第三章-酶的講解

商洛職業(yè)技術學院教案教案首頁課程名稱生物化學序次6專業(yè)班級2009級護理授課教師王文玉職稱副教授類型理論學時2授課題目(章,節(jié))第三章酶第四節(jié)影響酶催化作用的因素第五節(jié)酶的分類與命名第六節(jié)酶與醫(yī)學教學目的與要求1.掌握底物濃度對酶促反應速度的影響，Km與Vmax的意義。2.熟悉酶濃度對酶促反應速度的影響。3.了解激活劑對酶催化作用的影響。4.掌握抑制劑對酶促反應的影響。5.熟悉溫度、pH對酶促反應的影響。6.熟悉酶與醫(yī)學的關系。教學重點1.底物濃度對酶促反應速度的影響，Km與Vmax2.抑制劑對酶催化作用的影響。教學難點1.底物濃度對酶促反應速度的影響2.競爭性抑制與非競爭抑制教學方法和手段課堂講述和多媒體教學相結合復習內容B族維生素與輔酶的關系（5分鐘）。使用教材全國醫(yī)藥類高職高專“十二五”規(guī)劃教材《生物化學》邱烈王文玉主編，第四軍醫(yī)大學衛(wèi)生出版社，2010年1月第1版。實驗指導為本校自編《生物化學實驗指導》。教案續(xù)頁基本內容輔助手段和時間分配第四節(jié)影響酶催化作用的因素影響酶促反應速度的因素主要有底物濃度、酶濃度、pH、溫度、激活劑和抑制劑等。當研究某一因素對酶促反應速度的影響時，應保持反應體系中的其他因素不變，單獨變動待研究的因素。酶促反應速度通常是指酶促反應的初速度，此時反應近乎單向進行。一、底物濃度對反應速度的影響底物濃度對酶促反應的影響呈矩形雙曲線關系。1.當[S]較低時，增加底物濃度，反應速度隨[S]的增加而增加，兩者呈正比關系。2.隨著[S]濃度進一步增加，反應速度不再呈正比例增加，增加的幅度逐漸變小。3.當[S]增加到一定程度時，繼續(xù)增加[S]，反應速度不再增加，達到最大。此反應速度稱為最大反應速度。這種現(xiàn)象可用中間產物學說解釋。在酶促反應中產物的生成量與中間產物的濃度呈正比。凡能使酶活性降低而不引起酶蛋白變性的物質統(tǒng)稱為酶的抑制劑(I)。其抑制作用可分為不可逆性抑制與可逆性抑制兩類。不可逆性抑制此類抑制劑與酶活性中心上的必需基團以共價鍵結合，使酶失去活性，用透析、超濾等方法不能將其去除，酶活性難以恢復。這種抑制作用稱為不可逆抑制。例如農藥1059、敵百蟲、敵敵畏等有機磷化合物能特異地與膽堿酯酶活性中心絲氨酸殘基的羥基結合，使酶失活。造成乙酰膽堿在體內積蓄，出現(xiàn)膽堿能神經過度興奮而出現(xiàn)一系列中毒癥狀。解磷定能與有機磷殺蟲劑結合，使膽堿酯酶游離而恢復活性。低濃度的重金屬離子Hg2＋、Ag＋等及As3＋能與酶分子的巰基共價結合，使酶失活。化學毒氣——路易士氣是一種含砷的化合物，能抑制體內巰基酶而引起人蓄中毒。二巰基丙醇或二巰基丁二酸分子中含有2個巰基，可與毒劑結合，使巰基酶的活性恢復而進行解毒。可逆性抑制此類抑制劑以非共價鍵與酶或酶-底物結合可逆性結合，使酶活性降低或喪失，用透析或超濾等方法能去除以直接，使酶恢復活性。1.競爭性抑制概念：抑制劑和底物的結構相似，可與底物競爭同一酶的活性中心，從而阻礙酶與底物結合，使酶促反應速度減慢，這種抑制稱競爭性抑制。特點：（1）I與S的結構相似，兩者競爭同一酶的活性中心。（2）I與酶的活性中心結合后，酶不能發(fā)揮催化作用。（3）可通過增大[S]減弱或解除抑制。（4）Vmax不變，Km增大。原理：磺胺類藥物對某些細菌的抑制作用即是典型代表。根據(jù)競爭性抑制作用的特點，服用磺胺類藥物時必須保持血液中藥物的濃度遠遠大于對氨基苯甲酸的濃度，以達到有效的抑菌作用。對氨基苯甲酸磺胺類藥物許多抗代謝物如抗癌藥氨甲蝶呤（MTX）、5-氟尿嘧啶（5-FU）、6-巰基嘌呤（6-MP）等，都是相應酶的競爭性抑制劑，均通過競爭性抑制作用達到治療目的。2.非競爭性抑制概念：抑制劑與底物的結構不相似，不與底物競爭酶的活性中心，而是與酶的活性中心以外的必需基團結合，使酶活性降低，這種抑制稱為非競爭性抑制。特點：（1）抑制劑結構與底物的分子結構不相似。（2）抑制劑與酶活性中心外的必需基團結合。（3）抑制作用的強弱取決于[I]，不能通過增加[S]減弱或解除抑制。（4）Vmax降低，Km不變。ES轉變?yōu)楫a物的量減少，同時也使酶不能從中間產物中游離出第五節(jié)酶的分類與命名一、酶的分類根據(jù)國際酶學委員會（IEC）的規(guī)定，按照酶促反應性質酶可分為6大類：1．氧化還原酶類2．轉移酶類3．水解酶類4．裂解酶類5．