usmle相關(guān)二酶濃度對(duì)反應(yīng)速度影響

二、酶濃度對(duì)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(shí)，Vmax

=k3

[E]酶濃度對(duì)反應(yīng)速度的影響三、溫度對(duì)反應(yīng)速度的影響一般來(lái)說(shuō)，酶促反應(yīng)速度隨溫度的增高而加快。但當(dāng)溫度增加達(dá)到某一點(diǎn)后，由于酶蛋白的熱變性作用，反應(yīng)速度迅速下降，直到完全失活。酶促反應(yīng)速度隨溫度升高而達(dá)到一最大值時(shí)的溫度就稱為酶的最適溫度(optimum

temperature)。溫度對(duì)淀粉酶活性的影響酶的最適溫度與實(shí)驗(yàn)條件有關(guān)，因而它不是酶的特征性常數(shù)。低溫時(shí)由于活化分子數(shù)目減少，反應(yīng)速度降低，但溫度升高后，酶活性又可恢復(fù)。四、pH對(duì)反應(yīng)速度的影響觀察pH對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響，通常為一“鐘形”曲線，即pH過(guò)高或過(guò)低均可導(dǎo)致酶催化活性的下降。酶催化活性最高時(shí)環(huán)境pH值就稱為酶的最適pH(optimum

pH)。pH對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響pH對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響人體內(nèi)大多數(shù)酶的最適pH在6.5～8.0之間。酶的最適pH不是酶的特征性常數(shù)。pH對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響，其原因主要是由于pH的改變導(dǎo)致了酶的催化基團(tuán)以及底物分子的解離狀態(tài)改變或者導(dǎo)致了酶蛋白的變性。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)有選擇性抑制劑對(duì)酶反應(yīng)的影響

有些物質(zhì)能與酶分子上某些必須基團(tuán)結(jié)合（作用),使酶的活性中心的化學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變，導(dǎo)致酶活力下降或喪失，這種現(xiàn)象稱為酶的抑制作用。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。抑制作用的類(lèi)型根據(jù)抑制劑和酶結(jié)合的緊密程度不同，酶的抑制作用分為：不可逆性抑制

(irreversible

inhibition)可逆性抑制

(reversible

inhibition)：競(jìng)爭(zhēng)性抑制(competitive

inhibition)非競(jìng)爭(zhēng)性抑制(petitive

inhibition)反競(jìng)爭(zhēng)性抑制(petitive

inhibition)(一)

不可逆性抑制作用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。舉例有機(jī)磷化合物

fi

羥基酶解毒------解磷定(PAM)重金屬離子及砷化合物

fi

巰基酶解毒------二巰基丙醇(BAL)抑制劑與酶分子的必需基團(tuán)共價(jià)結(jié)合引起酶活 性的抑制，且不能采用透析等簡(jiǎn)單方法使酶活 性恢復(fù)的抑制作用就是不可逆抑制作用。[E]n[I]（一）不可逆抑制作用：酶的不可逆抑制作用分為：專一性抑制(如有機(jī)磷農(nóng)藥對(duì)膽堿酯酶的抑制)；有機(jī)磷化合物

fi

羥基酶解毒------解磷定(PAM)非專一性抑制(如路易士氣對(duì)巰基酶的抑制)重金屬離子及砷化合物

fi

巰基酶解毒------二巰基丙醇(BAL)ESSAsCH

CHCl

+CH2SHCHSHCH2

OHESHSH+CH2SCHSCH2OHAsCH

CHClR

OR'

OPOX+HO

ER

OR'

OPOOE+HXClClAs

CH

CHCl+ESHSHESSAs

CH

CHCl+2HCl有機(jī)磷化合物路易士氣失活的酶羥基酶失活的酶酸巰基酶失活的酶酸BAL巰基酶BAL與砷劑結(jié)合物（二）可逆性抑制作用*概念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。*類(lèi)型競(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。反應(yīng)模式EIE

+

S+IES E

+

PIS+++EESIESEIEP*特點(diǎn)a)

