1、三、酶催化的特點(diǎn)三、酶催化的特點(diǎn) 1 1 酶的催化效率極高酶的催化效率極高 2 2 具有高度的專一性具有高度的專一性 3 3 反應(yīng)條件溫和反應(yīng)條件溫和 4 4 酶的活性是受調(diào)節(jié)控制的酶的活性是受調(diào)節(jié)控制的 5 5 酶是活細(xì)胞中產(chǎn)生的酶是活細(xì)胞中產(chǎn)生的 , ,有胞外酶和胞外酶之分有胞外酶和胞外酶之分例例 2H2O22H2O+O2 反反 應(yīng)應(yīng)活化能活化能非催化反應(yīng)非催化反應(yīng)75.24kJ/mol鈀催化反應(yīng)鈀催化反應(yīng)48.9kJ/molH2O2酶催化酶催化8.36kJ/mol第二節(jié)第二節(jié) 酶的分類與命名酶的分類與命名1961年國(guó)際酶學(xué)委員會(huì)（年國(guó)際酶學(xué)委員會(huì)（enzyme commission，EC

2、）提）提出的酶的命名和分類方法。出的酶的命名和分類方法。1992年國(guó)際生化協(xié)會(huì)（年國(guó)際生化協(xié)會(huì)（IUB）出版的）出版的酶的命名酶的命名指出了指出了已發(fā)現(xiàn)的已發(fā)現(xiàn)的3000多種酶。多種酶。根據(jù)酶催化反應(yīng)的類型，將酶分為根據(jù)酶催化反應(yīng)的類型，將酶分為6類類：1 氧化還原酶類氧化還原酶類 2 轉(zhuǎn)移酶類轉(zhuǎn)移酶類 3 水解酶類水解酶類4 裂合（解）酶類裂合（解）酶類 5 異構(gòu)酶類異構(gòu)酶類 6 合成酶類合成酶類1.氧化還原酶類（氧化還原酶類（oxido-reductases） 催化氧化還原反應(yīng)的酶，包括氧化酶類、脫氫酶類、催化氧化還原反應(yīng)的酶，包括氧化酶類、脫氫酶類、過氧化氫酶、過氧化物酶等。過氧化氫酶、

3、過氧化物酶等。（1）氧化酶類：）氧化酶類：催化底物脫氫，并氧化生成催化底物脫氫，并氧化生成H2O或或H2O22A2H+O2 2A+2H2O A2H+O2 A+H2O2 例：例：鄰苯二酚氧化酶（鄰苯二酚氧化酶（EC 1.10.3.1） OHOH+ O2鄰鄰苯苯二二酚酚氧氧化化酶酶OO2+ 2H2O2鄰苯二酚鄰苯二酚鄰苯醌鄰苯醌（2）脫氫酶類：）脫氫酶類：直接催化底物脫氫直接催化底物脫氫 A2H + B A + B2H 例：例：乳酸脫氫酶（乳酸脫氫酶（EC 1.1.1.27） 乳酸乳酸丙酮酸丙酮酸COOHC HCH3H O+ NAD+COOHCOCH3+ NADH + H+乳乳酸酸脫脫氫氫酶酶2轉(zhuǎn)

4、移酶類（轉(zhuǎn)移酶類（transferases） 催化基團(tuán)的轉(zhuǎn)移催化基團(tuán)的轉(zhuǎn)移 AR+ BBRA +例：例：谷丙轉(zhuǎn)氨酶（谷丙轉(zhuǎn)氨酶（GPT）（）（EC 2.6.1.2） 3水解酶類（水解酶類（hydrolases）催化水解反應(yīng)的酶催化水解反應(yīng)的酶 AB + H2O AOH + BH 如：如：蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、蔗糖酶等蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、蔗糖酶等4裂解（合）酶類（裂解（合）酶類（lyases） 從底物移去一個(gè)基團(tuán)而形成雙鍵或逆反應(yīng)從底物移去一個(gè)基團(tuán)而形成雙鍵或逆反應(yīng) AB A + B 例例1：例例2：5異構(gòu)酶類（異構(gòu)酶類（isomerase） 催化分子異構(gòu)化反應(yīng)催化分子異構(gòu)化反應(yīng) 例：例：

5、AB6合成酶類（合成酶類（ synthetases合成酶類，合成酶類，也稱連接酶，也稱連接酶，ligases ） 將兩個(gè)小分子合成一個(gè)大分子，通常需要將兩個(gè)小分子合成一個(gè)大分子，通常需要ATP供能供能 乙酸+CoASH+ATP 乙酰SCoA+AMP+PPiA + B + ATP AB + ADP + PiA + B + ATP AB + AMP + PPi 在每一大類酶中，又可根據(jù)不同的原則分為幾個(gè)亞類，每在每一大類酶中，又可根據(jù)不同的原則分為幾個(gè)亞類，每一個(gè)亞類再分為幾個(gè)亞亞類型，然后再把屬于同一亞亞類一個(gè)亞類再分為幾個(gè)亞亞類型，然后再把屬于同一亞亞類的酶按順序排好，就可以把各種酶排成一個(gè)表

