酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化活性的蛋白質(zhì)課件

第三章酶化學(xué)3.1概述

概念：酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化活性的蛋白質(zhì)。酶作為生物催化劑的特點(diǎn)：1.高效率：比非酶反應(yīng)要高108-1020，比非酶催化劑催化時(shí)要高107-1013，例如過(guò)氧化氫的分解，無(wú)催化劑時(shí)不反應(yīng)，用Fe催化，其反應(yīng)速度不大，如果用過(guò)氧化氫酶催化此反應(yīng)，其速度會(huì)增加很多。2.高度專一性：專一性絕對(duì)專一性相對(duì)專一性立體專一性基團(tuán)專一性鍵專一性旋光異構(gòu)專一性順?lè)串悩?gòu)專一性

3.對(duì)環(huán)境條件敏感酶的最佳作用條件是常溫、常壓、中性，如果條件發(fā)生改變，酶的催化活性則會(huì)降低。4.活性可調(diào)酶的活性可在調(diào)節(jié)因子的作用下發(fā)生變化。

3.2酶的分子組成根據(jù)酶的組成情況，可以將酶分為兩大類：?jiǎn)渭兊鞍酌福核鼈兊慕M成為單一蛋白質(zhì).結(jié)合蛋白酶：其分子中除了蛋白質(zhì)外，還含有非蛋白組分.結(jié)合蛋白酶的蛋白質(zhì)部分稱為酶蛋白，非蛋白質(zhì)部分包括輔酶及金屬離子(或輔因子cofactor)。酶蛋白與輔助成分組成的完整分子稱為全酶。單純的酶蛋白無(wú)催化功能.3.2.1維生素與輔酶維生素是機(jī)體維持正常生命活動(dòng)所必不可少的一類有機(jī)物質(zhì)。維生素一般習(xí)慣分為脂溶性和水溶性兩大類。其中脂溶性維生素在體內(nèi)可直接參與代謝的調(diào)節(jié)作用，而水溶性維生素是通過(guò)轉(zhuǎn)變成輔酶對(duì)代謝起調(diào)節(jié)作用。水溶性維生素與輔酶某些小分子有機(jī)化合物與酶蛋白結(jié)合在一起并協(xié)同實(shí)施催化作用，這類分子被稱為輔酶（或輔基）。輔酶是一類具有特殊化學(xué)結(jié)構(gòu)和功能的化合物。參與的酶促反應(yīng)主要為氧化-還原反應(yīng)或基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)。大多數(shù)輔酶的前體主要是水溶性B族維生素。許多維生素的生理功能與輔酶的作用密切相關(guān)。(1)維生素PP和NAD+

和NADP+

NAD+(煙酰胺-腺嘌呤二核苷酸，又稱為輔酶I)和NADP+(煙酰胺-腺嘌呤磷酸二核苷酸,又稱為輔酶II)是維生素?zé)燉０返难苌?，功能：是多種重要脫氫酶的輔酶。(2)核黃素與FAD和FMNFAD(黃素-腺嘌呤二核苷酸)和FMN(黃素單核苷酸)是核黃素(維生素B2)的衍生物，功能：在脫氫酶催化的氧化-還原反應(yīng)中，起著電子和質(zhì)子的傳遞體作用。(3)泛酸和輔酶A(CoA)輔酶A是生物體內(nèi)代謝反應(yīng)中乙?；傅妮o酶，它的前體是維生素(B3)泛酸。功能：是傳遞?；?，是形成代謝中間產(chǎn)物的重要輔酶。(4)葉酸和四氫葉酸(FH4或THFA)四氫葉酸是合成酶的輔酶，其前體是葉酸(又稱為蝶酰谷氨酸，維生素B11)。四氫葉酸的主要作用是作為一碳基團(tuán)，如-CH3,-CH2-,-CHO等的載體，參與多種生物合成過(guò)程。(5)硫胺素和焦磷酸硫胺素(TPP)焦磷酸硫胺素是脫羧酶的輔酶，它的前體是硫胺素(維生素B1)。功能：是催化酮酸的脫羧反應(yīng)(6)吡哆素和磷酸吡哆素磷酸吡哆素主要包括磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺。磷酸吡多素是轉(zhuǎn)氨酶的輔酶，轉(zhuǎn)氨酶通過(guò)磷酸吡多醛和磷酸吡多胺的相互轉(zhuǎn)換，起轉(zhuǎn)移氨基的作用。(7)生物素生物素是羧化酶的輔酶，它本身就是一種B族維生素B7。生物素的功能是作為CO2的遞體，在生物合成中起傳遞和固定CO2的作用。(8)維生素B12輔酶