I與S結(jié)構(gòu)類(lèi)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 及底物濃度；動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)：

Vmax不變，表 觀Km增大。抑制劑↑無(wú)抑制劑1/V1/[S]V

[S]maxKiV=[I]Km

(1+

)+[S]VKmVmax1Vmax1

=(1+

[I]

)

1

+Ki

[S]*舉例C

O

O

HC

H

2C

H

2C

O

O

HCOOHCH2COOH丙二酸丙二酸與琥珀酸競(jìng)爭(zhēng)琥珀酸脫氫酶琥珀酸脫氫酶琥珀酸 延胡索酸FAD

FADH2磺胺類(lèi)藥物的抑菌機(jī)制與對(duì)氨基苯甲酸競(jìng)爭(zhēng)二氫葉酸合成酶二氫蝶呤啶＋對(duì)氨基苯甲酸＋谷氨酸二氫葉酸合成酶二氫葉酸H2N

COOHH2N

SO2NHR磺胺類(lèi)藥物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。*反應(yīng)模式E+P+

SS+

SS+ESIEIEESEPE+S+IEI+SEISES+I*特點(diǎn)a)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；b)

抑制程度取決于抑制劑的濃度；c)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VKmVmax1Vmax1

=(1+

[I]

)

1

+Ki

[S](1+

[I]

)Ki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。*反應(yīng)模式E+SES

E+P+IESI++ESESESIEP*特點(diǎn)：a)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。1/V1/[S]抑制劑↑無(wú)抑制劑?三種可逆性抑制作用的比較競(jìng)爭(zhēng)性 非競(jìng)爭(zhēng)性 反競(jìng)爭(zhēng)性抑制 抑制 抑制無(wú)抑制劑E與I結(jié)合的組分表觀Km最大速度KmVm增大不變不變

減小降低

降低E、ESES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)。種類(lèi)必需激活劑(essential

activator)非必需激活劑(non-essential

activator)第四節(jié)酶的調(diào)節(jié)The

Regulation

of

Enzyme調(diào)節(jié)對(duì)象----關(guān)鍵酶調(diào)節(jié)方式酶活性的調(diào)節(jié)（快速調(diào)節(jié)）酶含量的調(diào)節(jié)（緩慢調(diào)節(jié)）—、酶活性的調(diào)節(jié)（一）酶原與酶原的激活酶原(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。酶原激活的機(jī)理酶原在特定條件下一個(gè)或幾個(gè)特定的肽鍵斷裂，水解掉一個(gè)或幾個(gè)短肽分子構(gòu)象發(fā)生改變形成或暴露出酶的活性中心纈天天天天賴SS組46纈異甘組絲SS腸激酶

胰蛋白酶纈天天天天賴異纈甘絲183S

S活性中心S

S胰蛋白酶原的激活過(guò)程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。（二）變構(gòu)酶1.

變構(gòu)調(diào)節(jié)(allosteric

regulation)變構(gòu)酶(allosteric

enzyme)變構(gòu)部位(allosteric

site)變構(gòu)效應(yīng)劑(allosteric

effector)變構(gòu)激活劑變構(gòu)抑制劑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)。具有變構(gòu)調(diào)節(jié)作用的酶就稱為變構(gòu)酶(allostericenzyme)。凡能使酶分子變構(gòu)并使酶的催化活性發(fā)生改變的代謝物就稱為變構(gòu)劑(allosteric

