食品生物化學(xué)酶與維生素

食品生物化學(xué)酶與維生素第一頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期二你能列舉出生活中酶的應(yīng)用嗎？酶為生活增資添彩第二頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期二本章內(nèi)容3.1酶的概述

3.2酶催化作用的特性

3.3酶的組成

3.4單體酶、寡聚酶、多酶復(fù)合體

3.5酶分子的活性中心及其催化作用機(jī)制

3.6酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)

3.7同工酶

3.8酶活性的調(diào)控

3.9酶活力測(cè)定

3.10酶的分離、純化

3.11酶制劑與酶工程技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用

3.12輔酶與維生素第三頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期二3.1酶的概述3.1.1酶的發(fā)展簡(jiǎn)史3.1.2酶的分類(lèi)3.1.3酶的命名

第四頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期二3.1.1酶的發(fā)展簡(jiǎn)史公元前兩千多年，我國(guó)已有釀酒記載。一百余年前，Pasteur認(rèn)為發(fā)酵是酵母細(xì)胞生命活動(dòng)的結(jié)果。1878年，Kuhne首次提出Enzyme一詞。1897年，Buchner兄弟用不含細(xì)胞的酵母提取液，實(shí)現(xiàn)了發(fā)酵。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，其具有蛋白質(zhì)的一切性質(zhì)。1982年，ThomasR.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。1986年，RichardLerrur和PeterSchaltz運(yùn)用單克隆抗體技術(shù)制備了具有酶活性的抗體（catalyticantibody）。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)。第五頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期二3.1.2酶的分類(lèi)與命名1961年國(guó)際生化協(xié)會(huì)酶命名委員會(huì)根據(jù)酶所催化的反應(yīng)類(lèi)型將酶分為六大類(lèi)，分別用1、2、3、4、5、6的編號(hào)來(lái)表示，再根據(jù)底物中被作用的基團(tuán)或鍵的特點(diǎn)將每一大類(lèi)分為若干個(gè)亞類(lèi)，每個(gè)亞類(lèi)可再分若干個(gè)亞-亞類(lèi)，仍用1、2、3、……編號(hào)。故每一個(gè)酶的分類(lèi)編號(hào)由用“．”隔開(kāi)的四個(gè)數(shù)字組成。編號(hào)之前常冠以酶學(xué)委員會(huì)的縮寫(xiě)EC。酶編號(hào)的前三個(gè)數(shù)字表明酶的特性：反應(yīng)性質(zhì)、反應(yīng)物（或底物）性質(zhì)、鍵的類(lèi)型，第四個(gè)數(shù)字則是酶在亞-亞類(lèi)中的順序號(hào)。EC1.1.1.27