異構酶類6．合成酶類（或連接酶類）國際酶學委員會還根據(jù)酶所催化的化學鍵的特點和參加反應的基團的不同，將上述每一大類又進一步分為亞類、亞亞類。每種酶的分類編號均由4個數(shù)字組成，數(shù)字前冠以EC。編號中第1個數(shù)字表示該酶屬于哪一大類酶；第2個數(shù)字表示該酶屬于哪一亞類；第3個數(shù)字表示亞-亞類；第四個數(shù)字是此酶在亞-亞類中的排序。每個數(shù)字之間用“?”分隔。如乳酸脫氫酶的編號為1?1?1?27。二、酶的命名1.習慣命名法根據(jù)酶催化的底物、反應性質以及酶的來源命名。習慣命名法簡單，使用時間長，但缺乏系統(tǒng)性。2.系統(tǒng)命名法國際酶學委員會以酶的分類為依據(jù)于1961年提出了系統(tǒng)命名法。規(guī)定每一種酶均有一個系統(tǒng)名稱。它標明了酶的所有底物與反應性質，底物名稱之間用“：”分隔。系統(tǒng)命名法雖然合理，但名稱過長，過于復雜。為了應用方便，國際酶學委員會又從每種酶的數(shù)個習慣名稱中選定一個簡便實用的推薦名稱。第六節(jié)酶與醫(yī)學一、酶與疾病的發(fā)生1.遺傳性疾病至今已發(fā)現(xiàn)數(shù)千種先天性代謝病是由于遺傳性酶缺陷引起的。如酪氨酸酶缺乏會引起白化病。2.中毒性疾病酶活性受抑制也將引起疾病。如有機磷農藥中毒是由于膽堿酯酶活性受抑制所致；氰化物中毒是由于細胞色素氧化酶受抑制所致。二、酶與疾病的診斷1．某些組織器官受損造成細胞破壞或細胞膜通透性增高，使細胞內某些酶大量釋放入血。如急性肝炎時，血清丙氨酸氨基轉移酶活性升高；急性胰腺炎時，血清和尿中淀粉酶活性升高。2．細胞的轉換率或細胞的增殖增快使其特異的標志性酶釋放入血。如前列腺癌患者血中酸性磷酸酶活性增加。3.酶的合成增加或清除受阻。如佝僂病患者，成骨細胞活性增強，合成堿性磷酸酶增加；肝硬化時血清堿性磷酸酶不能及時清除，膽管阻塞時該酶不能及時排泄，均引起血清中該酶活性增高。4．酶的合成障礙或活性受抑制。如肝功能嚴重受損時，凝血酶原、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ等凝血因子合成減少，血中的含量降低；有機磷酸農藥中毒時，紅細胞中膽堿酯酶活性降低。三、酶與疾病的治療臨床上許多藥物對疾病的治療時通過抑制生物體內某些酶的活性來發(fā)揮作用的。如6-巰基嘌呤、5-氟尿嘧啶等抑制核酸代謝途徑中相關酶的活性，從而達到抑制腫瘤細胞增殖的目的。前述磺胺類藥物就是抑制了敏感菌體內的二氫葉酸合成酶而達到治療目的。酶還可作為藥物用于臨床治療。如幫助消化的藥物胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰淀粉酶等；用于消炎的藥物溶菌酶、菠蘿蛋白酶等；防止血栓形成以及溶解血栓的藥物鏈激酶、尿激酶和纖溶酶等。然而酶是蛋白質，有抗原性，因此酶作為藥物在應用上受到一定限制。四、酶與醫(yī)學研究1.作為試劑用于臨床檢驗檢測體液中某些化學成分和酶活性的改變，從而幫助診斷某些疾病。2.作為工具酶用于科研17分鐘幻燈片：底物濃度對酶促反應速度的影響幻燈片：米氏方程及Km值3分鐘5分鐘溫度對酶促反應速度的影響5分鐘幻燈片：pH對酶促反應速度的影響5分鐘20分鐘幻燈片：有機磷農藥對膽堿酯酶活性抑制反應式幻燈片：有機磷農藥對膽堿酯酶活性抑制反應式路易士氣對巰基酶的抑制幻燈片：競爭性抑制的概念、反應過程及特點磺胺類藥物的作用機制幻燈片：非競爭抑制的概念、機制及特點反競爭抑制的概念、機制及特點10分鐘酶的分類幻燈片：一些酶的命名舉例。5分鐘10分鐘教案末頁小結10分鐘底物對反應速度德影響呈矩形雙曲線的關系，可用米氏方程式表示。Km為酶促反應速度為最大反應速度一半時的底物濃度，Km值可用來表示酶對底物的親和力和用來判斷酶的天然底物或最適底物。酶促反應速度最快時的環(huán)境溫度稱酶的最適溫度。在某一pH時，酶活性最大，此環(huán)境pH稱酶的最適pH。凡能使酶從無活性變?yōu)橛谢钚曰蚴姑富钚栽黾拥奈镔|稱酶的激活劑。凡能使酶活性下降而不引起酶蛋白變性的物質統(tǒng)稱酶的抑制劑，其抑制作用可分為不可逆性抑制與可逆性抑制?？赡嫘砸种谱饔冒ǜ偁幮砸种?、非競爭性抑制和反競爭性抑制。酶與醫(yī)學關系非常密切。酶的異常引起許多疾病，血清酶的測定可協(xié)助診斷疾病。復習思考題及作業(yè)題1.名詞解釋競爭性抑制非競爭性抑制酶的最適溫