第3章

酶和維生素酶的概念化學本質？？蛋白質少數RNA也能催化生物反應：Ribozyme酶的概念酶是一類由活性細胞產生的具有催化作用和高度專一性的生物大分子。簡單說，酶是一類由活性細胞產生的以蛋白質為主的生物催化劑。底物產物關鍵酶11/2/2022第一節

酶的分子結構與功能

TheMolecularStructureandFunctionofEnzyme酶的不同形式:單體酶(monomericenzyme)：僅有一條多肽鏈的酶。寡聚酶(oligomericenzyme)：由多個相同或不同亞基以非共價鍵連接組成的酶。多酶體系(multienzymesystem)：由幾種不同功能的酶彼此聚合形成的多酶復合物。多功能酶(multifunctionalenzyme)或串聯酶(tandemenzyme)：一些多酶體系在進化過程中由于基因的融合，多種不同催化功能存在于一條多肽鏈中，這類酶稱為多功能酶。一、酶的分子結構與功能蛋白質部分：酶蛋白(apoenzyme)輔助因子(cofactor)

金屬離子小分子有機化合物全酶(holoenzyme)結合酶(conjugatedenzyme)單純酶(simpleenzyme)小分子有機化合物是一些化學穩定的小分子物質，稱為輔酶

(coenzyme)。其主要作用是參與酶的催化過程，在反應中傳遞電子、質子或一些基團。輔酶的種類不多，且分子結構中常含有維生素或維生素類物質。

輔酶(coenzyme):與酶蛋白結合疏松，可用透析或超濾的方法除去。

輔基(prostheticgroup):與酶蛋白結合緊密，不能用透析或超濾的方法除去。轉移的基團小分子有機化合物（輔酶或輔基）名稱所含的維生素氫原子（質子）NAD＋（尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸，輔酶I尼克酰胺（維生素PP）之一NADP＋（尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸，輔酶II尼克酰胺（維生素PP）之一FMN（黃素單核苷酸）維生素B2（核黃素）FAD（黃素腺嘌呤二核苷酸）維生素B2（核黃素）醛基TPP（焦磷酸硫胺素）維生素B1（硫胺素）酰基輔酶A（CoA）泛酸硫辛酸硫辛酸烷基鈷胺素輔酶類維生素B12二氧化碳生物素生物素氨基磷酸吡哆醛吡哆醛（維生素B6之一）甲基、甲烯基、甲炔基、甲酰基等一碳單位四氫葉酸葉酸某些輔酶（輔基）在催化中的作用金屬酶(metalloenzyme)金屬離子與酶結合緊密，提取過程中不易丟失。

金屬激活酶(metal-activatedenzyme)金屬離子為酶的活性所必需，但與酶的結合不甚緊密。金屬離子是最多見的輔助因子金屬離子的作用：參與催化反應，傳遞電子；在酶與底物間起橋梁作用；穩定酶的構象；中和陰離子，降低反應中的靜電斥力等。與酶催化反應關系密切的氨基酸側鏈基團---必需基團二、酶的活性中心（activesite)指必需基團在空間結構上彼此靠近，組成具有特定空間結構的區域，能與底物特異結合并將底物轉化為產物。酶的活性中心

(activecenter)活性中心內的必需基團結合基團(bindinggroup)與底物相結合催化基團(catalyticgroup)催化底物轉變成產物位于活性中心以外，維持酶活性中心應有的空間構象和（或）作為調節劑的結合部位所必需。活性中心外的必需基團底物活性中心以外的必需基團結合基團催化基團活性中心酶活性測定和酶活性單位酶的活性是指酶催化化學反應的能力，其衡量的標準是酶促反應速度。酶促反應速度可在適宜的反應條件下，用單位時間內底物的消耗或產物的生成量來表示。酶的活性單位是衡量酶活力大小的尺度，它反映在規定條件下，酶促反應在單位時間（s、min或h）內生成一定量（mg、μg、μmol等）的產物或消耗一定數量的底物所需的酶量。

三、酶的活性單位國際單位(IU)在特定的條件下，每分鐘催化1μmol底物轉化為產物所需的酶量為一個國際單位。催量單位(katal)１催量(kat)是指在特定條件下，每秒鐘使１mol底物轉化為產物所需的酶量。kat與IU的換算：1IU=16.67×10-9kat國際酶學委員會（EnzymeCommission,EC）將所有的酶按它們所催化的反應的性質分為六大類。分類