6、，即酶表的酶按順序排好，就可以把各種酶排成一個(gè)表，即酶表在每一大類酶中，又可根據(jù)不同的原則分為幾個(gè)亞類，每一個(gè)亞類在每一大類酶中，又可根據(jù)不同的原則分為幾個(gè)亞類，每一個(gè)亞類再分為幾個(gè)亞亞類型，然后再把屬于同一亞亞類的酶按順序排好，再分為幾個(gè)亞亞類型，然后再把屬于同一亞亞類的酶按順序排好，這樣就可以把各種酶排成一個(gè)表，即酶表這樣就可以把各種酶排成一個(gè)表，即酶表 例如：例如： 乳酸脫氫酶乳酸脫氫酶 EC EC 葡萄糖激酶葡萄糖激酶 EC EC 酶學(xué)委員會(huì)酶學(xué)委員會(huì) 大類大類 亞類亞類 亞亞類亞亞類 順序號(hào)順序號(hào)（二）酶的命名（二）酶的命名 國(guó)際酶學(xué)委員會(huì)建議，每一種酶都給以兩種名稱國(guó)際酶學(xué)委員會(huì)建

7、議，每一種酶都給以兩種名稱 系統(tǒng)名系統(tǒng)名 習(xí)慣名習(xí)慣名1 1 系統(tǒng)名：（準(zhǔn)確）系統(tǒng)名：（準(zhǔn)確） 原則原則: :底物名稱底物名稱+ +反應(yīng)類型反應(yīng)類型+ +“酶酶” 例例: 乳酸乳酸 + NAD+ NAD+ + 丙酮酸丙酮酸 + NADH + H+ NADH + H+ + 系統(tǒng)名應(yīng)為：系統(tǒng)名應(yīng)為：L-L-乳酸：乳酸：NADNAD+ +氧化還原酶氧化還原酶2 2 習(xí)慣名：習(xí)慣名：原則原則: :底物名稱底物名稱 + + 反應(yīng)類型反應(yīng)類型 + + “酶酶”例：例：催化蛋白質(zhì)水解的酶稱為蛋白酶催化蛋白質(zhì)水解的酶稱為蛋白酶第三節(jié)第三節(jié) 酶的組成和結(jié)構(gòu)酶的組成和結(jié)構(gòu)一一 酶的化學(xué)本質(zhì)酶的化學(xué)本質(zhì) 1926年

8、美國(guó)年美國(guó)Sumner從刀豆中獲得了脲酶的結(jié)晶，并指出酶是蛋白質(zhì)。從刀豆中獲得了脲酶的結(jié)晶，并指出酶是蛋白質(zhì)。 1930年年Northrop等得到了胃蛋白酶、胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶的結(jié)晶，等得到了胃蛋白酶、胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶的結(jié)晶，并進(jìn)一步證明了酶是蛋白質(zhì)。并進(jìn)一步證明了酶是蛋白質(zhì)。 J.B.SumnerJ.H.Northrop1、酶對(duì)熱不穩(wěn)定。、酶對(duì)熱不穩(wěn)定。2、酶是兩性電解質(zhì)。、酶是兩性電解質(zhì)。3、其他引起、其他引起Pr變性的理化因素，均能使酶喪失活性。變性的理化因素，均能使酶喪失活性。4、酶具有膠體物質(zhì)的一系列特性。、酶具有膠體物質(zhì)的一系列特性。5、許多酶受蛋白水解酶作用而失活。、許

9、多酶受蛋白水解酶作用而失活。6、酶的結(jié)晶均證明其催化活性與其、酶的結(jié)晶均證明其催化活性與其Pr本性密切聯(lián)系。本性密切聯(lián)系。7、許多酶的、許多酶的AA序列已被陸續(xù)測(cè)定。序列已被陸續(xù)測(cè)定。酶概念的發(fā)展：酶概念的發(fā)展： 20世紀(jì)世紀(jì)80年代發(fā)現(xiàn)某些年代發(fā)現(xiàn)某些RNA有催化活性，還有一些抗有催化活性，還有一些抗體也有催化活性，甚至有些體也有催化活性，甚至有些DNA也有催化活性，使酶也有催化活性，使酶是蛋白質(zhì)的傳統(tǒng)概念受到很大沖擊。是蛋白質(zhì)的傳統(tǒng)概念受到很大沖擊。 1982年美國(guó)切赫年美國(guó)切赫 （T. Cech）等人）等人發(fā)現(xiàn)四膜蟲（發(fā)現(xiàn)四膜蟲（Tetrahymena thermophiea）的）的rR

