視光）（抗干眼病V）

組織發(fā)育和分化

VitD

1,25—(OH)2D3

促進Ca、P的吸收

（抗佝僂病V）

與成骨

VitE

①抗氧化，避免脂質(zhì)過氧(α-生育酚)化物的產(chǎn)生，保護生物膜

②抗不育（動物）

VitK

谷氨酸—γ—羧化酶的輔(凝血V)助因子，維持凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ的正常水平維生素B1﹡維生素B1又名硫胺素(thiamine)﹡體內(nèi)活性形式為焦磷酸硫胺素(TPP)（一）化學(xué)本質(zhì)及性質(zhì)3、水溶性維生素與輔酶﹡TPP是α-酮酸氧化脫羧酶的輔酶，也是轉(zhuǎn)酮醇酶的輔酶。﹡在神經(jīng)傳導(dǎo)中起一定的作用，抑制膽堿酯酶的活性。（二）生化作用及缺乏癥1.生化作用2.缺乏癥﹡腳氣病，末梢神經(jīng)炎維生素B2（二）生化作用及缺乏癥﹡生化作用：FMN及FAD是體內(nèi)氧化還原酶的輔基，主要起氫傳遞體的作用。﹡缺乏癥：口角炎，唇炎，陰囊炎等。（一）化學(xué)本質(zhì)及性質(zhì)﹡維生素B2又名核黃素(riboflavin)﹡體內(nèi)活性形式為黃素單核苷酸(FMN)黃素腺嘌呤二核苷酸(FAD)維生素PP維生素PP包括：尼克酸(nicotinicacid)

尼克酰胺(nicotinamide)體內(nèi)活性形式：尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)

尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP+)（一）維生素PP是NAD+和NADP+的組成成分生化作用

NAD+及NADP+是體內(nèi)多種不需氧脫氫酶（如蘋果酸脫氫酶、乳酸脫氫酶）的輔酶，起傳遞氫的作用。

（二）維生素PP的作用2.缺乏癥:

癩皮病泛酸（一）化學(xué)本質(zhì)及性質(zhì)﹡泛酸(pantothenicacid)又名遍多酸﹡體內(nèi)活性形式為輔酶A(CoA)?；d體蛋白(ACP)

（二）生化作用及缺乏癥﹡CoA及ACP是?；D(zhuǎn)移酶的輔酶，參與酰基的轉(zhuǎn)移作用。生物素生化作用生物素(biotin)是多種羧化酶（如丙酮酸羧化酶）的輔酶，參與CO2的羧化過程。與羧基結(jié)合生成羧基生物素與賴氨酸殘基ε-氨基結(jié)合成生物胞素維生素B6（一）化學(xué)本質(zhì)及性質(zhì)﹡維生素B6包括吡哆醇，吡哆醛及吡哆胺﹡體內(nèi)活性形式為磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺（二）生化作用及缺乏癥﹡磷酸吡哆醛是氨基酸轉(zhuǎn)氨酶及脫羧酶的輔酶，也是-氨基-酮戊酸合酶（ALA合酶）的輔酶。葉酸﹡生化作用：FH4是一碳單位轉(zhuǎn)移酶的輔酶，參與一碳單位的轉(zhuǎn)移。﹡缺乏癥：巨幼紅細胞貧血（一）化學(xué)本質(zhì)及性質(zhì)（二）生化作用及缺乏癥﹡葉酸(folicacid)又稱蝶酰谷氨酸﹡體內(nèi)活性形式為四氫葉酸(FH4)葉酸二氫葉酸還原酶NADPH+H+NADP+二氫葉酸二氫葉酸還原酶NADPH+H+NADP+四氫葉酸5,6,7,8-四氫葉酸維生素B12﹡生化作用：參與體內(nèi)甲基轉(zhuǎn)移作用﹡缺乏癥：巨幼紅細胞貧血、神經(jīng)疾患（一）化學(xué)本質(zhì)及性質(zhì)﹡維生素B12又稱鈷胺素(coholamine)﹡體內(nèi)活性形式為甲基鈷胺素5-脫氧腺苷鈷胺素（二）生化作用及缺乏癥學(xué)名