序號酶的類型催化反應的性質舉例1氧化還原酶類(oxidoreductase)脫氫酶、氧化酶、過氧化物酶、加氧酶2轉移酶類

(transferase)谷丙轉氨酶、已糖激酶3水解酶類

(hydrolase)酯酶、蛋白酶、淀粉酶AH2+BA+BH2AR+BA+BRAB+H2OAOH+BH一、酶的分類第二節酶的命名及分類分類

序號酶的類型催化反應的性質舉例4裂解酶類

(lyase)醛縮酶、水合酶、脫氨酶、脫羧酶5異構酶類

(isomerase)差向異構酶、順反異構酶、酮醛異構酶6合成酶類(連接酶類)(ligase)羧化酶、氨酰-tRNA合成酶、天冬酰胺合成酶A－BXYAB＋X－YAA'A＋BABATPADP＋Pi氧，轉，水，裂，異，合其書寫方式是：EC數字.數字.數字.數字酶的分類序號亞類亞亞類順序號根據催化的化學鍵的特點和參加反應的基團不同，將每一大類又進一步細分乙醇脫氫酶的編碼是：EC1.1.1.1

第一個“1”——第1大類，即氧化還原酶類；第二個“1”——第1亞類，供氫體為CHOH；第三個“1”——第1亞亞類，受氫體為NAD+；第四個“1”——在亞亞類中的順序號。乳酸脫氫酶的編碼是：EC1.1.1.27二、酶的命名（一）習慣命名法根據底物命名；2.根據反應類型命名根據底物＋反應類型命名（二）系統命名（國際酶學委員會規定，IEC）

系統名稱＋酶的分類與編號＋習慣名稱（所有底物＋反應性質）16大類底物＋反應類型

1、2－－－亞類/大類

1、2－－亞亞類/亞類酶的特定編號/亞亞類4個數字乳酸:NAD+氧化還原酶(EC1.1.1.27),乳酸脫氫酶

酶的國際習慣用名和系統命名的應用實例

2.國際系統命名法酶的分類催化的化學反應舉例系統名稱EC編號推薦名稱氧化還原酶類乙醛+NADH+H+乙醇：NAD+氧化還原酶EC1.1.1.1乙醇脫氫酶轉移酶類草酰乙酸+L-谷氨酸L-天冬氨酸：-酮戊二酸氨基轉移酶EC2.6.1.1天冬氨酸轉氨酶水解酶類D-葡萄糖+H3PO4D-葡糖-6-磷酸水解酶EC3.1.3.9葡糖6-磷酸酶裂解酶類磷酸二羥丙酮+醛酮糖-1-磷酸裂解酶EC4.1.2.7醛縮酶異構酶類D-果糖-6-磷酸D-葡糖-6-磷酸酮-醇異構酶EC5.3.1.9磷酸果糖異構酶連接酶類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與命名國際酶學委員會建議：每個酶都給予2個名稱習慣名系統名國際系統命名法看起來科學而嚴謹，但使用起來不太方便.酶與一般催化劑的相同點：1、催化熱力學上允許進行的反應2、使反應加速達到平衡點3、反應前后酶的質量不變酶與一般催化劑的不同點：1、高度的催化效率2、高度的特異性3、受多種因素調控4、酶活性對環境因素的敏感性5、酶活性的區域化第三節酶促反應的特點與機制一、酶催化作用的特點酶的高效催化能力無催化劑一般化學催化劑酶酶的催化效率比非催化反應高108-1020，比一般催化劑高106-1012倍。酶的高效催化能力酶：降低反應的活化能11/2/2022酶的高度特異性一種酶作用于一種（類）化合物或一定的化學鍵，催化一定的化學反應，生成一定的產物的現象。絕對特異性相對特異性立體異構特異性脲酶只催化尿素水解蔗糖酶水解蔗糖和棉子糖乳酸脫氫酶只水解L-乳酸酶的高度特異性光學異構特異性延胡索酸酶只催化反丁烯二酸水化成蘋果酸（三）酶活性對環境因素有很高的敏感性（四）可調節性抑制劑和激動劑共價修飾改變酶的結構表達量影響總體活性酶催化作用的本質：降低反應活化能酶催化作用的中間產（絡合）物學說在酶催化的反應中，第一步是酶與底物形成酶－底物中間復合物。當底物分子在酶作用下發生化學變化后，中間復合物再分解成產物和酶。