effector)。變構(gòu)調(diào)節(jié)的機(jī)制：變構(gòu)酶一般是多亞基構(gòu)成的聚合體，一些亞基為催化亞基，另一些亞基為調(diào)節(jié)亞基。當(dāng)調(diào)節(jié)亞基或調(diào)節(jié)部位與變構(gòu)劑結(jié)合后，就可導(dǎo) 致酶的空間構(gòu)象發(fā)生改變，從而導(dǎo)致酶的催化活 性中心的構(gòu)象發(fā)生改變而致酶活性的改變。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)[S]變構(gòu)酶的Ｓ形曲線V變構(gòu)激活無(wú)變構(gòu)效應(yīng)劑變構(gòu)抑制變構(gòu)酶的解聚與聚合C——催化亞基R——調(diào)節(jié)亞基酶的變構(gòu)調(diào)節(jié)作用2．協(xié)同效應(yīng)：當(dāng)變構(gòu)酶的一個(gè)亞基與其配體（底物或變 構(gòu)劑）結(jié)合后，能夠通過(guò)改變相鄰亞基的 構(gòu)象而使其對(duì)配體的親和力發(fā)生改變，這 種效應(yīng)就稱為變構(gòu)酶的協(xié)同效應(yīng)。如果對(duì)相鄰亞基的影響是導(dǎo)致其對(duì)配體 的親和力增加，則稱為正協(xié)同效應(yīng)；反 之，則稱為負(fù)協(xié)同效應(yīng)。如果是同種配體所產(chǎn)生的影響，則稱為 同促協(xié)同效應(yīng)。如果是不同配體之間產(chǎn) 生的影響則稱為異促協(xié)同效應(yīng)。觀察變構(gòu)酶的底物濃度對(duì)酶促反應(yīng)速度 影響時(shí)，可發(fā)現(xiàn)ν～[S]為一“S”形曲線。 這是由于底物對(duì)變構(gòu)酶存在同促正協(xié)同 效應(yīng)。普通酶變構(gòu)酶當(dāng)存在異促正協(xié)同效應(yīng)時(shí)，“S”形曲線左 移，酶促反應(yīng)速度加快；當(dāng)存在異促負(fù)協(xié) 同效應(yīng)時(shí)，“S”形曲線右移，酶促反應(yīng)速 度減慢。3.

變構(gòu)調(diào)節(jié)的方式：變構(gòu)酶通常為代謝途徑的起始關(guān)鍵酶，而變構(gòu)劑則為代謝途徑的終產(chǎn)物。因此，變構(gòu)劑一般以反饋(feedback)方式對(duì)代謝途徑的起始關(guān)鍵酶進(jìn)行調(diào)節(jié)，最常見(jiàn)的為負(fù)反饋調(diào)節(jié)。4．變構(gòu)調(diào)節(jié)的特點(diǎn)：⑴酶活性的改變通過(guò)酶分子構(gòu)象的改變而實(shí)現(xiàn)；⑵酶的變構(gòu)僅涉及非共價(jià)鍵的變化；⑶調(diào)節(jié)酶活性的因素為代謝物；⑷為一非耗能過(guò)程；⑸無(wú)放大效應(yīng)。（三）酶的共價(jià)修飾調(diào)節(jié)共價(jià)修飾(covalent

modification)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。常見(jiàn)類(lèi)型磷酸化與脫磷酸化（最常見(jiàn)）乙?；兔撘阴；谆兔摷谆佘栈兔撓佘栈璖H與－S－S互變共價(jià)修飾調(diào)節(jié)的方式：共價(jià)修飾調(diào)節(jié)一般與激素的調(diào)節(jié)相聯(lián)系，其調(diào)節(jié)方式為級(jí)聯(lián)反應(yīng)(cascadereaction)。激素（胰高血糖素、腎上腺素等）+