維生素B12又稱為鈷胺素。維生素B12分子中與Co+相連的CN基被5’-脫氧腺苷所取代，形成維生素B12輔酶。維生素B12輔酶的主要功能是作為變位酶的輔酶，催化底物分子內(nèi)基團(tuán)(主要為甲基)的變位反應(yīng)。結(jié)構(gòu)（9）硫辛酸硫辛酸是少數(shù)不屬于維生素的輔酶。硫辛酸是6,8-二硫辛酸，有兩種形式，即硫辛酸（氧化型）和二氫硫辛酸（還原型）.3.2.2輔酶在酶促反應(yīng)中的作用特點(diǎn)輔酶在催化反應(yīng)過(guò)程中，直接參加了反應(yīng)。每一種輔酶都具有特殊的功能，可以特定地催化某一類型的反應(yīng)。同一種輔酶可以和多種不同的酶蛋白結(jié)合形成不同的全酶。一般來(lái)說(shuō)，全酶中的輔酶決定了酶所催化的類型（反應(yīng)專一性），而酶蛋白則決定了所催化的底物類型（底物專一性）。3.2.3酶分子中的金屬離子根據(jù)金屬離子與酶蛋白結(jié)合程度，可分為兩類：金屬酶和金屬激酶。在金屬酶中,酶蛋白與金屬離子結(jié)合緊密。如Fe2+/Fe3+、Cu+/Cu3、Zn2+、Mn2+、Co2

等。金屬酶中的金屬離子作為酶的輔助因子，在酶促反應(yīng)中傳遞電子，原子或功能團(tuán)。金屬酶中的金屬離子與配體金屬離子配體酶或蛋白

Mn2

咪唑丙酮酸脫氫酶Fe2+/Fe3+

卟啉環(huán)，咪唑，血紅素，含硫配體氧化-還原酶，過(guò)氧化氫酶Cu+/Cu2+

咪唑，酰胺細(xì)胞色素氧化酶Co2+

卟啉環(huán)變位酶Zn2+-NH3，咪唑，

碳酸酐酶，醇脫氫酶金屬激酶中的金屬離子激酶是一種磷酸化酶類，在ATP存在下催化葡萄糖，甘油等磷酸化。其中的金屬離子與酶的結(jié)合一般較松散。在溶液中，酶與這類離子結(jié)合而被激活。如Na+、K+、Mg2+、Ca2+

等。金屬離子對(duì)酶有一定的選擇性,某種金屬只對(duì)某一種或幾種酶有激活作用。3.3酶的結(jié)構(gòu)及催化作用機(jī)制

（一）酶分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)酶活性中心：酶分子上直接參與底物的結(jié)合并對(duì)其進(jìn)行催化的區(qū)域。結(jié)合部位Bindingsite酶分子中與底物結(jié)合的部位或區(qū)域一般稱為結(jié)合部位。酶分子中促使底物發(fā)生化學(xué)變化的部位稱為催化部位。通常將酶的結(jié)合部位和催化部位總稱為酶的活性部位或活性中心。結(jié)合部位決定酶的專一性，催化部位決定酶所催化反應(yīng)的性質(zhì)。催化部位catalyticsite

RNase-底物復(fù)合物主要包括：親核性基團(tuán)：絲氨酸的羥基，半胱氨酸的巰基和組氨酸的咪唑基。酶活性中心的必需基團(tuán)酸堿性基團(tuán)：門冬氨酸和谷氨酸的羧基，賴氨酸的氨基，酪氨酸的酚羥基，組氨酸的咪唑基和半胱氨酸的巰基等。酶活性中心的研究方法

(1)x—射線衍射法

(2)差示標(biāo)記法

(3)親和標(biāo)記法

(4)定位誘變法R

差示標(biāo)記法圖解A

BR+RRRRR*R*R+P-P

(a)(b)PPR用過(guò)量底物或過(guò)渡態(tài)類似物競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑將活性中心保護(hù)，然后用試劑R對(duì)酶活性中心以外的基團(tuán)進(jìn)行修飾，而后除去底物或抑制劑，再用放射性同位素的同種試劑R*與酶反應(yīng)，修飾活性基團(tuán)，測(cè)定同位素標(biāo)記的位置，即可確定活性部位的基團(tuán)。