別名輔酶（輔基）形式

主要功能B1硫胺素、抗腳氣維生素TPP（焦磷酸硫胺素）1、a-酮酸脫氫酶系輔酶2、轉(zhuǎn)酮基酶輔酶B2核黃素FMN（黃素單核苷酸）、FAD（黃素腺嘌吟二核苷酸）遞氫體、脫氫酶輔基B6吡哆醇、吡哆醛、吡哆胺P-CHO（磷酸吡哆醛）P-CH2NH2（磷酸吡哆胺）AA轉(zhuǎn)氨酶AA脫羧酶輔酶泛酸遍多酸CoA（輔酶A）ACP（?；d體蛋白）酰基轉(zhuǎn)移酶輔酶參與FA合成學(xué)名別名輔酶（輔基）形式主要功能PP尼克酸、尼克酰胺NAD+（CoⅠ，尼克酰胺腺嘌吟二核苷酸）NADP+（CoⅡ，尼克酰胺腺嘌吟二核苷酸磷酸）不需氧脫氫酶輔酶生物素（生物胞素）羧化酶輔酶、CO2載體葉酸FH4(四氫葉酸)一碳單位代謝輔酶B12鈷胺素甲基鈷胺素5’-脫氧腺苷鈷胺素氰鈷胺素羥鈷胺素轉(zhuǎn)甲基酶輔酶參與相鄰基團的轉(zhuǎn)移反應(yīng)分子較小，有更高的熱穩(wěn)定性。金屬離子、鐵硫復(fù)合體和血紅素是存在于這些蛋白質(zhì)類輔酶中的反應(yīng)中心。如：細胞色素是含有血紅素輔基的蛋白質(zhì)類輔酶（三）蛋白質(zhì)類輔酶某些蛋白質(zhì)起輔酶作用，它們自身不起催化作用，但為某些酶所必需，這些酶稱基團轉(zhuǎn)移蛋白或蛋白質(zhì)類輔酶。（一）酶的活性中心與酶作用的專一性酶催化的高效率及其對底物的高度專一性的基礎(chǔ)是：酶的特殊分子結(jié)構(gòu)。酶活性中心的空間結(jié)構(gòu)決定了酶的專一性。四、酶的結(jié)構(gòu)與功能不同酶的活性中心是不同的，它只能結(jié)合并催化那些與之相適應(yīng)的底物。（這也說明了酶為什么具有專一性）酶底物（二）空間結(jié)構(gòu)與催化活性保持活性中心的結(jié)構(gòu)是維持酶活性必需的。酶原(zymogen)有些酶(大多數(shù)是蛋白酶)在細胞內(nèi)合成或初分泌時只是酶的無活性前體，此前體物質(zhì)稱為酶原。酶原的激活在一定條件下，酶原向有活性酶轉(zhuǎn)化的過程。（三）酶原的激活酶原激活的機理酶原分子構(gòu)象發(fā)生改變形成或暴露出酶的活性中心一個或幾個特定的肽鍵斷裂，水解掉一個或幾個短肽在特定條件下賴纈天天天天甘異賴纈天天天天纈組絲SSSS46183甘異纈組絲SSSS腸激酶胰蛋白酶活性中心胰蛋白酶原的激活過程酶原激活的生理意義避免細胞產(chǎn)生的酶對細胞進行自身消化，并使酶在特定的部位和環(huán)境中發(fā)揮作用，保證體內(nèi)代謝正常進行。有的酶原可以視為酶的儲存形式。在需要時，酶原適時地轉(zhuǎn)變成有活性的酶，發(fā)揮其催化作用。

第三節(jié)酶的作用機制一、酶能顯著降低反應(yīng)活化能

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

實現(xiàn)的?；罨埽旱孜锓肿訌某鯌B(tài)轉(zhuǎn)變到過渡態(tài)所需的能量。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)過程底物產(chǎn)物酶促反應(yīng)活化能的改變