大類(lèi)亞類(lèi)亞亞類(lèi)序號(hào)（如乳酸脫氫酶，即EC1.1.1.27）

第六頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期二酶的分類(lèi)1、氧化還原酶類(lèi)即催化生物氧化還原反應(yīng)的酶，如脫氫酶、氧化酶、過(guò)氧化物酶、羥化酶以及加氧酶類(lèi)。2、轉(zhuǎn)移酶類(lèi)催化不同物質(zhì)分子間某種基團(tuán)的交換或轉(zhuǎn)移的酶，如轉(zhuǎn)甲基酶、轉(zhuǎn)氨基酶、已糖激酶、磷酸化酶等。3、水解酶類(lèi)利用水使共價(jià)鍵分裂的酶，如淀粉酶、蛋白酶、酯酶等。4、裂解酶類(lèi)由其底物移去一個(gè)基團(tuán)而使共價(jià)鍵裂解的酶，如脫羧酶、醛縮酶和脫水酶等。5、異構(gòu)酶類(lèi)促進(jìn)異構(gòu)體相互轉(zhuǎn)化的酶，如消旋酶、順?lè)串悩?gòu)酶等。6、合成酶類(lèi)促進(jìn)兩分子化合物互相結(jié)合，同時(shí)使ATP分子中的高能磷酸鍵斷裂的酶，如谷氨酰胺合成酶、谷胱甘肽合成酶等。第七頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期二第八頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期二酶的命名(1)習(xí)慣命名法A.根據(jù)作用底物來(lái)命名，如淀粉酶、蛋白酶等。B.根據(jù)所催化的反應(yīng)的類(lèi)型命名，如脫氫酶、轉(zhuǎn)移酶等。C.兩個(gè)原則結(jié)合起來(lái)命名，例如丙酮酸脫羧酶等。D.根據(jù)酶的來(lái)源或其它特點(diǎn)來(lái)命名，如胃蛋白酶、胰蛋白酶等。習(xí)慣命名缺乏系統(tǒng)性，有時(shí)出現(xiàn)一酶數(shù)名或一名數(shù)酶的情況。第九頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期二(2)國(guó)際系統(tǒng)命名法系統(tǒng)名稱包括底物名稱、構(gòu)型、反應(yīng)性質(zhì)，最后加一個(gè)酶字。例如：習(xí)慣名稱:谷丙轉(zhuǎn)氨酶系統(tǒng)名稱:丙氨酸：-酮戊二酸氨基轉(zhuǎn)移酶酶催化的反應(yīng):

谷氨酸+丙酮酸

-酮戊二酸+丙氨酸但因某些系統(tǒng)名稱太長(zhǎng)，為方便起見(jiàn)，有時(shí)仍用酶的習(xí)慣名稱。第十頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期二3.2酶催化作用的特性酶與一般催化劑的共同點(diǎn)在反應(yīng)前后沒(méi)有質(zhì)和量的變化；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)。都是通過(guò)降低反應(yīng)分子的活化能來(lái)加快化學(xué)反應(yīng)的速度第十一頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期二反應(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

活化能：底物分子從初態(tài)轉(zhuǎn)變到活化態(tài)所需的能量。即一般分子成為能參加化學(xué)反應(yīng)的活化分子所需的能量?；罨茉降?，活化分子數(shù)目越多，反應(yīng)進(jìn)行的越快。一般認(rèn)為酶降低了化學(xué)反應(yīng)所需的活化能。第十二頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期二中間復(fù)合物(產(chǎn)物)學(xué)說(shuō)基本論點(diǎn)：Michaelis與Menten于1913年提出，酶催化時(shí)，酶活性中心首先與底物結(jié)合生成一種酶E-底物S不穩(wěn)定的中間復(fù)合物（ES），此復(fù)合物再分解釋放出酶，并生成產(chǎn)物P，即為中間復(fù)合物學(xué)說(shuō)。S+E→ES→E+P