親和標(biāo)記法

根據(jù)酶與底物特異結(jié)合的性質(zhì)，設(shè)計(jì)或合成一種含有反應(yīng)基團(tuán)的底物類似物作為活性部位基團(tuán)的標(biāo)記試劑。這種試劑象底物一樣進(jìn)入活性部位，接近結(jié)合位點(diǎn)，并以其活潑的化學(xué)基團(tuán)與活性部位的某一基團(tuán)共價(jià)結(jié)合，而指示出酶活性部位的特征。

定位誘變法

針對(duì)一些結(jié)構(gòu)資料比較齊全的酶，進(jìn)一步通過(guò)單誘變（改變一個(gè)氨基酸殘基）、雙誘變（改變兩個(gè)氨基酸殘基）或多誘變（系統(tǒng)地改變幾個(gè)相關(guān)的氨基酸殘基）。對(duì)所得到的誘變酶進(jìn)行系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)分析、x-射線衍射分析，并與野生型酶對(duì)比，來(lái)判斷被誘變氨基酸殘基在結(jié)合底物、催化底物反應(yīng)中所起的作用及機(jī)理。（二），酶作用高效率的機(jī)制

1，中間產(chǎn)物學(xué)說(shuō)

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)。酶促反應(yīng)：E+S===ES===ES

EPE+P反應(yīng)方向,即化學(xué)平衡方向,主要取決于反應(yīng)自由能變化G。而反應(yīng)速度快慢,則主要取決于反應(yīng)的活化能Ea。催化劑的作用是降低反應(yīng)活化能Ea,從而起到提高反應(yīng)速度的作用

2.活化能降低反應(yīng)過(guò)程中能的變化反應(yīng)歷程：E+S=ES*=ES=EX*=EP=EP*=E+P酶催化作用的本質(zhì)是酶的活性中心與底物分子通過(guò)短程非共價(jià)力(如氫鍵,離子鍵和疏水鍵等)的作用，形成E-S反應(yīng)中間物，其結(jié)果使底物的價(jià)鍵狀態(tài)發(fā)生形變或極化，起到激活底物分子和降低過(guò)渡態(tài)活化能作用。

3.鎖鑰學(xué)說(shuō)：認(rèn)為整個(gè)酶分子的天然構(gòu)象是具有剛性結(jié)構(gòu)的，酶表面具有特定的形狀。酶與底物的結(jié)合如同一把鑰匙對(duì)一把鎖一樣4.誘導(dǎo)契合學(xué)說(shuō)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，而只是由于底物的誘導(dǎo)才形成了互補(bǔ)形狀.(1)酸－堿催化酸-堿催化可分為狹義的酸-堿催化和廣義的酸-堿催化。酶參與的酸-堿催化反應(yīng)一般都是廣義的酸－堿催化方式。廣義酸－堿催化是指通過(guò)質(zhì)子酸提供部分質(zhì)子,或是通過(guò)質(zhì)子堿接受部分質(zhì)子的作用，達(dá)到降低反應(yīng)活化能的過(guò)程。（三）.酶催化反應(yīng)機(jī)制類型

廣義酸基團(tuán)廣義堿基團(tuán)（質(zhì)子供體）（質(zhì)子受體）

酶分子中可以作為廣義酸、堿的基團(tuán)His是酶的酸堿催化作用中最活潑的一個(gè)催化功能團(tuán)。(2)共價(jià)催化

催化劑通過(guò)與底物形成反應(yīng)活性很高的共價(jià)過(guò)渡產(chǎn)物，使反應(yīng)活化能降低，從而提高反應(yīng)速度的過(guò)程，稱為共價(jià)催化。酶中參與共價(jià)催化的基團(tuán)主要包括His的咪唑基，Cys