中間產(chǎn)物學(xué)說

E+S→→ES→→E+P

S——底物（受酶催化的物質(zhì)）

ES——酶與底物形成的中間復(fù)合物，ES結(jié)合為非共價結(jié)合,中間產(chǎn)物的產(chǎn)生降低了反應(yīng)的活化能，加快了反應(yīng)的速度。二、中間復(fù)合物學(xué)說和酶作用的過渡態(tài)

反應(yīng)歷程：

A+BA……BC+D

反應(yīng)產(chǎn)物中間產(chǎn)物產(chǎn)物（初態(tài)）（過渡態(tài)）（終態(tài)）酶底物復(fù)合物E+SE+PES(過渡態(tài))

E+SESE+P

誘導(dǎo)契合趨近效應(yīng)定向效應(yīng)張力作用酸堿催化共價催化三、酶作用高效率的機制（一）趨近和定向效應(yīng)（見圖）當(dāng)A、B兩底物分子結(jié)合于酶分子表面的某一區(qū)域，其反應(yīng)基團互相靠近，降低了活化能，稱為趨近效應(yīng)。酶可以使反應(yīng)物在其表面對著特定的基團幾何地定向，即具有定向效應(yīng)。趨近和定向效應(yīng)

（二）底物變形與張力作用：（見圖）底物與酶結(jié)合后，酶的活性中心的某些基團可以作用于底物的某些敏感鍵，從而使底物分子內(nèi)部產(chǎn)生張力，底物扭曲,鍵易斷裂，

促進化學(xué)反應(yīng)的進行。底物變形與張力作用

3、共價催化作用

E與S形成共價復(fù)合物。（不穩(wěn)定的中間復(fù)合物）親核催化，親電子催化4、酸堿催化作用酶可以作為質(zhì)子供體（H＋，如E—COOH）

或質(zhì)子受體（E—NH2）或二者兼之而發(fā)揮作用。

第四節(jié)酶促反應(yīng)動力學(xué)KineticsofEnzyme-CatalyzedReaction

研究反應(yīng)動力學(xué)的原因為研究酶的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系提供證據(jù)；為研究酶的作用機制提供證據(jù)；尋找最有利的反應(yīng)條件；了解酶在代謝中的作用。概念研究酶催化反應(yīng)的速度及各種因素對酶促反應(yīng)速度的影響，并加以定量的闡述。影響因素包括有酶濃度、底物濃度、pH、溫度、抑制劑、激活劑等?！芯恳环N因素的影響時，其余各因素均恒定。酶促反應(yīng)速度一般在規(guī)定的反應(yīng)條件下，用單位時間內(nèi)底物的消耗量和產(chǎn)物的生成量來表示：V=Δ[S]/Δt;或=Δ[P]/Δt研究前提在其他因素不變的情況下，底物濃度對反應(yīng)速度的影響呈矩形雙曲線關(guān)系。一、底物濃度對酶反應(yīng)速度的影響底物濃度對反應(yīng)速度的影響是一種特殊的飽和現(xiàn)象。E+P酶底物復(fù)合物E+SES當(dāng)?shù)孜餄舛容^低時反應(yīng)速度與底物濃度成正比；反應(yīng)為一級反應(yīng)。[S]VVmax隨著底物濃度的增高反應(yīng)速度不再成正比例加速；反應(yīng)為混合級反應(yīng)。[S]VVmax當(dāng)?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)為零級反應(yīng)[S]VVmax（一）米－曼氏方程式中間產(chǎn)物

酶促反應(yīng)模式——中間產(chǎn)物學(xué)說E+S

k1k2k3ESE+P

1913年Michaelis和Menten推導(dǎo)了米氏方程※1913年Michaelis和Menten提出反應(yīng)速度與底物濃度關(guān)系的數(shù)學(xué)方程式，即米－曼氏方程式，簡稱米氏方程式(Michaelisequation)。[S]：底物濃度V：不同[S]時的反應(yīng)速度Vmax：最大反應(yīng)速度(maximumvelocity)

Ｋm：米氏常數(shù)(Michaelisconstant)

ＶVmax[S]

Km+[S]＝──米－曼氏方程式推導(dǎo)基于兩個假設(shè)：E與S形成ES復(fù)合物的反應(yīng)是快速平衡反應(yīng)，而ES分解為E及P的反應(yīng)為慢反應(yīng)，反應(yīng)速度取決于慢反應(yīng)即