酶如何使反應(yīng)的活化能降低而體現(xiàn)出極為強(qiáng)大的催化效率呢？第十三頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期二酶催化作用的特性①酶具有高度專一性一種酶只能作用于某一類(lèi)或某一種特定的物質(zhì)。這就是酶作用的專一性。通常把被酶作用的物質(zhì)稱為該酶的底物。所以也可以說(shuō)一種酶只作用于一個(gè)或一類(lèi)底物。如糖苷鍵、酯鍵、肽鍵等都能被酸堿催化而水解，但水解這些化學(xué)健的酶卻各不相同，即它們分別需要在具有一定專一性的酶作用下才能水解。②酶具有極高的催化效率以分子比表示，酶催化反應(yīng)的反應(yīng)速度比非催化反應(yīng)高108~1020倍，比其它催化反應(yīng)高107~1013倍。以轉(zhuǎn)換數(shù)（每分鐘每個(gè)酶分子能催化多少個(gè)反應(yīng)物分子發(fā)生變化）表示，大部分酶為1000，最大的可達(dá)一百萬(wàn)以上。第十四頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期二③酶活性的可調(diào)節(jié)性酶活力是受調(diào)節(jié)控制的、它的調(diào)控方式很多，包括抑制劑調(diào)節(jié)，共價(jià)修飾調(diào)節(jié)、反饋調(diào)節(jié)、酶原激活及激素控制等。④酶活性的不穩(wěn)定性一般催化劑在一定條件下會(huì)因中毒而失去催化能力，而酶卻較其它催化劑更加脆弱，更易失去活性。強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、高溫等條件都能使酶破壞而完全失去活性。所以酶作用一般都要求比較溫和的條件，如常溫、常壓、接近中性的酸堿度等。⑤酶的催化活力與輔酶、輔基和金屬離子有關(guān)有些酶是復(fù)合蛋白質(zhì)，其中的小分子物質(zhì)（輔酶、輔基及金屬離子）與酶的催化活性密切相關(guān)。若將它們除去，酶就失去活性。高效率、專一性以及作用條件溫和使酶在生物體新陳代謝過(guò)程中發(fā)揮強(qiáng)有力的作用，酶活力的調(diào)控使生命活動(dòng)中各個(gè)反應(yīng)得以有條不紊地進(jìn)行。第十五頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期二酶簡(jiǎn)單蛋白酶：脲酶、蛋白酶、淀粉酶、核糖核酸酶等。復(fù)合蛋白酶酶蛋白輔因子（apoenzyme）（cofacter)輔酶（coenzyme)輔基(prostheticgroup)全酶(holoenzyme）=酶蛋白+輔因子3.3酶的組成：決定酶反應(yīng)的專一性及高效率。：直接對(duì)電子、原子或某些化學(xué)基團(tuán)起傳遞作用。第十六頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期二輔酶和輔基并沒(méi)有什么本質(zhì)上的差別，只是它們與蛋白質(zhì)部分結(jié)合的牢固程度不同而已。通常把那些與酶蛋白結(jié)合得比較松的、用透析法可以除去的小分子有機(jī)物叫做輔酶。與酶蛋白共價(jià)鍵結(jié)合的比較緊的、用透析法不能除去的小分子物質(zhì)叫做輔基。兩者單獨(dú)存在都沒(méi)有催化能力，酶的蛋白質(zhì)部分稱酶蛋白，酶蛋白與其輔因子一起合稱為全酶。