的硫基，Asp的羧基，Ser的羥基等。某些輔酶，如焦磷酸硫胺素和磷酸吡哆醛等也可以參與共價(jià)催化作用。

在酶促反應(yīng)中，底物分子結(jié)合到酶的活性中心，一方面底物在酶活性中心的有效濃度大大增加，有利于提高反應(yīng)速度；另一方面，由于活性中心的立體結(jié)構(gòu)和相關(guān)基團(tuán)的誘導(dǎo)和定向作用，使底物分子中參與反應(yīng)的基團(tuán)相互接近，并被嚴(yán)格定向定位，使酶促反應(yīng)具有高效率和專一性特點(diǎn)。（3）鄰基效應(yīng)和定向效應(yīng)例

咪唑和對(duì)-硝基苯酚乙酸酯的反應(yīng)是一個(gè)雙分子氨解反應(yīng).例

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，分子內(nèi)咪唑基參與的氨解反應(yīng)速度比相應(yīng)的分子間反應(yīng)速度大24倍。說(shuō)明咪唑基與酯基的相對(duì)位置對(duì)水解反應(yīng)速度具有很大的影響。(4)張力學(xué)說(shuō)這是一個(gè)形成內(nèi)酯的反應(yīng)。當(dāng)R＝CH3時(shí)，其反應(yīng)速度比R＝H的情況快315倍。由于-CH3體積比較大，與反應(yīng)基團(tuán)之間產(chǎn)生一種立體排斥張力，從而使反應(yīng)基團(tuán)之間更容易形成穩(wěn)定的五元環(huán)過(guò)渡狀態(tài)。

酶的活性中心部位，一般都含有多個(gè)起催化作用的基團(tuán)，這些基團(tuán)在空間有特殊的排列和取向，可以對(duì)底物價(jià)鍵的形變和極化及調(diào)整底物基團(tuán)的位置等起到協(xié)同作用，從而使底物達(dá)到最佳反應(yīng)狀態(tài)。（5）底物分子形變和扭曲+—水環(huán)境+—疏水環(huán)境（6）低電介微環(huán)境：酶在催化過(guò)程中，其活性中心為疏水環(huán)境，在這種環(huán)境中，電荷之間的作用力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于高電介環(huán)境，大大加強(qiáng)了酶的催化基團(tuán)與底物分子間的作用力，因而有利于降低反應(yīng)活化能。有機(jī)物的電介常數(shù)為7-10，而水的電介常數(shù)為80。(四)金屬離子催化作用

金屬離子可以和水分子的OH-結(jié)合，使水顯示出更大的親核催化性能。

提高水的親核性能

電荷屏蔽作用電荷屏蔽作用是酶中金屬離子的一個(gè)重要功能。多種激酶(如磷酸轉(zhuǎn)移酶)的底物是Mg2+－ATP復(fù)合物。

電子傳遞中間體

許多氧化-還原酶中都含有銅或鐵離子，它們作為酶的輔助因子起著傳遞電子的功能。

3.4酶促反應(yīng)的速度和影響因素在低底物濃度時(shí),反應(yīng)速度與底物濃度成正比，表現(xiàn)為一級(jí)反應(yīng)特征。當(dāng)?shù)孜餄舛冗_(dá)到一定值，幾乎所有的酶都與底物結(jié)合后，反應(yīng)速度達(dá)到最大值（Vmax），此時(shí)再增加底物濃度，反應(yīng)速度不再增加，表現(xiàn)為零級(jí)反應(yīng)。1，底物濃度對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響1）.米氏方程Km即為米氏常數(shù)，Vmax為最大反應(yīng)速度當(dāng)反應(yīng)速度等于最大速度一半時(shí),即V=1/2Vmax,Km=[S]上式表示,米氏常數(shù)是反應(yīng)速度為最大值的一半時(shí)的底物濃度。因此,米氏常數(shù)的單位為mol/L。米氏常數(shù)Km的意義不同的酶具有不同Km值，它是酶的一個(gè)重要的特征物理常數(shù)。Km值只是在固定的底物，一定的溫度和pH條件下，一定的緩沖體系中測(cè)定的，不同條件下具有不同的Km值。Km值表示酶與底物之間的親和程度：Km值大表示親和程度小，酶的催化活性低;Km值小表示親和程度大,酶的催化活性高。2）.米氏常數(shù)的求法