E+S====E-SP+E許多實驗事實證明了E－S復合物的存在。E－S復合物形成的速率與酶和底物的性質有關。二、酶促反應的機制鎖鑰假說：認為整個酶分子的天然構象是具有剛性結構的，酶表面具有特定的形狀。酶與底物的結合如同一把鑰匙對一把鎖一樣。酶底物相互作用變形變形完美結合后的酶與底物復合物結合釋放出產物酶-底物復合物：過渡態E+SESE+P酶促反應方程式（一）誘導契合學說(二)共價催化：親核、親電催化劑通過與底物形成反應活性很高的共價過渡中間產物，使反應活化能降低，從而提高反應速度的過程，稱為共價催化酶中參與共價催化的基團主要包括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催化作用。(三)酸堿催化：專一的酸堿催化總酸堿催化

質子供體或質子受體參與的催化His

殘基的咪唑基是酶的酸堿催化作用中最活潑的一個催化功能團。廣義酸基團廣義堿基團（質子供體）（質子受體）（四）金屬離子催化作為酶活性中心的催化基團直接參與傳遞電子等催化反應與酶蛋白結合后，穩定酶發揮催化作用的活性構象結合在酶蛋白上，中和酶與底物結合的局部環境的負電荷，降低靜電排斥而促進對底物的結合作為輔助因子連接酶與底物，便于酶對底物的識別（五）臨近效應與表面效應(1)臨近定向效應：在酶促反應中，底物分子結合到酶的活性中心，一方面底物在酶活性中心的有效濃度大大增加，有利于提高反應速度；另一方面，由于活性中心的立體結構和相關基團的誘導和定向作用，使底物分子中參與反應的基團相互接近，并被嚴格定向定位，使酶促反應具有高效率和專一性特點。（2）表面效應：酶的活性中心提供的疏水環境可排除水分子對各功能基團的干擾性吸引或排斥，防止底物與酶之間形成水化膜，利于酶與底物結合。影響酶作用的因素：酶濃度、底物濃度、pH值、溫度、激活劑、抑制劑第三節酶促反應動力學所指的速度是反應的初速度！以測定酶促反應的速度為依據研究各種因素對酶促反應速度的影響，并加以定量的闡述。11/2/2022一、底物濃度對反應速率影響矩形雙曲線關系速度的三段變化：a段直線上升。b段增加的程度降低。c段趨于不變。解釋機理？

底物濃度對反應速度的影響一級反應非正比關系零級反應底物飽和現象1913年Michaelis和Menten提出反應速率與底物濃度關系的數學方程式，即米－曼氏方程式，簡稱米氏方程式

(Michaelisequation)。[S]：底物濃度V：不同[S]時的反應速率Vmax：最大反應速率(maximumvelocity)

Ｋm：米氏常數(Michaelisconstant)

ＶVmax[S]

Km+[S]＝──K1E+SESP+EK-1K2VVmax[S]Km+[S]米—曼氏方程解釋底物飽和效應K1E+SESP+EK-1K2當[S]遠小于Km時，V=[S]*Vmax/Km當[S]遠大于Km時，V=Vmax當[S]=Km，V=Vmax/2KmK-1+K2K1當反應速率為最大反應速率一半時：

米氏方程中動力學參數的意義Km=[S]Km值等于酶促反應速率為最大反應速率一半時的底物濃度，單位是mol/L。2=Km+[S]VmaxVmax[S]VmaxV[S]KmVmax/2

Km與Vmax的意義定義：Km等于酶促反應速率為最大反應速率一半時的底物濃度。意義：Km是酶的特征性常數之一，只與酶的結構、底物和反應環境（如，溫度、pH、離子強度）有關，與酶的濃度無關。Km可近似表示酶對底物的親和力；同一酶對于不同底物有不同的Km值。Km值Vmax意義：Vmax=k2[E]定義：Vm是酶完全被底物飽和時的反應速率，與酶濃度成正比。如果酶的總濃度已知，可從Vmax計算酶的轉換數(turnovernumber)，即動力學常數k2。定義:當酶被底物充分飽和時，單位時間內每個酶分子催化底物轉變為產物的分子數。意義:可用來比較每單位酶的催化能力。