第十七頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期二3.4單體酶、寡聚酶、多酶復(fù)合體根據(jù)酶蛋白分子的特點(diǎn)又可將酶分為三類(lèi)。單體酶單體酶只有一條多肽鏈，屬于這一類(lèi)的酶很少，一般都是催化水解的酶，如溶菌酶、胰蛋白酶等。寡聚酶寡聚酶由幾個(gè)甚至幾十個(gè)亞基組成，這些亞基可以是相同的多肽鏈，也可以是不同的多肽鏈。亞基之間不是共價(jià)結(jié)合，彼此很容易分開(kāi)。多酶體系（多酶復(fù)合體）多酶體系是由幾種酶彼此嵌合形成的復(fù)合體。由2個(gè)以上功能相關(guān)的酶組成，酶成員之間分工合作，依次催化一個(gè)系列反應(yīng)。它有利于一系列反應(yīng)的連續(xù)進(jìn)行。如脂肪酸合成酶體系、呼吸鏈酶系等。第十八頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期二3.5酶分子的活性中心及其催化作用機(jī)制3.5.1酶分子的活性中心酶是生物大分子，酶作為蛋白質(zhì)，其分子體積比底物分子體積要大得多。在反應(yīng)過(guò)程中酶與底物接觸結(jié)合，只限于酶分子的少數(shù)基團(tuán)或較小的部位。酶分子中直接與底物結(jié)合，并催化底物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的部位，稱為酶的活性中心。（圖酶活性中心示意圖）對(duì)于不需要輔酶因子的酶來(lái)說(shuō)，活性中心是酶分子中在三維結(jié)構(gòu)上比較靠近的少數(shù)幾個(gè)氨基酸殘基或這些殘基上某些基團(tuán)，它們?cè)谝患?jí)結(jié)構(gòu)上可能相距甚遠(yuǎn)，通過(guò)肽鏈的折疊、盤(pán)繞而空間構(gòu)象上相互靠近（圖A）；對(duì)于需要輔因子的酶來(lái)說(shuō)，輔酶、輔基往往就是活性中心的組成部分。第十九頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期二圖酶活性中心示意圖酶的活性中心通常有兩個(gè)功能部位：結(jié)合部位（負(fù)責(zé)識(shí)別特定的底物并與之結(jié)合，他決定酶的底物專一性）催化部位（決定酶的催化效率）。底物通過(guò)各類(lèi)次級(jí)鍵與活性中心結(jié)合（圖B）第二十頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期二構(gòu)成酶活性中心的氨基酸有天冬氨酸、谷氨酸、絲氨酸、組氨酸、半胱氨酸、賴氨酸等，它們的側(cè)鏈上分別含有羧基、羥基、咪唑基、巰基、氨基等極性基團(tuán)，這些集團(tuán)若經(jīng)化學(xué)修飾，如氧化、還原、?；?、烷化等，則酶的活性喪失，因此稱這些基團(tuán)為必需基團(tuán)。結(jié)構(gòu)基團(tuán)第二十一頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期二3.5.2酶的催化作用機(jī)制(1)鎖鑰假說(shuō)(lockandkeyhypothesis)：認(rèn)為酶的活性中心是酶與底物結(jié)合并進(jìn)行催化反應(yīng)的部位，其形狀與底物分子的一部分基團(tuán)形狀互補(bǔ)。在催化過(guò)程中，底物分子或其一部分就像鑰匙一樣，只有契合到特定的活性中心部位的某一適當(dāng)位置，才能進(jìn)行催化反應(yīng)，一把鑰匙只能開(kāi)一把鎖。又稱為剛性模版理論酶作用的專一性第二十二頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期二(2)誘導(dǎo)契合假說(shuō)（induced–fithypothesis):

該學(xué)說(shuō)認(rèn)為酶表面并沒(méi)有一種與底物互補(bǔ)的固定形狀，當(dāng)酶分子與底物接近時(shí)，酶受底物的誘導(dǎo)而發(fā)生有利于結(jié)合底物的構(gòu)象變化，同時(shí)底物構(gòu)象也發(fā)生改變，酶與底物互補(bǔ)契合，進(jìn)行反應(yīng)。第二十三頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期二3.6酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究?jī)?nèi)容：酶促反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)是研究酶促反應(yīng)的速度以及影響速度的各種因素的科學(xué)。影響因素包括：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(shí)，其余各因素均恒定。第二十四頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期二3.6.1酶濃度對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響所有的酶反應(yīng)，如果其它條件恒定，則反應(yīng)速度決定于酶濃度和底物濃度。結(jié)論：在一定條件下，當(dāng)?shù)孜餄舛萚S]遠(yuǎn)大于酶的濃度[E]時(shí)，酶促反應(yīng)的速度與酶的濃度成正比。合理解釋：中間復(fù)合物學(xué)說(shuō)

S+E→ES→E+P第二十五頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期二3.6.2底物濃度對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響由實(shí)驗(yàn)觀察到，在酶濃度不變時(shí)，不同的底物濃度與反應(yīng)速度的關(guān)系為一曲線，即當(dāng)?shù)孜餄舛容^低時(shí)，反應(yīng)速度的增加與底物濃度的增加成正比（一級(jí)反應(yīng)）；此后，隨底物濃度的增加，反應(yīng)速度的增加量逐漸減少（混合級(jí)反應(yīng)）；最后，當(dāng)?shù)孜餄舛仍黾拥揭欢繒r(shí)，反應(yīng)速度達(dá)到一最大值，不再隨底物濃度的增加而增加（零級(jí)反應(yīng)）。底物飽和效應(yīng)---酶促反應(yīng)的一個(gè)鮮明特征---可用中間復(fù)合物學(xué)說(shuō)解釋第二十六頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期二米氏方程：在底物濃度低時(shí)，Km》[S]