10、NA前體能在完前體能在完全沒有蛋白質(zhì)的情況下進(jìn)行自我加全沒有蛋白質(zhì)的情況下進(jìn)行自我加工，發(fā)現(xiàn)工，發(fā)現(xiàn)RNA有催化活性有催化活性 Thomas Cech University of Colorado at Boulder, USA 1983年美國(guó)奧特曼（年美國(guó)奧特曼（S.Altman） 等研究等研究RNaseP（由（由20%蛋白質(zhì)和蛋白質(zhì)和80%的的RNA組組成），發(fā)現(xiàn)成），發(fā)現(xiàn)RNaseP中的中的RNA可催化可催化E. coli tRNA的前體加工。的前體加工。 Sidney Altman Yale University New Haven, CT, USA Cech和和Altman各自獨(dú)立地

11、發(fā)現(xiàn)了各自獨(dú)立地發(fā)現(xiàn)了RNA的催化活性，并命名這一的催化活性，并命名這一類酶為類酶為ribozyme（核酶），（核酶），2人共同獲人共同獲1989年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。 1995年發(fā)現(xiàn)有些年發(fā)現(xiàn)有些DNA分子亦具有催化活性。分子亦具有催化活性。二二 全酶的輔因子全酶的輔因子依據(jù)其化學(xué)組成把酶也分為兩大類：依據(jù)其化學(xué)組成把酶也分為兩大類： 簡(jiǎn)單蛋白質(zhì)（單純酶）：簡(jiǎn)單蛋白質(zhì)（單純酶）： 結(jié)合蛋白質(zhì)（結(jié)合酶）：結(jié)合蛋白質(zhì)（結(jié)合酶）：?jiǎn)渭兠福簡(jiǎn)渭兠福喝绺鞣N水解酶僅由如各種水解酶僅由AA組成，不含其他組份。組成，不含其他組份。結(jié)合酶：結(jié)合酶：如各種氧化還原酶類除如各種氧化還原酶類除AA以外還含

12、有對(duì)熱穩(wěn)定以外還含有對(duì)熱穩(wěn)定的小分子化合物。前者稱酶蛋白，后者稱輔因子的小分子化合物。前者稱酶蛋白，后者稱輔因子 酶分子中的蛋白質(zhì)部分稱為酶分子中的蛋白質(zhì)部分稱為酶蛋白酶蛋白( (脫輔酶脫輔酶) ) 非蛋白質(zhì)部分稱為非蛋白質(zhì)部分稱為輔因子輔因子（cofactor）全酶全酶 = = 酶蛋白酶蛋白 + + 輔因子輔因子（二者結(jié)合才有活性）（二者結(jié)合才有活性） 金屬離子金屬離子 構(gòu)成酶活性中心構(gòu)成酶活性中心 維持特定構(gòu)象維持特定構(gòu)象酶的輔因子酶的輔因子 輔基輔基 小分子有機(jī)化合物小分子有機(jī)化合物 作為電子、原子或某些基團(tuán)的載體作為電子、原子或某些基團(tuán)的載體 輔酶輔酶 參與反應(yīng)并促進(jìn)整個(gè)催化過程參與反

13、應(yīng)并促進(jìn)整個(gè)催化過程決定酶催化專一性的是酶的蛋白質(zhì)部分決定酶催化專一性的是酶的蛋白質(zhì)部分 三三 單體酶、寡聚酶和多酶體系單體酶、寡聚酶和多酶體系 根據(jù)酶蛋白結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)，可將酶分為三類：根據(jù)酶蛋白結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)，可將酶分為三類：?jiǎn)误w酶單體酶 寡聚酶寡聚酶 多酶體系多酶體系1 單體酶單體酶 只有一條肽鏈的酶只有一條肽鏈的酶 （全部為水解酶）全部為水解酶）2 2 寡聚酶寡聚酶 由幾個(gè)或多個(gè)亞基組成的酶由幾個(gè)或多個(gè)亞基組成的酶（大多為糖代謝酶）（大多為糖代謝酶）3 3 多酶體系（多酶絡(luò)合物）多酶體系（多酶絡(luò)合物）幾個(gè)酶嵌合而成的絡(luò)合物幾個(gè)酶嵌合而成的絡(luò)合物 （丙酮酸脫（丙酮酸脫H酶）酶）四四 活性部位