酶的轉換數(turnovernumber)1.雙倒數作圖法(doublereciprocalplot)，又稱為林-貝氏(Lineweaver-Burk)作圖法Vmax[S]Km+[S]V=（林－貝氏方程）+1/V=KmVmax1/Vmax1/[S]兩邊同取倒數（三）Ｋm值與Ｖmax值可以通過作圖法求取-1/Km1/Vmax2.Hanes-Woolf作圖法在林－貝氏方程基礎上，兩邊同乘[S][S]/V=Km/Vmax+[S]/Vmax[S][S]/V-Km

Km/Vm1/Vmax二、底物足夠時酶濃度對反應速率的影響呈直線關系在酶促反應系統中，當底物濃度大大超過酶的濃度，酶被底物飽和時，反應速率達最大速率。此時，反應速率和酶濃度變化呈正比關系。當[S]＞＞[E]，酶可被底物飽和的情況下，反應速率與酶濃度成正比。關系式為：V=k2[E]0V[E]當[S]>>[E]時，Vmax

=k2[E]酶濃度對反應速率的影響三、溫度對反應速率的影響具有雙重性溫度對酶促反應速率具有雙重影響。酶促反應速率最快時反應體系的溫度稱為酶促反應的最適溫度(optimumtemperature)。溫度對淀粉酶活性的影響酶的最適溫度不是酶的特征性常數，它與測定初速度所需的時間有關。酶的活性雖然隨溫度的下降而降低，但低溫一般不使酶破壞。溫度回升后，酶又恢復其活性。

四、pH通過改變酶和底物分子解離狀態影響反應速率酶催化活性最高時反應體系的pH稱為酶促反應的最適pH(optimumpH)。pH對某些酶活性的影響最適pH不是酶的特征性常數，它受底物濃度、緩沖液種類與濃度、以及酶純度等因素的影響。

五、抑制劑可逆地或不可逆地降低酶促反應速率酶的抑制劑(inhibitor)酶的抑制區別于酶的變性：抑制劑對酶有一定選擇性引起變性的因素對酶沒有選擇性凡能使酶的催化活性下降而不引起酶蛋白變性的物質稱為酶的抑制劑。抑制作用的類型不可逆性抑制(irreversibleinhibition)可逆性抑制(reversibleinhibition)競爭性抑制(competitiveinhibition)非競爭性抑制(non-competitiveinhibition)反競爭性抑制(uncompetitiveinhibition)根據抑制劑和酶結合的緊密程度不同，酶的抑制作用分為：

有機磷化合物羥基酶解毒------解磷定(PAM)重金屬離子及砷化合物巰基酶解毒------二巰基丙醇(BAL)

概念舉例抑制劑通常以共價鍵與酶活性中心的必需基團相結合，使酶失活。（一）不可逆性抑制劑主要與酶共價結合有機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與砷劑結合物解毒：二巰基丙醇解磷（二）可逆性抑制作用競爭性抑制非競爭性抑制反競爭性抑制類型概念抑制劑通常以非共價鍵與酶或酶-底物復合物可逆性結合，使酶的活性降低或喪失；抑制劑可用透析、超濾等方法除去。競爭性抑制作用的抑制劑與底物競爭結合酶的活性中心

有些抑制劑與底物的結構相似，能與底物競爭酶的活性中心，從而阻礙酶－底物復合物的形成。這種抑制作用稱為競爭性抑制作用。定義E+SESE+P+IEIKi反應模式+IEIE+SE+PESIS+++ESIESEIPEE抑制程度取決于：抑制劑與酶的相對親和力和與底物濃度的相對比例動力學特點：Vmax不變，表觀Km增大。

ＣＯＯＨＣＯＯＨ││ＣＨ2或ＣＨ2││ＣＯＯＨＣ＝Ｏ丙二酸│ＣＯＯＨ草酰乙酸舉例ＣＯＯＨ│ＣＨ2

琥珀酸脫氫酶│ＨＣ－ＣＯＯＨＣＨ2

│ＨＯＯＣ－ＣＨＣＯＯＨ琥珀酸延胡索酸競爭性抑制作用的雙倒數方程式兩邊取倒數,得y=ax+b[I]競爭性抑制競交YVmax不變Km↑0[s]1v1無抑制劑Km1Vm1動力學特點：Vmax不變，表觀Km增大。