，V=

結(jié)論：反應(yīng)速率與底物濃度成正比，符合一級(jí)反應(yīng)。

當(dāng)?shù)孜餄舛群芨邥r(shí)，[S]

》Km，V=

結(jié)論：反應(yīng)速率與底物濃度無(wú)關(guān)，符合零級(jí)反應(yīng)。

1913年，Michaelis和Menton發(fā)展了前人的酶學(xué)理論，提出米氏學(xué)說(shuō)，用于解釋酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)特征，經(jīng)過(guò)Briggs和Haldane的補(bǔ)充與發(fā)展，得到了現(xiàn)在的米氏方程。

[S]

Km其中，V為反應(yīng)速率，Vmax為最大反應(yīng)速度，[S]為底物濃度，Km為米氏常數(shù)。VmaxVmax第二十七頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期二米氏常數(shù)Km為反應(yīng)速度達(dá)到最大速度一半時(shí)的底物濃度。單位：mol/L第二十八頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期二Km的重要意義是：Km是酶的特定物理常數(shù)（1）Km一般只與酶的性質(zhì)有關(guān)，而與酶濃度無(wú)關(guān)。不同的酶有不同的Km。（2）Km也會(huì)因外界條件的影響而改變。（3）Km可以反映酶與底物親和力的大小，即Km值越小，則酶與底物的親和力越大，為該酶的最適底物；反之，則越小。第二十九頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期二

Km和Vmax的測(cè)定

Km和Vmax是酶學(xué)重要的兩個(gè)常數(shù)常用方法：雙倒數(shù)作圖法（Lineweaver-Burk法）米氏方程的雙倒數(shù)形式：

1Km11—=——.—+——

vVmax[S]Vmaxy=bx+a

第三十頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期二3.6.3溫度對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響溫度對(duì)酶反應(yīng)的影響是雙重的：（1）隨著溫度的增加，反應(yīng)速度也增加，直至最大速度為止。（2）隨溫度升高而使酶逐步變性。酶的最適溫度：動(dòng)物來(lái)源的酶35～50℃，而植物40～60℃以上，微生物酶差別較大。生產(chǎn)上，酶一般應(yīng)在最適溫度以下進(jìn)行催化反應(yīng)，以延長(zhǎng)酶的使用壽命。

圖溫度對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響呈鐘形第三十一頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期二3.6.4pH對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響每一種酶只能在一定的pH范圍內(nèi)表現(xiàn)出它的活性。而且在某一pH范圍內(nèi)酶活性最高，稱為最適pH。多數(shù)植物和微生物來(lái)源的酶4.5～6.5；動(dòng)物6.5～8.0左右。呈鐘形第三十二頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期二3.6.5激活劑和抑制劑對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響激活劑：凡是能提高酶活性的物質(zhì)，都稱為激活劑。一般情況下，一種激活劑對(duì)某種酶是激活劑，而對(duì)另一種酶則起抑制作用。酶的激活劑分為：無(wú)機(jī)離子、小分子有機(jī)化合物和生物大分子。抑制劑：能使酶活力降低或失活的物質(zhì)稱為抑制劑，如藥物、抗生素、毒物、抗代謝物等都是酶的抑制劑。酶的抑制作用：指抑制劑作用下酶活性中心或必需基團(tuán)發(fā)生性質(zhì)的改變并導(dǎo)致酶活性降低或喪失的過(guò)程。第三十三頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期二按抑制劑作用方式不同分為：

可逆抑制作用不可逆抑制作用

（1）競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用（2）非競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用（3）反競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用是靠共價(jià)鍵與酶的活性部位相結(jié)合而抑制酶的作用。不能用透析、超濾等物理方法除去抑制劑而恢復(fù)酶活性。抑制劑以非共價(jià)鍵與酶結(jié)合，用透析或超濾等物理方法把酶與抑制劑分開(kāi)，使酶回復(fù)催化活性，稱為可逆抑制作用。第三十四頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期二（1）競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用