14、與必需基團(tuán)活性部位與必需基團(tuán) 酶分子中的某些基團(tuán)若經(jīng)化學(xué)修飾（氧酶分子中的某些基團(tuán)若經(jīng)化學(xué)修飾（氧- -還、酰化、烷化等）還、酰化、烷化等）使其改變，則酶的活性喪失，這些基團(tuán)稱必需基團(tuán)。與酶使其改變，則酶的活性喪失，這些基團(tuán)稱必需基團(tuán)。與酶的活性有關(guān)的基團(tuán)稱為的活性有關(guān)的基團(tuán)稱為必需基團(tuán)必需基團(tuán)常見的必需基團(tuán)有：常見的必需基團(tuán)有： Ser Ser -OH-OH His His 咪唑基咪唑基 AspAsp、Glu Glu 側(cè)鏈側(cè)鏈COOHCOOH Cys Cys -SH -SH酶的活性部位（或稱活心中心）酶的活性部位（或稱活心中心）酶分子中直接和底物結(jié)合，并和酶的催化作用直接有關(guān)的部位酶分子中直

15、接和底物結(jié)合，并和酶的催化作用直接有關(guān)的部位在酶活性部位上的基團(tuán)又可以分為兩類：在酶活性部位上的基團(tuán)又可以分為兩類： 參與和底物結(jié)合的基團(tuán)稱為結(jié)合基團(tuán)參與和底物結(jié)合的基團(tuán)稱為結(jié)合基團(tuán) 直接參與催化反應(yīng)的基團(tuán)稱為催化基團(tuán)直接參與催化反應(yīng)的基團(tuán)稱為催化基團(tuán) His 57 His 57 咪唑基咪唑基 Asp 102 Asp 102 COOHCOOH Ser 195 Ser 195 OHOH五五 酶原的激活酶原的激活 1.1.概念概念: :無催化活性的酶原轉(zhuǎn)變?yōu)橛谢钚悦傅倪^程無催化活性的酶原轉(zhuǎn)變?yōu)橛谢钚悦傅倪^程2.2.實(shí)質(zhì)實(shí)質(zhì): :活性部位形成和暴露的過程活性部位形成和暴露的過程 3.3.舉例舉例:

16、:胃蛋白質(zhì)酶原的激活胃蛋白質(zhì)酶原的激活 胰蛋白質(zhì)酶原的激活胰蛋白質(zhì)酶原的激活HCl胃胃蛋蛋白白酶酶原原pH1.52（從從N N端端失失去去4 44 4個(gè)個(gè)氨氨基基酸酸殘殘基基）自自身身激激活活胃胃蛋蛋白白酶酶六六 同工酶同工酶 1.1.概念概念: :酶蛋白的分子結(jié)構(gòu)和組成有差異，但有相同的催酶蛋白的分子結(jié)構(gòu)和組成有差異，但有相同的催化活性的一組酶化活性的一組酶2.舉例舉例: LDHLDH（乳酸脫氫酶）（乳酸脫氫酶） 由四個(gè)亞基組成的寡聚酶，每個(gè)亞基的分子量約由四個(gè)亞基組成的寡聚酶，每個(gè)亞基的分子量約3500035000。亞基分為兩類：亞基分為兩類：骨骼肌型（骨骼肌型（A A或或M M） 心肌型

17、（心肌型（B B或或H H） 這兩種亞基可組成這兩種亞基可組成五種五種四聚體：四聚體：H H4 4、H H3 3M M、H H2 2M M2 2、HMHM3 3、M M4 4組成和電泳行為組成和電泳行為 HHHH (LDH1) HHHM (LDH2) HHMM (LDH3) HMMM (LDH4) MMMM (LDH5)催化的反應(yīng)催化的反應(yīng) 乳酸乳酸 丙酮酸丙酮酸 LDH5骨骼肌骨骼肌:乳酸乳酸 丙酮酸丙酮酸 心肌心肌:LDH1第四節(jié)第四節(jié) 酶催化的特異性酶催化的特異性 立體異構(gòu)特異性立體異構(gòu)特異性 專一性（特異性專一性（特異性) 鍵專一性鍵專一性 相對(duì)特異性相對(duì)特異性 結(jié)構(gòu)特異性結(jié)構(gòu)特異性

18、基團(tuán)專一性基團(tuán)專一性 絕對(duì)特異性絕對(duì)特異性一一 結(jié)構(gòu)特異性結(jié)構(gòu)特異性 1 1 鍵專一性鍵專一性對(duì)底物分子中其所作用的鍵要求嚴(yán)格，而不管鍵兩端所連基團(tuán)的性質(zhì)對(duì)底物分子中其所作用的鍵要求嚴(yán)格，而不管鍵兩端所連基團(tuán)的性質(zhì)2 2 基團(tuán)專一性基團(tuán)專一性 要求底物具有特定的化學(xué)鍵，而且對(duì)鍵的一端所連基團(tuán)也有一定要求要求底物具有特定的化學(xué)鍵，而且對(duì)鍵的一端所連基團(tuán)也有一定要求 3 3 絕對(duì)專一性絕對(duì)專一性 酶對(duì)作用的底物要求相當(dāng)嚴(yán)格，甚至只能催化一種底物進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)酶對(duì)作用的底物要求相當(dāng)嚴(yán)格，甚至只能催化一種底物進(jìn)行化學(xué)反應(yīng) 二二 立體異構(gòu)專一性立體異構(gòu)專一性酶只能催化對(duì)映異構(gòu)體的一種發(fā)生反應(yīng)，對(duì)另一種則無