酶的競爭性抑制作用：

1.“競爭”需要雙方——底物與抑制劑之間；

2.為什么能發生“競爭”——二者結構相似；

3.“競爭的焦點”——酶的活性中心；

4.“抑制劑占據酶活性中心”——酶活性受抑。

有些抑制劑與酶活性中心外的必需基團相結合，不影響酶與底物的結合，酶和底物的結合也不影響酶與抑制劑的結合。底物和抑制劑之間無競爭關系。但酶-底物-抑制劑復合物(ESI)不能進一步釋放出產物。這種抑制作用稱作非競爭性抑制作用。非競爭性抑制作用的抑制劑不改變酶對底物的親和力

定義反應模式+S－S+S－S+ESIEIEESEPE+SESE+P+IEI+SEIS+I不受底物濃度的影響，只決定于抑制劑濃度和抑制劑與酶的親和力非競爭性抑制作用的雙倒數方程式y=ax+b0[s]1v1Km1Vm1無抑制劑非競爭性抑制[I]非交XVmax↓Km不變動力學特點：Vmax降低，表觀Km不變。

抑制劑僅與酶和底物形成的中間產物(ES)結合，使中間產物ES的量下降。這樣，既減少從中間產物轉化為產物的量，也同時減少從中間產物解離出游離酶和底物的量。這種抑制作用稱為反競爭性抑制作用。定義反競爭性抑制作用的抑制劑僅與酶-底物復合物結合

反應模式E+SE+PES+IESI++ESESESIEPES去路的增加，促進了E與S的結合抑制程度隨底物濃度和抑制劑濃度及抑制劑同酶的親和力增加而增加反競爭性抑制作用的雙倒數方程式y=ax+b反競爭性抑制0[s]1v1Km1Vm1無抑制劑[I]反平行Vmax

↓Km↓動力學特點：Vmax降低，表觀Km降低。

三種可逆性抑制作用的比較反競爭性抑制競爭性抑制非競爭性抑制無抑制劑E與I結合的組分表觀Km最大速度KmVm不變增大減小降低不變降低E、ESES三種可逆性抑制作用的特征曲線記住特征可推導其Vmax與Km的變化特點競交Y，非交X，反平行。六、激活劑可加快酶促反應速率定義使酶由無活性變為有活性或使酶活性增加的物質稱為激活劑(activator)。種類必需激活劑非必需激活劑

可提高酶的催化活性2)不可缺少的1)多為金屬離子第四節

酶的調節

TheRegulationofEnzyme酶活性的調節（快速調節）酶含量的調節（緩慢調節）調節方式調節對象：關鍵酶有些酶在細胞內合成或初分泌時只是酶的無活性前體，此前體物質稱為酶原。在一定條件下，酶原向有活性酶轉化的過程。一、酶原的激活酶原(zymogen)酶原的激活酶活性的調節酶原激活的機理酶原分子構象發生改變形成或暴露出酶的活性中心一個或幾個特定的肽鍵斷裂，水解掉一個或幾個短肽在特定條件下酶原的激活實際上是酶的活性中心形成或暴露的過程酶原激活酶原酶激活（無活性）（有活性）賴纈天天天天甘異賴纈天天天天纈組絲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程酶原激活的生理意義避免細胞產生的酶對細胞進行自身消化，并使酶在特定的部位和環境中發揮作用，保證體內代謝正常進行。有的酶原可以視為酶的儲存形式。在需要時，酶原適時地轉變成有活性的酶，發揮其催化作用。二、同工酶(isoenzme)催化相同的化學反應,酶蛋白的分子結構、理化性質乃至免疫學性質不同的一組酶。1.概念不同基因或等位基因編碼的多肽鏈存在于同一種屬或同一個體的不同組織或同一細胞的不同亞細胞結構中。2.幾個要點：同一基因轉錄生成的，因翻譯差異所得的多肽鏈組成的蛋白質2.舉例：乳酸脫氫酶（LD）②酶的組成、結構及性質；H3MLD2H2M2LD3HM3LD4M4LD5H4LD1為H亞基(心肌型)為M亞基(骨骼肌型)①都催化：丙酮酸+NADH+H+乳酸+NAD+LD電泳速度不同：