1Km11

=

+

V

Vmax[S]Vmax雙倒數(shù)作圖法斜率=Km/Vmax-1/Km1/Vmax2.pH的影響在一定的pH下,酶具有最大的催化活性,通常稱此pH為最適pH。3.溫度的影響一方面是溫度升高,酶促反應(yīng)速度加快。另一方面,溫度升高,酶的高級(jí)結(jié)構(gòu)將發(fā)生變化或變性，導(dǎo)致酶活性降低甚至喪失。因此大多數(shù)酶都有一個(gè)最適溫度。在最適溫度條件下,反應(yīng)速度最大。4抑制劑對(duì)酶活性的影響使酶的活性降低或喪失的現(xiàn)象，稱為酶的抑制作用。能夠引起酶的抑制作用的化合物則稱為抑制劑。酶的抑制劑一般具備兩個(gè)方面的特點(diǎn)：a.在化學(xué)結(jié)構(gòu)上與被抑制的底物分子或底物的過(guò)渡狀態(tài)相似。b.能夠與酶的活性中心以非共價(jià)或共價(jià)的方式形成比較穩(wěn)定的復(fù)合體或結(jié)合物。1）抑制劑的作用方式a.不可逆抑制抑制劑與酶反應(yīng)中心的活性基團(tuán)以共價(jià)形式結(jié)合，引起酶的永久性失活。如有機(jī)磷毒劑二異丙基氟磷酸酯。

b.可逆抑制抑制劑與酶蛋白以非共價(jià)方式結(jié)合，引起酶活性暫時(shí)性喪失。抑制劑可以通過(guò)透析等方法被除去，并且能部分或全部恢復(fù)酶的活性。根椐抑制劑與酶結(jié)合的情況，又可以分為兩類(1)競(jìng)爭(zhēng)性抑制某些抑制劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)與底物相似，因而能與底物競(jìng)爭(zhēng)與酶活性中心結(jié)合。當(dāng)抑制劑與活性中心結(jié)合后，底物被排斥在反應(yīng)中心之外，其結(jié)果是酶促反應(yīng)被抑制了。競(jìng)爭(zhēng)性抑制通?？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。競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用競(jìng)爭(zhēng)性抑制(2)非競(jìng)爭(zhēng)性抑制酶可同時(shí)與底物及抑制劑結(jié)合，引起酶分子構(gòu)象變化，并導(dǎo)至酶活性下降。由于這類物質(zhì)并不是與底物競(jìng)爭(zhēng)與活性中心的結(jié)合，所以稱為非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑。如某些金屬離子（Cu2+、Ag+、Hg2+）以及EDTA等，通常能與酶分子的調(diào)控部位中的-SH基團(tuán)作用，改變酶的空間構(gòu)象，引起非競(jìng)爭(zhēng)性抑制。非競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用非競(jìng)爭(zhēng)性抑制(3)反競(jìng)爭(zhēng)性抑制反競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用中，抑制劑只能與ES結(jié)合形成無(wú)活性三元復(fù)合物ESI而不能與游離酶結(jié)合。這種情況與競(jìng)爭(zhēng)性抑制相反，故稱反競(jìng)爭(zhēng)性抑制。反競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用可逆抑制作用的動(dòng)力學(xué)特征加入競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑后，Km變大，酶促反應(yīng)速度減小。1.競(jìng)爭(zhēng)性抑制無(wú)抑制劑競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑1/Vmax加入非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑后，Km雖然不變，但由于Vmax減小，所以酶促反應(yīng)速度也下降了。2.非競(jìng)爭(zhēng)性抑制無(wú)抑制劑非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑-1/km

3.反競(jìng)爭(zhēng)性抑制動(dòng)力學(xué)曲線

隨[I]的增加，Vmax和Km均降低，在簡(jiǎn)單系統(tǒng)少見(jiàn)，但在多元反應(yīng)系統(tǒng)中是常見(jiàn)的動(dòng)力模型。雙底物反應(yīng)動(dòng)力學(xué)酶按底物的分類：異構(gòu)酶：?jiǎn)蔚孜顰B裂合酶：?jiǎn)蜗騿蔚孜顰B+C水解酶：假單底物A-B+H2OAOH+BH氧化還原酶：雙底物AH2+BA+BH2

轉(zhuǎn)移酶：雙底物A+BXAx+B合成酶：三底物A+B+ATPAB+ADP+Pi雙底物反應(yīng)程序分兩類：①序列反應(yīng)機(jī)制

a.有序反應(yīng)：如乳酸脫氫酶催化乳酸脫氫，生成丙酮酸的反應(yīng)。LDH+NAD+LDHNAD++乳酸LDHNAD+乳酸LDHNADH丙酮酸LDHNADHLDH