19、作用酶只能催化對(duì)映異構(gòu)體的一種發(fā)生反應(yīng)，對(duì)另一種則無作用 第四節(jié)第四節(jié) 酶的作用機(jī)理酶的作用機(jī)理 一一 酶的催化作用與分子活化能酶的催化作用與分子活化能 活化分子的數(shù)目越多，反應(yīng)速度越快活化分子的數(shù)目越多，反應(yīng)速度越快常采用的是下列兩種方法常采用的是下列兩種方法 增加活化分子數(shù)目增加活化分子數(shù)目1 1 使反應(yīng)物吸收一定的能量。如光照、加熱使分子活化使反應(yīng)物吸收一定的能量。如光照、加熱使分子活化2 2 使用適當(dāng)?shù)拇呋瘎档头磻?yīng)的能閾使用適當(dāng)?shù)拇呋瘎档头磻?yīng)的能閾 二二 中間產(chǎn)物學(xué)說中間產(chǎn)物學(xué)說 E + S ES E + P E + S ES E + P 三三 誘導(dǎo)契合學(xué)說誘導(dǎo)契合學(xué)說 底物誘

20、導(dǎo)酶的構(gòu)象發(fā)生改變底物誘導(dǎo)酶的構(gòu)象發(fā)生改變, ,使使使使E E和和S S契合而結(jié)合成中間絡(luò)合物，并契合而結(jié)合成中間絡(luò)合物，并引起底引起底物物進(jìn)行反應(yīng)進(jìn)行反應(yīng) 四四 使酶具有高催化效率的因素使酶具有高催化效率的因素( (了解了解 自學(xué)自學(xué)) )1 1 鄰近定向效應(yīng)鄰近定向效應(yīng)2 2 張力和形變張力和形變3 3 酸堿催化酸堿催化4 4 共價(jià)催化共價(jià)催化第五節(jié)第五節(jié) 酶促反應(yīng)速度及影響因素酶促反應(yīng)速度及影響因素一一 酶促反應(yīng)速度的測(cè)量酶促反應(yīng)速度的測(cè)量 1 1 酶促反應(yīng)速度的表示方法酶促反應(yīng)速度的表示方法（1）單位時(shí)間內(nèi)底物的消耗量；）單位時(shí)間內(nèi)底物的消耗量； （2）單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)物的生成量；）單位時(shí)

21、間內(nèi)產(chǎn)物的生成量；酶促反應(yīng)速度一般指酶促反應(yīng)速度一般指“初速度”。開始速度維持恒定開始速度維持恒定然后曲線斜率逐漸然后曲線斜率逐漸減小，反應(yīng)速度降減小，反應(yīng)速度降低。低。原因：原因：底物濃度降底物濃度降低，酶失活，逆反低，酶失活，逆反應(yīng)增大，產(chǎn)物抑制。應(yīng)增大，產(chǎn)物抑制。二二 EE對(duì)酶促反應(yīng)的影響對(duì)酶促反應(yīng)的影響 當(dāng)當(dāng)SE，其它條件，其它條件固定，反應(yīng)系統(tǒng)中無固定，反應(yīng)系統(tǒng)中無E的抑制劑時(shí)的抑制劑時(shí)V=k E三三 SS對(duì)酶作用的影響對(duì)酶作用的影響 觀察曲線可知：觀察曲線可知：1 1 在底物濃度較低時(shí)，酶促反應(yīng)速度幾乎與在底物濃度較低時(shí)，酶促反應(yīng)速度幾乎與SS成正比，成正比，此時(shí)符合一級(jí)反應(yīng)：此時(shí)

22、符合一級(jí)反應(yīng)： 2 2 當(dāng)當(dāng)SS較高時(shí)，較高時(shí)，SS增加增加v v也隨之升高，但不顯著。也隨之升高，但不顯著。3 3 當(dāng)當(dāng)SS很大時(shí)，很大時(shí)，v v幾乎不再增大，趨向于一個(gè)極限值，幾乎不再增大，趨向于一個(gè)極限值，此時(shí)符合零級(jí)反應(yīng)此時(shí)符合零級(jí)反應(yīng) 底物濃度較低時(shí)，反應(yīng)速度與底物濃度成正比。底物濃度較低時(shí)，反應(yīng)速度與底物濃度成正比。 （一級(jí)反應(yīng)）（一級(jí)反應(yīng)） 當(dāng)?shù)孜餄舛仁姑革柡蜁r(shí)，再增加濃度反應(yīng)速度幾乎不變當(dāng)?shù)孜餄舛仁姑革柡蜁r(shí)，再增加濃度反應(yīng)速度幾乎不變 （零級(jí)反應(yīng)）（零級(jí)反應(yīng)） 兩級(jí)中間的稱為混合級(jí)反應(yīng)。兩級(jí)中間的稱為混合級(jí)反應(yīng)。 由Michaelis和Menten于1913年根據(jù)中間產(chǎn)物學(xué)說推