LD1>LD2>LD3>LD4>LD5對同一底物的Km也不同；③LD的兩種不同亞基的合成受不同基因的控制：H由12號染色體的基因位點B控制M由11號染色體的基因位點A控制這兩種亞基在不同器官合成的速度不同，雜交的情況也不同，在不同的組織器官的含量與分布比例不同。在其他酶的催化作用下，某些酶蛋白肽鏈上的一些基團可與某種化學基團發生可逆的共價結合，從而改變酶的活性，此過程稱為共價修飾。三、共價修飾(covalentmodification)無/低活性有/高活性互變磷酸化與脫磷酸化乙酰化與脫乙酰化甲基化與脫甲基化腺苷化與脫腺苷化—SH與—S—S—常見類型酶級聯效應變構效應劑(allosteric

effector)變構激活劑變構抑制劑

變構調節

(allostericregulation)變構酶(allostericenzyme)變構部位(allostericsite)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合，使酶構象改變，從而改變酶的催化活性，此種調節方式稱變構調節。四、別構酶變構酶常為多個亞基構成的寡聚體，具有協同效應。變構激活變構抑制變構酶的Ｓ形曲線[S]V無變構效應劑酶的變構調節是體內代謝途徑的重要快速調節方式之一。舉例磷酸果糖激酶-1是糖酵解三個限速酶中催化效率最低的酶,被認為是糖酵解作用最重要的限速酶。ADP和AMPATP和檸檬酸6-磷酸果糖磷酸果糖激酶-11,6-二磷酸果糖(+)(-)五、酶含量的調節誘導作用(induction)

阻遏作用(repression)（一）酶蛋白合成可被誘導或阻遏誘導劑：在轉錄水平上促進酶生物合成的化合物。阻遏物：在轉錄水平上減少酶生物合成的物質。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）酶降解的調控與一般蛋白質降解途徑相同

第六節

酶與醫學的關系

TheRelationofEnzymeandMedicine

酶與某些疾病發生的關系酶在疾病診斷上的應用酶在疾病治療中的應用（一）酶的質、量與活性的異常均可引起某些疾病有些疾病的發病機理直接或間接和酶的異常或酶活性受到抑制相關。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于中毒性疾病。一、酶與某些疾病發生的關系

酶缺陷所致的疾病酪氨酸酶缺陷——————白化病6-磷酸葡萄糖脫氫酶缺陷——蠶豆病苯丙氨酸羥化酶缺陷————苯丙酮酸尿癥

酶活性被抑制所致疾病有機磷農藥中毒——抑制膽堿酯酶重金屬離子——抑制巰基酶氰化物——抑制細胞色素氧化酶皮膚乳白色，毛發淡黃或銀白色，瞳孔淡紅，虹膜淡灰或淡紅，半透明視網膜缺乏色素。酪氨酸酶缺陷——白化病智力低下，60%患兒有腦電圖異常，頭發細黃，皮膚色淡和虹膜淡黃色，驚厥，尿有“發霉”臭味或鼠尿味。苯丙氨酸羥化酶缺陷——苯丙酮酸尿癥血清酶對某些疾病的診斷具有更重要的價值血清酶酶水平的改變病毒性肝炎膽管阻塞肌營養不良急性心肌梗死急性胰腺炎腫瘤轉移到其他肝骨膽堿酶酯

或

有機磷化合物中毒

丙氨酸轉氨酶

或

或

天冬氨酸轉氨酶

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

或巨幼紅細胞性貧血肌酸激酶

脂酶

小腸穿孔小腸穿孔淀粉酶

-谷氨酰轉移酶

二、酶在疾病診斷上的應用許多藥物可通過抑制生物體內的某些酶來達到治療目的。通過阻斷相應的酶活性，以達到遏制腫瘤生長的目的。酶還可以直接用于治療目的。三、酶在疾病治療中的應用實例H2NCOOHH2NSO2NHR對氨基苯甲酸磺胺類藥物四氫葉酸二氫葉酸合成酶二氫葉酸對氨基苯甲酸四氫葉酸還原酶(合成核苷酸)美國一位4歲小女孩AshantiDiSilva,她患了一種嚴重聯合免疫缺陷征（SCID）的疾病，機體對任何微生物都缺乏抵抗力，她只能呼吸過濾了的空氣，飲用嚴格消毒的水和吃嚴格消毒的食物。病因：腺苷酸脫氨酶（ADA）基因先天遺傳缺陷。