丙酮酸NADHb.隨機(jī)反應(yīng)：指酶與底物結(jié)合的先后是隨機(jī)的。如肌酸激酶（CK）催化的反應(yīng)：

ATP+肌酸（C）ADP+磷酸肌酸（CP）②乒乓反應(yīng)機(jī)制：指各種底物不能同時(shí)與酶結(jié)合形成多元復(fù)合物。如轉(zhuǎn)氨酶催化的反應(yīng)。

GPT-磷酸吡哆醛-丙氨酸

GPT-磷酸吡哆胺-丙酮酸

GPT-磷酸吡哆胺-α酮戊二酸

GPT-磷酸吡哆醛-谷氨酸CK丙酮酸α-酮戊二酸一、別構(gòu)酶活性調(diào)節(jié):結(jié)構(gòu)：多亞基，兩中心（活性中心、調(diào)節(jié)中心）3.5酶活性調(diào)節(jié)活性中心調(diào)節(jié)中心別構(gòu)效應(yīng)：調(diào)節(jié)因子與別構(gòu)酶調(diào)節(jié)中心結(jié)合后，使酶分子的構(gòu)象得到穩(wěn)定或發(fā)生變化，從而使酶的活性得到穩(wěn)定或發(fā)生變化，這種效應(yīng)叫別構(gòu)效應(yīng)。

調(diào)節(jié)效應(yīng)：正調(diào)節(jié)，負(fù)調(diào)節(jié)

調(diào)節(jié)物：底物—同促效應(yīng)其它分子—異促效應(yīng)多數(shù)別構(gòu)酶具有同異促效應(yīng)。

協(xié)同效應(yīng)：底物與一個(gè)亞基結(jié)合后，會(huì)影響后續(xù)亞基對(duì)底物的親和力的現(xiàn)象。

正協(xié)同效應(yīng)：底物與一個(gè)亞基結(jié)合后，會(huì)增加后續(xù)亞基對(duì)底物的親和力，即酶對(duì)底物的親和力是迅速增加的。

負(fù)協(xié)同效應(yīng)：底物與一個(gè)亞基結(jié)合后，會(huì)減小后續(xù)亞基對(duì)底物的親和力，即酶對(duì)底物的親和力是迅速減小的。v[S]50動(dòng)力學(xué)曲線：

S型[S]v5090%10%0.1139非別構(gòu)酶別構(gòu)酶

v=10%[S]=0.11[S]=3v=90%[S]=9[S]=9

比值813優(yōu)點(diǎn)：[S]變化小，V變化大作用：作為代謝途徑中的調(diào)節(jié)酶類別構(gòu)機(jī)理：序變模型SSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSS高活性低活性SS齊變模型例

E.coli

天冬氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶（aspartate

transcarbamylase,ATCase）

3.別構(gòu)酶舉例氨甲酰磷酸天冬氨酸三磷酸胞苷氨甲酰天冬氨酸

E.coli的ATCase的亞基排列ATCase半分子（C3R3)的結(jié)構(gòu)

ATCase催化鏈的別構(gòu)過(guò)渡作用

酶分子在別的酶的催化下共價(jià)結(jié)合或脫去一個(gè)基團(tuán)，使酶分子的活性產(chǎn)生或者喪失，這種調(diào)節(jié)方式叫共價(jià)修飾調(diào)節(jié)，這種酶叫共價(jià)修飾調(diào)節(jié)酶。如：糖原磷酸化酶催化的反應(yīng)為：糖原+PiG—1—PPPPP4ATP4ADP4Pi糖原磷酸化酶激酶糖原磷酸化酶磷酸酶b型無(wú)活性a型有活性二、共價(jià)修飾調(diào)節(jié)酶真核生物的共價(jià)修飾方式主要是磷酸化/脫磷酸化，修飾以后有的酶為活性狀態(tài)，而有的酶為無(wú)活性狀態(tài)。糖原磷酸化酶是磷酸化后有活性，丙酮酸脫羧酶是脫磷酸化有活性。原核生物的共價(jià)修飾方式主要為腺苷化/脫腺苷化。它有12個(gè)亞基，由ATP供給腺苷?；?，腺苷化后，酶活性降低，脫腺苷化后，酶活性升高。谷氨酸+ATP+NH3