23、導(dǎo)。SKSVvmmax 結(jié)果討論：結(jié)果討論： 在底物濃度較低時(shí)，即在底物濃度較低時(shí)，即SS很小，很小，KmSKmS Km + S Km Km + S Km V = Vmax/KmS = kS V = Vmax/KmS = kS反應(yīng)速度與底物濃度成正比反應(yīng)速度與底物濃度成正比, ,符合一級(jí)反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程符合一級(jí)反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程 在底物濃度很高時(shí)在底物濃度很高時(shí) SS很大很大 SKmSKm Km + S S Km + S S V = Vmax S V = Vmax S= Vmax= Vmax反應(yīng)速度與底物濃度無關(guān)反應(yīng)速度與底物濃度無關(guān), ,符合零級(jí)反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程符合零級(jí)反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程 當(dāng)反應(yīng)

24、速度等于最大反應(yīng)速度當(dāng)反應(yīng)速度等于最大反應(yīng)速度VmaxVmax的一半時(shí)的一半時(shí), ,即即v=1/2Vmaxv=1/2Vmax時(shí)時(shí) Km = SKm = SKmKm稱為米氏常數(shù)稱為米氏常數(shù): :物理意義物理意義: :KmKm是反應(yīng)速度為最大反應(yīng)速度一半時(shí)的底物濃度是反應(yīng)速度為最大反應(yīng)速度一半時(shí)的底物濃度, ,單位為濃度單位單位為濃度單位 KmKm可用來表示可用來表示E E和和S S的親和力的親和力Km大，表示酶和底物的親和力弱大，表示酶和底物的親和力弱Km小，表示該酶與底物的親和力強(qiáng)小，表示該酶與底物的親和力強(qiáng)幾點(diǎn)說明幾點(diǎn)說明:（1）Km是酶的一個(gè)特征性常數(shù)，只與酶的性質(zhì)有關(guān)，與酶的濃度是酶的一

25、個(gè)特征性常數(shù)，只與酶的性質(zhì)有關(guān)，與酶的濃度無關(guān)無關(guān). （2）如酶能催化幾種不同的底物，對(duì)每種底物都有一個(gè)特定的）如酶能催化幾種不同的底物，對(duì)每種底物都有一個(gè)特定的Km值，其中值，其中Km值最小的稱該酶的最適底物。值最小的稱該酶的最適底物。 132kkkKmmaxmaxmV1S1VKv1 雙倒數(shù)作圖法雙倒數(shù)作圖法（Lineweaver-Burk作圖法）作圖法）四四 pHpH對(duì)酶作用的影響對(duì)酶作用的影響 酶表現(xiàn)最大活力時(shí)的酶表現(xiàn)最大活力時(shí)的pHpH值，叫做最適值，叫做最適pHpH值值 機(jī)制機(jī)制 : : 過酸、過堿能使酶本身失活（變性）過酸、過堿能使酶本身失活（變性） pHpH改變影響酶分子活性部位

26、基團(tuán)的解離，與底物結(jié)合能力下降改變影響酶分子活性部位基團(tuán)的解離，與底物結(jié)合能力下降 pHpH改變也影響底物分子的解離，使之不適于與酶結(jié)合，當(dāng)然反應(yīng)速度肯改變也影響底物分子的解離，使之不適于與酶結(jié)合，當(dāng)然反應(yīng)速度肯定會(huì)下降定會(huì)下降 五五 溫度對(duì)酶作用的影響溫度對(duì)酶作用的影響 酶表現(xiàn)最大活力時(shí)的溫度為最適溫度酶表現(xiàn)最大活力時(shí)的溫度為最適溫度 通常：動(dòng)物體內(nèi)酶的最適溫度在通常：動(dòng)物體內(nèi)酶的最適溫度在37-5037-50 植物體內(nèi)酶的最適溫度在植物體內(nèi)酶的最適溫度在50-6050-60六六 激活劑對(duì)酶作用的影響激活劑對(duì)酶作用的影響 凡是能提高酶活性的物質(zhì)都稱為酶的激活劑。例：例： ClCl- - 是唾