Dr.W.FrenchAnderson和他的同事在

小女孩的T細胞中插入一個正常的

ADA基因，將其注入她的血液系統。

正常的T細胞以每月增長25%的速度生

長，改善了她的免疫功能1990年首次基因療法四、酶在醫學研究方面的應用（一）酶作為試劑用于臨床檢驗和科學研究酶法分析即酶偶聯測定法(enzymecoupledassays)，是利用酶作為分析試劑，對一些酶的活性、底物濃度、激活劑、抑制劑等進行定量分析的一種方法。1．酶法分析是以酶作為工具對化合物和酶活性進行定量分析的一種方法2．酶標記測定法是酶學與免疫學相結合的一種測定方法酶標記測定法是利用酶檢測的敏感性對無催化活性的蛋白質進行檢測的一種方法。酶可以代替同位素與某些物質相結合，從而使該物質被酶所標記。通過測定酶的活性來判斷被其定量結合的物質的存在和含量。當前應用最多的是酶聯免疫測定法（enzyme-linkedimmunosorbentassay,ELISA）。3．工具酶廣泛地應用于分子克隆領域除上述酶偶聯測定法外，人們利用酶具有高度特異性的特點，將酶做為工具，在分子水平上對某些生物大分子進行定向的分割與連接。（二）酶的分子工程是方興未艾的酶工程學酶分子工程主要是利用物理、化學或分子生物學方法對酶分子進行改造，包括對酶分子中功能基團進行化學修飾、酶的固定化、抗體酶等等，以適應醫藥業、工業、農業等的某種需要。1．固定化酶是固相酶

固定化酶（immobilizedenzyme）是將水溶性酶經物理或化學方法處理后，成為不溶于水但仍具有酶活性的酶衍生物。固定化酶在催化反應中以固相狀態作用于底物，并保持酶的高度特異性和催化的高效率。2．抗體酶是具有酶活性的抗體將底物的過渡態類似物作為抗原，注入動物體內產生抗體，則抗體在結構上與過渡態類似物互相適應并可相互結合。該抗體便具有能催化該過渡態反應的酶活性。當抗體和底物結合時，就可使底物轉變為過渡態進而發生催化反應。這種具有催化功能的抗體分子稱為抗體酶(abzyme)。定義維生素(vitamin)是機體維持正常功能所必需，但在體內不能合成或合成量很少，必須由食物供給的一組低分子量有機物質。脂溶性維生素

(lipid-solublevitamin)水溶性維生素

(water-solublevitamin)分類:第七節維生素與輔酶共同特點﹡易溶于水，故易隨尿液排出。﹡體內不易儲存，必須經常從食物中攝取。種類B族維生素和維生素C

水溶性維生素一、維生素B1﹡維生素B1又名硫胺素(thiamine)﹡輔酶形式為焦磷酸硫胺素(TPP)（一）化學本質及性質OHNCH3NH2CH2—N+SCH2NCH3CH2—﹡TPP是α-酮酸氧化脫羧酶的輔酶，也是轉酮醇酶的輔酶。﹡在神經傳導中起一定的作用，抑制膽堿酯酶的活性。（二）生化作用及缺乏癥1.生化作用2.缺乏癥﹡腳氣病，末梢神經炎HCH(HCOH)3CH2OHH3CNNNOOH3CN異咯嗪核醇核黃素二、維生素B2維生素B2又名核黃素(riboflavin)﹡生化作用：FMN及FAD是體內氧化還原酶的輔基，主要起氫傳遞體的作用。﹡缺乏癥：口角炎，唇炎，陰囊炎等。FMNAMPFAD

核黃素ribiflavinFMN+2HFMNH2FAD+2HFADH2維生素B2和黃素單核苷酸（FMN）.黃素腺嘌呤二核苷（FAD）+2H-2HNHHROO三、維生素PP﹡維生素PP包括尼克酸(nicotinicacid)尼克酰胺(nicotinamide)﹡體內兩種輔酶形式尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP+)（一）化學本質及性質最穩定RAMPNAD+:

R=HNADP+:R=PO2H2尼克酰胺核苷酸維生素pp和尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（磷酸）NAD(P)+