V＝k3[ES]。(1)S的總濃度遠遠大于E的總濃度，因此在反應(yīng)的初始階段，S的濃度可認為不變。米－曼氏方程只適用于單底物、單產(chǎn)物的酶體系。推導(dǎo)過程穩(wěn)態(tài)：是指ES的生成速度與分解速度相等，即[ES]恒定。K1([E]－[ES])[S]＝K2[ES]+K3[ES]K2+K3＝Km

（米氏常數(shù)）

K1令：則(2)變?yōu)?([E]－[ES])[S]＝Km[ES](2)＝([E]－[ES])[S]K2+K3[ES]K1整理得：當(dāng)?shù)孜餄舛群芨?，將酶的活性中心全部飽和時，即[E]＝[ES]，反應(yīng)達最大速度Vmax＝K3[ES]＝K3[E](5)[ES]＝───[E][S]Km+[S](3)整理得:將(5)代入(4)得米氏方程式：Vmax[S]

Km+[S]

V＝────將(3)代入(1)得K3[E][S]Km+[S](4)V＝────當(dāng)反應(yīng)速度為最大反應(yīng)速度一半時

Km值的推導(dǎo)Km＝[S]∴Km值等于酶促反應(yīng)速度為最大反應(yīng)速度一半時的底物濃度，單位是mol/L。2＝Km+[S]

Vmax

Vmax[S]VmaxV[S]KmVmax/2（二）Km的意義和應(yīng)用Km的意義

a)

Km是酶的特征性常數(shù)之一；b)

Km可近似表示酶對底物的親和力；c)

同一酶對于不同底物有不同的Km值。

（三）Ｋm值的測定1.雙倒數(shù)作圖法(doublereciprocalplot)，又稱為林-貝氏(Lineweaver-Burk)作圖法-1/Km

1/Vmax1/[S]1/V

Vmax[S]Km+[S]V=（林－貝氏方程）+1/V=KmVmax1/Vmax1/[S]兩邊同取倒數(shù)2.Hanes作圖法[S][S]/V-Km

Km/Vm在林－貝氏方程基礎(chǔ)上，兩邊同乘[S][S]/V=Km/Vmax+[S]/Vmax2005年碩士研究生入學(xué)考試西醫(yī)綜合科目試題一個簡單的酶促反應(yīng)，當(dāng)[S]＜＜Km時，出現(xiàn)的現(xiàn)象是：A.反應(yīng)速度最大B.反應(yīng)速度太慢難以測定C.反應(yīng)速度與底物濃度成正比D.增加底物濃度反應(yīng)速度不變E.增加底物濃度反應(yīng)速度降低血糖濃度低時，腦仍能攝取葡萄糖而肝不能是因為：A.腦細胞膜葡萄糖載體易將葡萄糖轉(zhuǎn)運入細胞B.腦己糖激酶的Km值低C.肝葡萄糖激酶的Km值低D.葡萄糖激酶具有特異性E.血腦屏障在血糖低時不起作用

pH對V的關(guān)系曲線：V0714pH二、pH對反應(yīng)速度的影響二、pH對反應(yīng)速度的影響最適pH(optimumpH)：酶催化活性最大時的環(huán)境pH0酶活性pH

pH對某些酶活性的影響

胃蛋白酶

淀粉酶

膽堿酯酶

246810應(yīng)用最適pH不是酶的特征性常數(shù)，它受底物濃度、緩沖液的種類與濃度、以及酶的純度等因素的影響。除少數(shù)例外，體內(nèi)多數(shù)酶的最適pH接近中性。pH影響酶蛋白、輔酶及底物的解離，最終影響酶蛋白與輔酶的結(jié)合及酶與底物的結(jié)合。過高、過低的pH導(dǎo)致酶蛋白變性。雙重影響溫度升高，酶促反應(yīng)速度升高；由于酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，溫度升高，可引起酶的變性，從而反應(yīng)速度降低。