受體PKA(無(wú)活性)PKA(有活性)糖原合酶糖原合酶-P磷酸化酶b磷酸化酶a-P腺苷酸環(huán)化酶

腺苷酸環(huán)化酶（有活性）（無(wú)活性）ATP

cAMP↑磷酸化酶b激酶磷酸化酶b激酶-P共價(jià)修飾酶的級(jí)聯(lián)反應(yīng)共價(jià)修飾調(diào)節(jié)的特點(diǎn)：⑴酶以兩種不同修飾和不同活性的形式存在；⑵有共價(jià)鍵的變化；⑶受其他調(diào)節(jié)因素（如激素）的影響；⑷一般為耗能過(guò)程；⑸存在放大效應(yīng)。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ThrSerTyr2--O-PO3酶蛋白二、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)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）（二）酶降解的調(diào)控與一般蛋白質(zhì)降解途徑相同（一）酶蛋白合成的調(diào)節(jié)：酶蛋白的合成速度通常通過(guò)一些誘導(dǎo)劑或阻遏劑來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。凡能促使基因轉(zhuǎn)錄增強(qiáng)，從而使酶蛋白 合成增加的物質(zhì)就稱為誘導(dǎo)劑；反之， 則稱為阻遏劑。代謝物的調(diào)節(jié)：酶的底物對(duì)酶蛋白的合成具有誘導(dǎo)作用，如精 氨酸對(duì)精氨酸酶合成的誘導(dǎo)，大腸桿菌中乳糖 對(duì)乳糖代謝酶的誘導(dǎo)等。代謝終產(chǎn)物對(duì)酶的合成有阻遏作用，如膽固醇 對(duì)膽固醇合成代謝的關(guān)鍵酶——HMG-CoA還 原酶的合成有阻遏作用。激素的調(diào)節(jié)：激素是影響酶蛋白合成的最重要的因素。如：胰島素可以誘導(dǎo)糖酵解的關(guān)鍵酶的合成， 同時(shí)也可阻遏糖異生關(guān)鍵酶的合成，促進(jìn)葡萄 糖的氧化分解。（二）酶蛋白降解的調(diào)節(jié)：通過(guò)調(diào)節(jié)酶的降解速度以控制酶的活性。如饑餓時(shí)，精氨酸酶降解減慢，故酶活性增高，有利于氨基酸的分解供能。乙酰

CoA羧化酶降解加快，酶活性降低，抑制脂肪合成。第五節(jié)酶的命名與分類(lèi)The

Naming

and

Classification

of

Enzyme一、酶可根據(jù)其催化的反應(yīng)類(lèi)型予以分類(lèi)根據(jù)酶反應(yīng)的類(lèi)型，酶可分為六大類(lèi)，其排序如下:氧化還原酶類(lèi)(oxidoreductases)轉(zhuǎn)移酶類(lèi)(transferases)水解酶類(lèi)(hydrolases)裂解酶類(lèi)(lyases)異構(gòu)酶類(lèi)(isomerases)合成酶類(lèi)(synthetases,

ligases)二、每一種酶均有其系統(tǒng)名稱和推薦名稱系統(tǒng)名稱(systematic

name)推薦名稱(mended

name)酶的分類(lèi)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乙醛+NADH+乙醇：NAD+氧化還原EC乙醇脫氫類(lèi)H+酶1.1.1.1酶轉(zhuǎn)移酶類(lèi)草酰乙酸+L-谷氨酸L-天冬氨酸：a-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(lèi)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(lèi)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(lèi)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(lèi)L-谷氨酰胺+ADP+磷酸L-谷氨酸：氨連接酶EC6.3.1.2谷氨酰胺合成酶一些酶的分類(lèi)與命名第六節(jié)酶與醫(yī)學(xué)的關(guān)系The

Relationof

Enzyme

and

Medicine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)許多疾病的診斷酶活性測(cè)定和酶活性單位是定量酶的基礎(chǔ)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。國(guó)際單位(IU)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。催量單位(katal)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：

1

IU=16.67×10-9

kat2．血清酶對(duì)某些疾病的診斷具有更重要的價(jià)值酶水平的改變血清酶病毒性肝炎膽管阻塞肌營(yíng)養(yǎng)不良急性心肌梗死急性胰腺炎腫瘤轉(zhuǎn)移到肝

骨其他膽堿酶酯flfl-或fl---flfl-有機(jī)磷化合物中毒丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶????-或?-或?-

?-天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶???????-

??-堿性磷酸酶????

---??

???骨疾病，骨折酸性磷酸酶----

-

-

-或?

前列腺癌乳酸脫氫酶??????

-

???

-或?

巨幼紅細(xì)胞性貧血肌酸激酶--?????

-

-

-脂酶----

???

-

-

小腸穿孔淀粉酶----

???

-

-

小腸穿孔g-谷氨酰轉(zhuǎn)移酶????--

-

??

-（三）酶和某些疾病的治療關(guān)系密切許多藥物可通