NAD(P)H+H+NAD(P)++2H2e+H+2e+H+nicotinamide生化作用：多種脫氫酶的輔酶，在氧化還原反應中起遞氫、遞電子體作用2H=H++H++e+eN+CONH2RHH++H++e+eH+H+NCONH2RHHeNAD+NADP+氧化型NADHNADPH還原型1.生化作用﹡NAD+及NADP+是體內多種脫氫酶（如蘋果酸脫氫酶、乳酸脫氫酶）的輔酶，起傳遞氫的作用。（二）生化作用及缺乏癥2.缺乏癥﹡癩皮病四、維生素B6（一）化學本質及性質﹡維生素B6包括吡哆醇，吡哆醛及吡哆胺﹡輔酶形式為磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺（二）生化作用及缺乏癥﹡磷酸吡哆醛是氨基酸轉氨酶及脫羧酶的輔酶，也是-氨基-酮戊酸合酶（ALA合酶）的輔酶。ATPCH2OH吡哆醛ADP互變磷酸吡哆胺CH2O吡哆醛激酶磷酸吡哆醛CH2O氨基酸代謝生化作用：氨基酸轉氨酶及脫羧酶的輔酶維生素B6

B6兄弟三，吡哆醛、醇、胺。

他們的磷酸物，脫羧又轉氨。

五、泛酸（一）化學本質及性質﹡泛酸(pantothenicacid)又名遍多酸﹡體內活性形式為輔酶A(CoA)酰基載體蛋白(ACP)

（二）生化作用及缺乏癥﹡CoA及ACP是酰基轉移酶的輔酶，參與酰基的轉移作用。輔酶A4’-磷酸泛酰巰基乙胺SH泛酸巰基乙胺531A戊糖C焦磷酸O3’-磷酸腺苷-5’-焦磷酸CoA或HSCoA泛酸(pantorthenicasaid)和輔酶A（coenzymeA）SHS-C-RO泛酸巰基乙胺ADP4-磷酸泛酰巰基乙胺4’-磷酸泛酰巰基乙胺SH酰基運載酰基輔酶A生化作用：酰基轉移酶的輔酶，參與三羧酸循環、脂肪酸氧化及合成等反應4’-磷酸泛酰巰基乙胺成為酰基載體蛋白(ACP)的輔基，參與脂肪酸的合成代謝.六、生物素生物素是多種羧化酶的輔基，與羧化酶蛋白中賴氨酸殘基的-氨基以酰胺鍵共價結合，形成生物胞素殘基，參與CO2固定過程。生物素(biotin)的來源廣泛生化作用：COOHNHHNCCHHCOSCH2C（CH2）4

C=O酶-NH

OO=CN生物素生物胞素N-羧基生物胞素乏力、食欲不振、惡心、嘔吐及脫屑性紅皮炎NNNNH2NOHCH2NHCO谷氨酸1蝶呤啶2345678109對氨基苯甲酸葉酸七、葉酸（一）化學本質及性質﹡葉酸(folicacid)又稱蝶酰谷氨酸﹡體內活性形式為四氫葉酸(FH4)NN5678葉酸FH2還原酶二氫葉酸（7，8）NN5678FH2還原酶NADPH+H+NADP+NADPH+H+NADP+四氫葉酸（5，6，7，8）NN5678﹡生化作用：FH4是一碳單位轉移酶的輔酶，參與一碳單位的轉移。N5、N10是一碳單位的結合位點。

﹡缺乏癥：巨幼紅細胞貧血（二）生化作用及缺乏癥八、維生素B12﹡生化作用：參與體內甲基轉移作用﹡缺乏癥：巨幼紅細胞貧血、神經疾患（一）化學本質及性質﹡維生素B12又稱鈷胺素(coholamine)﹡體內活性形式為甲基鈷胺素5-脫氧腺苷鈷胺素（二）生化作用及缺乏癥R：-CH3甲基鈷胺素

R：5`-脫氧腺苷5`-脫氧腺苷鈷胺素鈷胺素R=-CN氰鈷胺素藥用VitB12-OH羥鈷胺素鈷胺素的運輸形式-CH3－甲基鈷胺素甲基轉移酶的輔酶-dA5’脫氧腺苷鈷胺素L-甲基丙二酰CoA變位酶的輔酶VitB12是N5-CH3-FH4轉甲基酶（甲硫氨酸合成酶）的輔酶，催化同型半胱氨酸甲基化生成甲