式中I為抑制劑，EI為酶-抑制劑復(fù)合物。高濃度的底物可以有效解除抑制作用。第三十五頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期二最典型的例子是丙二酸對(duì)琥珀酸脫氫酶的抑制。增加琥珀酸的濃度可以解除丙二酸對(duì)酶的抑制作用。第三十六頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期二結(jié)論：在競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑存在下，酶的Vmax不變，Km增大，底物與酶親和力降低。圖競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑存在時(shí)的雙倒數(shù)曲線圖第三十七頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期二磺胺類(lèi)藥物作用機(jī)理磺胺藥的基本結(jié)構(gòu)：對(duì)氨基苯磺酰胺的衍生物細(xì)菌不能直接利用其生長(zhǎng)環(huán)境中的葉酸，而是利用環(huán)境中的對(duì)氨苯甲酸(PABA)和二氫喋啶、谷氨酸在菌體內(nèi)的二氫葉酸合成酶催化下合成二氫葉酸。二氫葉酸在二氫葉酸還原酶的作用下形成四氫葉酸，四氫葉酸作為一碳單位轉(zhuǎn)移酶的輔酶，參與核酸前體物（嘌呤、嘧啶）的合成。而核酸是細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖所必須的成分。磺胺藥的化學(xué)結(jié)構(gòu)與PABA類(lèi)似，能與PABA競(jìng)爭(zhēng)二氫葉酸合成酶，影響了二氫葉酸的合成，因而使細(xì)菌生長(zhǎng)和繁殖受到抑制。第三十八頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期二對(duì)氨苯甲酸谷氨酸

+第三十九頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期二（2）非競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑與競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑不同之處：這種抑制劑能與ES結(jié)合，而S也能與EI結(jié)合，都形成ESI。增加底物的濃度不能使這種類(lèi)型的抑制作用完全逆轉(zhuǎn)，因?yàn)榈孜锊⒉荒茏柚挂种苿┡c酶相結(jié)合。原因：這是由于抑制劑和酶的結(jié)合部位與酶的活性部位不同，EI的形成發(fā)生在酶分子不被底物作用的另一個(gè)部位。無(wú)產(chǎn)物生成第四十頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期二許多酶能被重金屬離子（Ag+、Hg2+、Pb2+）或金屬絡(luò)合劑（EDTA、F-、CN-、N3-）等抑制，都是非競(jìng)爭(zhēng)性抑制的例子。重金屬離子與酶的巰基（—SH）形成硫醇鹽：因?yàn)閹€基對(duì)酶的活性是必需的，故形成硫醇鹽后即失去酶的活性。由于硫醇鹽形成具有可逆性，這種抑制作用可用加適當(dāng)?shù)膸€基化合物（如半胱氨酸、谷胱甘肽）的辦法去掉重金屬而得到解除。第四十一頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期二結(jié)論：在非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑存在下，酶的Km不變，Vmax降低。圖非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑存在時(shí)的雙倒數(shù)曲線第四十二頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期二（3）反競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用有些抑制劑不能與游離的酶結(jié)合，只能與酶-底物復(fù)合物結(jié)合形成ESI，但ESI不能轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)物。不同之處：當(dāng)加入這類(lèi)抑制劑，反應(yīng)平衡促進(jìn)了E與S形成ES復(fù)合物，這種現(xiàn)象與競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用相反，故稱為反競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用。第四十三頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期二結(jié)論：在反競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑存在下，Vmax減小，酶的Km降低，底物與酶的親和力增大。圖反競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑存在時(shí)的雙倒數(shù)曲線第四十四頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期二按抑制劑作用方式不同分為：