三、溫度對反應(yīng)速度的影響最適溫度(optimumtemperature)：酶促反應(yīng)速度最快時的環(huán)境溫度。酶活性0.51.02.01.50102030405060溫度oC溫度對淀粉酶活性的影響

溫度對V影響的表現(xiàn)（1）溫度較低時，V隨溫度升高而增大。（2）使酶促反應(yīng)V達到最大時的反應(yīng)溫度稱為

酶的最適溫度（不是酶的特征性常數(shù)）。

(3)反應(yīng)溫度達到或超過最適溫度后,隨著反應(yīng)溫度的升高,V下降。*低溫的應(yīng)用一般的酶在低溫下活性降低，但酶本身不被破壞，其活性可隨溫度的回升而恢復(fù)。

四、酶濃度對反應(yīng)速度的影響當(dāng)[S]＞＞[E]，酶可被底物飽和的情況下，反應(yīng)速度與酶濃度成正比。關(guān)系式為：V=K3[E]0V[E]

當(dāng)[S]>>[E]時，Vmax=k3[E]酶濃度對反應(yīng)速度的影響

酶的激活劑（activator）

使酶從無活性變?yōu)橛谢钚曰蚴姑富钚栽黾拥奈镔|(zhì)

必需激活劑（essentialactivator）為酶促反應(yīng)所必需，如缺乏則測不到酶的活性。

Mg2+為己糖激酶的必需激活劑

非必需激活劑（non-essentialactivator）可以提高酶的催化活性，但不是必需的。

Cl-對唾液淀粉酶的激活作用

五、激活劑對反應(yīng)速度的影響六、抑制劑對反應(yīng)速度的影響酶的抑制劑(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。區(qū)別于酶的變性抑制劑對酶有一定選擇性引起變性的因素對酶沒有選擇性抑制作用分類

不可逆抑制可逆性抑制非專一性如：巰基酶的抑制專一性如:羥基酶的抑制競爭性抑制非競爭性抑制反競爭性抑制(一)不可逆性抑制作用*概念抑制劑通常以共價鍵與酶活性中心的必需基團相結(jié)合，使酶失活。不能用透析、超濾等方法去除抑制劑使酶恢復(fù)活性。

1.非專一性不可逆抑制：重金屬離子及砷化合物巰基酶解毒------二巰基丙醇(BAL)

失活的酶BAL巰基酶BAL與砷劑結(jié)合物路易士氣巰基酶失活的酶酸有機磷化合物羥基酶失活的酶酸E-O-P+解磷定E-OH解磷定+P解救方法：加入解磷定（PAM）2.專一性不可逆抑制膽堿酯酶（羥基酶）作用:乙酰膽堿乙酸+膽堿膽堿酯酶乙酰膽堿是神經(jīng)遞質(zhì)，當(dāng)膽堿酯酶失活，乙酰膽堿在體內(nèi)堆積，引起膽堿能神經(jīng)興奮性增強的中毒癥狀。（二）可逆性抑制作用*概念抑制劑通常以非共價鍵與酶或酶-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。競爭性抑制非競爭性抑制反競爭性抑制*類型１.競爭性抑制作用+IEIE+SE+PES反應(yīng)模式定義抑制劑與底物的結(jié)構(gòu)相似，能與底物競爭酶的活性中心，從而阻礙酶底物復(fù)合物的形成，使酶的活性降低。這種抑制作用稱為競爭性抑制作用。

Competitiveinhibition+++EESIESEIEP*特點2、抑制程度取決于抑制劑與酶的相對親和力及底物濃度；1、I與S結(jié)構(gòu)類似，競爭酶的活性中心；3、動力學(xué)特點：Vmax不變，表觀Km增大。抑制劑↑

無抑制劑

1/V

1/[S]*舉例

丙二酸與琥珀酸競爭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制與對氨基苯甲酸競爭二氫葉酸合成酶二氫蝶呤啶＋對氨基苯甲酸＋谷氨酸二氫葉酸合成酶二氫葉酸四氫葉酸核酸2.非競爭性抑制*反應(yīng)模式E+SESE+P+