谷氨酰胺+ADP+Pi12ATP12Pi×312AAAAAAAAAAAAA活性高活性低酶1酶2如：大腸桿菌谷氨酰胺合成酶，它催化的反應(yīng)為：

概念：催化反應(yīng)相同，結(jié)構(gòu)性質(zhì)不同的一類酶

產(chǎn)生原因：不同的基因產(chǎn)生不同的肽，如酶是單體酶，則每個(gè)肽就是一個(gè)同工酶，或者酶是多亞基的，不同亞基相互組合，就形成了不同的同工酶，如：乳酸脫氫酶，由兩個(gè)基因（H、M）指導(dǎo)合成，則有H、M兩種亞基，他們之間相互組合，就會(huì)出現(xiàn)五種同工酶。應(yīng)用：基因、遺傳、發(fā)育、雜種優(yōu)勢(shì)檢測(cè)：電泳。H亞基M亞基H4H3M1H2M2HM3M4

三、同工酶

酶的多種形式

產(chǎn)生的原因舉例1.多基因決定的酶蛋白細(xì)胞質(zhì)和線粒體的蘋果酸脫氫酶2.由兩條或兩條以上多肽鏈乳酸脫氫酶的雜聚體以非共價(jià)結(jié)合的雜聚體3.遺傳變遺體（等位基因酶）人類葡萄糖-6-磷酸脫氫酶4.結(jié)合的或衍生的酶蛋白

a．與其它基團(tuán)結(jié)合的磷酸化酶

b．由單一多肽鏈衍生的胰蛋白酶原→胰蛋白酶5.由單一亞單位組成的多聚體分子量1×106和2.5×106的谷氨酸脫氫酶6構(gòu)象改變酶別構(gòu)效應(yīng)引起的構(gòu)象改變

同工酶的分類

(1)原級(jí)同工酶（primaryisoenzyme）多基因位點(diǎn)（multiplegeneticlocus）同工酶復(fù)等位基因（multiplealleles）同工酶(2)次級(jí)同工酶（secondaryisoenzyme）同工酶的生物學(xué)意義

(1)同工酶與遺傳

(2)同工酶與個(gè)體發(fā)育

(3)同工酶與代謝調(diào)節(jié)同工酶的鑒定

(1)不同類型同工酶的性質(zhì)區(qū)別

(2)同工酶類型的生化鑒定

不同類型同工酶的區(qū)別

原級(jí)同工酶性質(zhì)

多基因座復(fù)等位基因次級(jí)同工酶同一種酶表面電荷

不同常不同常不同相同熱穩(wěn)定性不同不同或接近不同或接近相同動(dòng)力學(xué)性質(zhì)不同常不同常相同相同免疫學(xué)性質(zhì)不同，可雜交常雜交常相同相同分子量不同，常接近幾乎相同不同或接近相同粗酶樣

一級(jí)結(jié)構(gòu)分析

肽譜分析

末端分析亞基分離同工酶分離純化酶帶分子量測(cè)定電泳酶譜分析選擇性抑制和激活實(shí)驗(yàn)分子量測(cè)定免疫化學(xué)分析同工酶類型的生化鑒定重組和雜交氨基酸分析動(dòng)力學(xué)分析

酶譜帶熱穩(wěn)定性分析同工酶的應(yīng)用

(1)為從分子水平研究生物進(jìn)化和個(gè)體發(fā)育提供理論依據(jù)

(2)作為物種生理性狀和遺傳的標(biāo)記

(3)用于臨床診斷

概念：在酶的催化下，無(wú)活性的酶的前體（酶原）轉(zhuǎn)變?yōu)橛谢钚悦傅倪^(guò)程。如：胰蛋白酶原的激活過(guò)程。四、酶原激活

激活機(jī)理：在酶的催化下，切去酶原多余的肽段，使之成為有活性的酶。原因：形成酶的活性中心。生物學(xué)意義：保護(hù)產(chǎn)生酶原的組織，是生物自我保護(hù)的一種方法；也是酶活性的一種調(diào)節(jié)方式。腸激酶胰蛋白酶原胰蛋白酶酶原輸送管道酶產(chǎn)生部位