可逆抑制作用不可逆抑制作用

是靠共價(jià)鍵與酶的活性部位相結(jié)合而抑制酶的作用。不能用透析、超濾等物理方法除去抑制劑而恢復(fù)酶活性。抑制劑以非共價(jià)鍵與酶結(jié)合，用透析或超濾等物理方法把酶與抑制劑分開(kāi)，使酶回復(fù)催化活性，稱為可逆抑制作用。第四十五頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期二3.7同工酶

概念：是指能催化同一種化學(xué)反應(yīng)，但酶結(jié)構(gòu)和性質(zhì)不同的一組酶。圖乳酸脫氫酶LD的5種同工酶同工酶在體內(nèi)的生理意義主要在于適應(yīng)不同組織或不同細(xì)胞器在代謝上的不同需要。因此，同工酶在體內(nèi)的生理功能是不同的。第四十六頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期二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結(jié)論：同工酶譜的改變有助于對(duì)疾病的診斷第四十七頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期二3.8酶活性的調(diào)控3.8.1別構(gòu)調(diào)節(jié)作用3.8.2酶的反饋調(diào)節(jié)作用3.8.3可逆共價(jià)修飾調(diào)節(jié)3.8.4酶原激活第四十八頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期二3.8.1別構(gòu)調(diào)節(jié)作用概念：一些代謝物與酶活性中心以外部位可逆結(jié)合，通過(guò)使酶構(gòu)象發(fā)生變化來(lái)改變酶催化活性的調(diào)節(jié)方式稱為別構(gòu)調(diào)節(jié)（變構(gòu)調(diào)節(jié)）

。相應(yīng)的酶稱為別構(gòu)酶（變構(gòu)酶）。別構(gòu)酶分子結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，一般為寡聚酶，除了催化中心，還有調(diào)節(jié)部位。與調(diào)節(jié)部位結(jié)合得代謝物稱為別構(gòu)效應(yīng)物，它們與酶非共價(jià)鍵結(jié)合，可逆調(diào)節(jié)酶的活性。如果具有激活作用，稱為正效應(yīng)物，反之，稱為負(fù)效應(yīng)物。第四十九頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期二圖谷氨酰胺合成酶的負(fù)效應(yīng)物正效應(yīng)物進(jìn)一步代謝生成6種產(chǎn)物作用：別構(gòu)酶常處于代謝途徑的起始步驟或分支處，可快速感知代謝物的變化，從而做出靈活調(diào)節(jié)。第五十頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期二3.8.2酶的反饋調(diào)節(jié)作用概念：在生物代謝過(guò)程中，許多代謝途徑的起始物、中間產(chǎn)物或終產(chǎn)物對(duì)反應(yīng)途徑中的某一步反應(yīng)（通常是第一步反應(yīng)）表現(xiàn)出調(diào)控作用，稱為反饋調(diào)節(jié)作用。反饋調(diào)節(jié)的化學(xué)本質(zhì)：是酶的變構(gòu)調(diào)節(jié)。在反饋調(diào)節(jié)中，反應(yīng)的起始物、中間物產(chǎn)物或終產(chǎn)物都可以起變構(gòu)劑的作用。

①正反饋?zhàn)饔芒谪?fù)反饋?zhàn)饔盟?，酶催化反?yīng)產(chǎn)物對(duì)酶的活性具有調(diào)節(jié)作用。第五十一頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期二3.8.3可逆共價(jià)修飾調(diào)節(jié)概念：有些酶因自身某氨基酸殘基發(fā)生可逆共價(jià)修飾，在活性形式和無(wú)活性形式之間發(fā)生變化，稱為酶的可逆共價(jià)修飾。

常見(jiàn)類(lèi)型磷酸化與脫磷酸化（最常見(jiàn)）乙酰化和脫乙?；谆兔摷谆佘栈兔撓佘栈璖H與－S－S互變第五十二頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期二3.8.4酶原激活酶原(zymogen)：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。酶原的激活：在一定條件下，酶原向有活性酶轉(zhuǎn)化的過(guò)程。酶原激活的實(shí)質(zhì)：是酶原被修飾時(shí)形成了正確的分子構(gòu)象和活性中心，由此可見(jiàn)酶分子的特定結(jié)構(gòu)和酶的活性中心的形成是酶分子具有催化活性的基本保證。第五十三頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期二