S－S+

S－S+ESIEIEESEP+IEI+SEIS+Inoncompetitiveinhibition*特點抑制劑與酶活性中心外的必需基團結(jié)合，底物與抑制劑之間無競爭關(guān)系；抑制程度取決于抑制劑的濃度；動力學(xué)特點：Vmax降低，表觀Km不變。抑制劑↑

1/V1/[S]無抑制劑３.反競爭性抑制*反應(yīng)模式E+SE+PES+IESI++ESESESIEP*特點：a)抑制劑只與酶－底物復(fù)合物結(jié)合；抑制程度取決于抑制劑的濃度及底物的濃度；動力學(xué)特點：Vmax降低，表觀Km降低。抑制劑↑

1/V1/[S]無抑制劑各種可逆性抑制作用的比較

動力學(xué)參數(shù)表觀Km

Km增大不變減小最大速度Vmax不變降低降低林-貝氏作圖斜率Km/Vmax增大增大不變縱軸截距1/Vmax不變增大增大橫軸截距-1/Km增大不變減小與I結(jié)合的組分EE、ESES作用特征無抑制劑競爭性抑制非競爭性抑制反競爭性抑制第五節(jié)酶的分離、提純及活性測定1．選材：選擇含酶最豐富的材料2．破碎細胞：細胞外酶—用水或緩沖液浸泡，得粗抽提液細胞內(nèi)酶—研磨（動物細胞）等超聲波（細菌細胞）等一、酶的分離、提純3．抽提：用稀鹽、稀酸、稀堿溶液；在合適的pH范圍內(nèi)，遠離pI，溫度0~4℃；4．去核酸、去多糖：魚精蛋白或氯化錳去除核酸，醋酸鉛去除粘多糖；5．純化：去除雜蛋白，利用溶解度，分子大小，電荷性質(zhì)等的不同，進行分離純化；6．保存由于酶的特殊性，在提純過程中要注意:1．全部操作在低溫0～4℃。2．在分離提純過程中，不能劇烈攪拌。3．在提純?nèi)軇┲屑右恍┍Ｗo劑，如少量EDTA、少量β-巰基乙醇。4．在分離提純過程中要不斷測定酶活力和蛋白質(zhì)濃度，從而求得比活力，還要計算總活力。酶的純度用比活力表示比活力=活力單位毫克蛋白總活力酶的活性是指酶催化化學(xué)反應(yīng)的能力，其衡量的標(biāo)準是酶促反應(yīng)速度。酶促反應(yīng)速度可在適宜的反應(yīng)條件下，用單位時間內(nèi)底物的消耗或產(chǎn)物的生成量來表示。二、酶的活力測定用酶活力測定來定性、定量的原因——酶蛋白含量低；與多種蛋白混雜，提純困難，難以直接定量。酶活力測定更能反映酶的功能狀態(tài)。酶的活力單位——在最適條件下，單位時間內(nèi)酶催化底物的減少量或產(chǎn)物生成量。1961年國際酶學(xué)會議規(guī)定：1個酶活力的國際單位（IU）==特定條件下，一分鐘內(nèi)生成1微摩爾產(chǎn)物的酶量。(1μmol/min)1972年國際酶學(xué)委員會又推薦催量(Katal,Kat)單位:1個Katal==最適條件下，每秒鐘催化1摩爾底物的酶量。(1mol/sec)1Kat==6107IU酶活力的習(xí)慣單位一、寡聚酶由兩個或兩個以上，乃至多達數(shù)十個亞基組成的酶稱為寡聚酶。其分子量從35000到幾百萬，可分為幾種不同的類型：1含相同亞基的寡聚酶2含不同亞基的寡聚酶第六節(jié)重要的酶類1.含相同亞基的寡聚酶目前，帶傾向性的認為單體酶（僅含一條肽鏈，如一些蛋白水解酶、核糖核酸酶等）比較少見，而更普遍的是以寡聚酶的形式存在。例如，在糖酵解（糖的無氧分解代謝）中的許多酶都是寡聚酶，各有不同數(shù)目的亞基。2.含不同亞基的寡聚酶雙功能寡聚酶具有底物載體亞基的寡聚酶（1）雙功能寡聚酶有的寡聚酶所含的亞基結(jié)構(gòu)不同，每種亞基表現(xiàn)不同的功能，因而整個酶分子催化兩個相關(guān)的反應(yīng)，這種寡聚酶稱為雙功能寡聚酶。