27、液淀粉酶的激活劑是唾液淀粉酶的激活劑 MnMn2+2+ 是醛縮酶的激活劑是醛縮酶的激活劑 MgMg2+ 2+ 是是 RnaseRnase的激活劑的激活劑 MgMg2+2+、MnMn2+2+、CoCo2+ 2+ 是羧化酶的激活劑是羧化酶的激活劑七七 抑制劑對(duì)酶作用的影響抑制劑對(duì)酶作用的影響 凡是能使酶的必需基團(tuán)或酶活性部位中的基團(tuán)的化學(xué)性質(zhì)改變而降凡是能使酶的必需基團(tuán)或酶活性部位中的基團(tuán)的化學(xué)性質(zhì)改變而降低酶活力甚至使酶完全喪失活性的物質(zhì)叫低酶活力甚至使酶完全喪失活性的物質(zhì)叫抑制劑抑制劑，常用，常用I I（inhibitorinhibitor）表示，其作用稱為）表示，其作用稱為抑制作用抑制作用

28、不可逆抑制作用不可逆抑制作用 抑制作用抑制作用 競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用 可逆抑制作用可逆抑制作用 非競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用非競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用 反競(jìng)爭(zhēng)必抑制作用反競(jìng)爭(zhēng)必抑制作用 1 1 不可逆抑制作用不可逆抑制作用 I I與與E E的結(jié)合為不可逆反應(yīng)，的結(jié)合為不可逆反應(yīng)，I I與與E E結(jié)合牢固，不能用透析法除結(jié)合牢固，不能用透析法除去去I I而使酶恢復(fù)活力，這種抑制作用叫做不可逆抑制作用而使酶恢復(fù)活力，這種抑制作用叫做不可逆抑制作用2 2 可逆的抑制作用可逆的抑制作用 I I與與E E的結(jié)合是可逆反應(yīng)，用透析等方法能除去抑制劑使的結(jié)合是可逆反應(yīng)，用透析等方法能除去抑制劑使E E恢恢復(fù)活力，這種抑制

29、作用叫可逆抑制作用復(fù)活力，這種抑制作用叫可逆抑制作用 （1 1）競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用）競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用 定義定義: :有些抑制劑與底物的結(jié)構(gòu)相似，能和底物競(jìng)爭(zhēng)酶的活性部位，有些抑制劑與底物的結(jié)構(gòu)相似，能和底物競(jìng)爭(zhēng)酶的活性部位，妨礙底物與酶的結(jié)合，減少了酶與底物接觸機(jī)會(huì)，從而降低了酶妨礙底物與酶的結(jié)合，減少了酶與底物接觸機(jī)會(huì)，從而降低了酶的活力，這種抑制作用叫競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用的活力，這種抑制作用叫競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用方程式方程式: :從速度方程式可以看出：從速度方程式可以看出： (1)(1)有競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑存在時(shí)，有競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑存在時(shí)，KmKm是原是原KmKm的的1+I/Ki1+I/Ki倍，而且倍，而且KmKm值

30、將隨值將隨II的增加而增大的增加而增大 當(dāng)當(dāng)EtEt固定時(shí)，當(dāng)固定時(shí)，當(dāng)SKmSKm（1+I/Ki1+I/Ki），也就是），也就是SS使酶飽和時(shí)，使酶飽和時(shí)，v=Vmaxv=Vmax，即最大反應(yīng)速度不變，即最大反應(yīng)速度不變 即即 Km , Vmax不變不變機(jī)制機(jī)制:競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用可能是由于底物與抑制劑結(jié)合在酶分子的同一部位競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用可能是由于底物與抑制劑結(jié)合在酶分子的同一部位上，也可能是由于底物或抑制劑中的一個(gè)與酶結(jié)合后，而引起酶發(fā)上，也可能是由于底物或抑制劑中的一個(gè)與酶結(jié)合后，而引起酶發(fā)生構(gòu)象變化，產(chǎn)生不利于與另一個(gè)結(jié)合的構(gòu)象生構(gòu)象變化，產(chǎn)生不利于與另一個(gè)結(jié)合的構(gòu)象 （2）非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑

31、作用）非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑作用 有些抑制劑和底物可同時(shí)結(jié)合在酶的不同部位上，形成有些抑制劑和底物可同時(shí)結(jié)合在酶的不同部位上，形成ESI三元復(fù)合三元復(fù)合物。形成的三元復(fù)合物不能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。這種作用稱為非競(jìng)爭(zhēng)性物。形成的三元復(fù)合物不能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。這種作用稱為非競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用抑制作用 方程式方程式: :從速度方程式可以看出從速度方程式可以看出: 抑制劑是與酶活性部位中的催化基團(tuán)結(jié)合，也可能是與維抑制劑是與酶活性部位中的催化基團(tuán)結(jié)合，也可能是與維持酶分子構(gòu)象的必需基團(tuán)作用，而使酶的活性降低。持酶分子構(gòu)象的必需基團(tuán)作用，而使酶的活性降低。 E E與與S S或或I I的結(jié)合互不相關(guān)的結(jié)合互不相關(guān) EI +