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)短肽在特定條件下第五十四頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期二賴?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腸激酶胰蛋白酶活性中心胰蛋白酶原的激活過(guò)程第五十五頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期二

酶原激活的生理意義避免細(xì)胞產(chǎn)生的酶對(duì)細(xì)胞進(jìn)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(jìn)行。有的酶原可以視為酶的儲(chǔ)存形式。在需要時(shí)，酶原適時(shí)地轉(zhuǎn)變成有活性的酶，發(fā)揮其催化作用。第五十六頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期二3.9酶活力測(cè)定1、酶活力與酶反應(yīng)速度

酶活力的大小可以用在一定條件下，它所催化的某一化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速度來(lái)表示，即酶催化的反應(yīng)速度愈大，酶的活力就愈高，速度愈小，酶的活力就愈低。所以測(cè)定酶的活力（實(shí)質(zhì)上就是酶的定量測(cè)定）就是測(cè)定酶促反應(yīng)的速度。酶反應(yīng)速度可用單位時(shí)間內(nèi)，單位體積中底物的減少量或產(chǎn)物的增加量來(lái)表示，所以反應(yīng)速度的單位是：濃度/單位時(shí)間。反應(yīng)速度只在最初一段時(shí)間內(nèi)保持恒定，隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，酶反應(yīng)速度逐漸下降。引起下降的原因很多，如底物濃度的降低，酶在一定的pH及溫度下部分失活，產(chǎn)物對(duì)酶的抑制、產(chǎn)物濃度增加而加速了逆反應(yīng)的進(jìn)行等。因此，研究酶反應(yīng)速度應(yīng)以酶促反應(yīng)的初速度為準(zhǔn)。這時(shí)上述各種干擾因素尚未起作用，速度保持恒定不變。

量度酶催化能力大小第五十七頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期二2、酶的活力單位(U)

酶的活力大小，也就是酶量的大小，用酶的活力單位來(lái)度量。習(xí)慣單位---酶單位（U）:

一定條件下，一定時(shí)間內(nèi)將一定量的底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物所需的酶量。（U/g或U/ml）國(guó)際單位（IU）:1IU

=1μmol/min

Katal（Kat）單位：1

Kat=1mol/s第五十八頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期二3、酶的比活力

概念：每毫克酶蛋白質(zhì)所具有的活力單位數(shù)。一般用單位/mg蛋白(U/mg蛋白質(zhì))來(lái)表示。也有時(shí)用每克酶制劑或每毫升酶制劑含有多少個(gè)活力單位來(lái)表示(單位/g或單位/ml)。它是酶學(xué)研究及生產(chǎn)中經(jīng)常使用的數(shù)據(jù)，可以用來(lái)比較每單位重量酶蛋白的催化能力。對(duì)同一種酶來(lái)說(shuō)，比活力愈高，表明酶愈純。

比活力=活力單位數(shù)

蛋白質(zhì)量=U(或IU)mg蛋白量度酶純度第五十九頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期二酶活力：又稱為酶活性，一般把酶催化一定化學(xué)反應(yīng)的能力稱為酶活力，通常以在一定條件下酶所催化的化學(xué)反應(yīng)速度來(lái)表示。測(cè)定的基本原理:酶是蛋白質(zhì)，種類(lèi)多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣，一般對(duì)酶的測(cè)定，不是直接測(cè)定其酶蛋白的濃度，而是測(cè)定其催化化學(xué)反應(yīng)的能力，這是基于在最優(yōu)化條件下，當(dāng)?shù)孜镒銐颍ㄟ^(guò)量），在酶促反應(yīng)的初始階段，酶促反應(yīng)的