（2）具有底物載體亞基的寡聚酶在某些寡聚酶中，亞基作為底物載體而起作用。這種寡聚酶可以看作是由具有酶活性的蛋白部分和作為底物載體的蛋白部分組成。

3.寡聚酶的意義亞基之間互相配合，完成功能；通過亞基之間的聚合與解聚進行活性調(diào)節(jié)。二、同工酶(Isoenzyme)

〈一〉概念

能催化相同的化學(xué)反應(yīng)，但酶的分子結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)、免疫學(xué)性質(zhì)乃至生物學(xué)功能有所不同的一組酶。

〈二〉分布同工酶可以存在于同一機體的不同組織中，亦存在于同一細胞的不同亞細胞結(jié)構(gòu)中。①同工酶是基因分化的產(chǎn)物。②同工不同功。

③不同的同工酶其專一性、與底物親和力及動力學(xué)不同。*舉例：乳酸脫氫酶(LDH1～

LDH5)

NAD+NADH+H+OHCH3-CH-COOHCH3-CO-COOH

乳酸LDH丙酮酸每個酶分子有四個亞基；亞基有兩種：心臟亞基（H）；肌肉亞基（M）HHHHHHHMHHMMHMMMMMMMLDH1

(H4)LDH2(H3M)

LDH3(H2M2)LDH4(HM3)LDH5

(M4)乳酸脫氫酶的同工酶乳酸丙酮酸LDH5骨骼肌:乳酸丙酮酸心肌:LDH1人體各組織器官中LDH同工酶的分布同工酶百分比組織器官

LDH1LDH2LDH3LDH4LDH5心肌

67

294<1<1腎

52

28164<1肝241127

56骨骼肌

472127

41紅細胞

42361552肺1020302515胰腺301550-5脾102540255子宮52544224*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)育過程中階段特有的代謝特征；同工酶譜的改變有助于對疾病的診斷；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2345三、誘導(dǎo)酶誘導(dǎo)酶（inducedenzyme）：當(dāng)細胞中加入特定誘導(dǎo)物質(zhì)而誘導(dǎo)產(chǎn)生的酶。誘導(dǎo)物往往是該酶底物的類似物或底物本身。例如：大腸桿菌利用乳糖共價修飾調(diào)節(jié)變構(gòu)調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)方式調(diào)節(jié)對象關(guān)鍵酶四、調(diào)節(jié)酶限速反應(yīng)、限速酶與關(guān)鍵酶

概念：在多酶體系催化的代謝途徑中，各步酶促反應(yīng)的速度不一樣。其中，反應(yīng)速度最慢，決定著整個代謝途徑速率的少數(shù)一、二步反應(yīng)，稱為限速反應(yīng)。催化限速反應(yīng)的酶稱為限速酶。限速酶是催化單向反應(yīng)的酶，其活力大小決定了代謝途徑的速率乃至代謝方向，故又稱為關(guān)鍵酶。限速酶（關(guān)鍵酶）的特點：

①控制整個代謝途徑的速率與方向。

②往往在代謝途徑的起始反應(yīng)或分叉點起作用。

③多受代謝途徑終產(chǎn)物的反饋抑制。（一）酶的共價修飾調(diào)節(jié)共價修飾(covalentmodification)在其他酶的催化作用下，某些酶蛋白肽鏈上的一些基團可與某種化學(xué)基團發(fā)生可逆的共價結(jié)合，從而改變酶的活性，此過程稱為共價修飾。常見類型磷酸化與脫磷酸化（最常見）乙?；兔撘阴；谆兔摷谆佘栈兔撓佘栈璖H與－S－S互變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（二）變構(gòu)酶變構(gòu)效應(yīng)劑(allostericeffector)變構(gòu)激活劑變構(gòu)抑制劑變構(gòu)調(diào)節(jié)(allostericregulation)變構(gòu)酶(allostericenzyme)變構(gòu)部位(allostericsit