32、S ESIEI + S ESI 均不能轉(zhuǎn)化成產(chǎn)物均不能轉(zhuǎn)化成產(chǎn)物 ES + I ESIES + I ESI應(yīng)用：應(yīng)用： 有機(jī)磷農(nóng)藥能專一地抑制乙酰膽堿酯酶活力，使昆蟲體內(nèi)有機(jī)磷農(nóng)藥能專一地抑制乙酰膽堿酯酶活力，使昆蟲體內(nèi)乙酰膽堿不能分解造成大量積累，影響神經(jīng)傳導(dǎo)，使昆蟲乙酰膽堿不能分解造成大量積累，影響神經(jīng)傳導(dǎo)，使昆蟲功能失調(diào)，失去知覺而死亡功能失調(diào)，失去知覺而死亡 磺胺藥物磺胺藥物對(duì)磺胺類藥物敏感的細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖時(shí)對(duì)磺胺類藥物敏感的細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖時(shí): : 二氫葉酸合成酶二氫葉酸合成酶 二氫葉酸還原酶二氫葉酸還原酶對(duì)氨基苯甲酸對(duì)氨基苯甲酸 二氫葉酸二氫葉酸 四氫葉酸四氫葉酸( (磺胺類藥物磺胺類藥

33、物) ) ( (為生長(zhǎng)必須為生長(zhǎng)必須) )第六節(jié)第六節(jié) 酶的制備和應(yīng)用酶的制備和應(yīng)用一一 酶的制備酶的制備 1 1 選材選材 （酶含量要高，易于分離）（酶含量要高，易于分離）2 2 破碎細(xì)胞（搗碎、砂磨、凍融、自溶等方法）破碎細(xì)胞（搗碎、砂磨、凍融、自溶等方法） 動(dòng)物細(xì)胞較易破碎動(dòng)物細(xì)胞較易破碎 細(xì)菌細(xì)胞較難破碎細(xì)菌細(xì)胞較難破碎 植物細(xì)胞也難破碎植物細(xì)胞也難破碎3 3 抽提：低溫下用水或緩沖液（離子強(qiáng)度較低）將酶溶出抽提：低溫下用水或緩沖液（離子強(qiáng)度較低）將酶溶出4 4 進(jìn)一步分離、提純進(jìn)一步分離、提純 常用方法有常用方法有 鹽析法、有機(jī)溶劑沉淀法、吸附法鹽析法、有機(jī)溶劑沉淀法、吸附法 二二

34、酶活力的測(cè)定酶活力的測(cè)定 測(cè)定反應(yīng)速度可采用多種方法：測(cè)定反應(yīng)速度可采用多種方法：1 1 直接從反應(yīng)體系中取出一小部分樣品，停止酶的作用，測(cè)定直接從反應(yīng)體系中取出一小部分樣品，停止酶的作用，測(cè)定其底物或產(chǎn)物濃度，作出其底物或產(chǎn)物濃度，作出t tPP圖，再求出圖，再求出v v。2 2 如果如果S S或產(chǎn)物或產(chǎn)物P P具有光吸收性質(zhì)，可以用分光光度計(jì)直接連續(xù)具有光吸收性質(zhì)，可以用分光光度計(jì)直接連續(xù)測(cè)定。測(cè)定。3 3 如果底物如果底物S S或產(chǎn)物或產(chǎn)物P P為氣體，也可以通過瓦氏呼吸器測(cè)定為氣體，也可以通過瓦氏呼吸器測(cè)定酶單位（酶單位（U U）在一定條件下，在一定條件下，1 1分鐘內(nèi)轉(zhuǎn)化分鐘內(nèi)轉(zhuǎn)化1

35、 1個(gè)微摩爾底物的酶量個(gè)微摩爾底物的酶量 “KatalKatal”單位單位 : :一定條件下，一秒鐘內(nèi)轉(zhuǎn)化一定條件下，一秒鐘內(nèi)轉(zhuǎn)化1mol1mol底物所需要的酶底物所需要的酶量量 1Kat = 61Kat = 610107 7 U U1U = 16.67 nKat1U = 16.67 nKat比活力比活力( (比活性比活性) )每單位質(zhì)量樣品中的酶活力每單位質(zhì)量樣品中的酶活力即每毫克蛋白質(zhì)中所含的即每毫克蛋白質(zhì)中所含的U U數(shù)，或每千克蛋白質(zhì)中含的數(shù)，或每千克蛋白質(zhì)中含的KatKat數(shù)數(shù) U/mgU/mg蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) U/gU/g蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) Katal/kgKatal/kg蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 三三 酶的應(yīng)用酶的應(yīng)用 第二節(jié)第二節(jié) 酶的分類與命名酶的分類與命名1961年國(guó)際酶學(xué)委員會(huì)（年國(guó)際酶學(xué)委員會(huì)（enzyme commission，EC）提）提