Enzyme第3章

酶.酶的概念酶是一種生物催化劑。酶是一類對(duì)其特異底物具有高效催化作用的蛋白質(zhì)和核糖核酸。.第一節(jié)

酶的分子結(jié)構(gòu)與功能

TheMolecularStructureandFunctionofEnzyme.酶的不同形式:單體酶(monomericenzyme)：僅具有三級(jí)結(jié)構(gòu)的酶。寡聚酶(oligomericenzyme)：由多個(gè)相同或不同亞基以非共價(jià)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(fù)合物。多功能酶(multifunctionalenzyme)或串聯(lián)酶(tandemenzyme)：一些多酶體系在進(jìn)化過(guò)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、酶的分子組成中常含有輔助因子蛋白質(zhì)部分：酶蛋白(apoenzyme)輔助因子(cofactor)

金屬離子小分子有機(jī)化合物全酶(holoenzyme)結(jié)合酶(conjugatedenzyme)單純酶(simpleenzyme).全酶分子中各部分在催化反應(yīng)中的作用:酶蛋白決定反應(yīng)的特異性輔助因子決定反應(yīng)的種類與性質(zhì).金屬酶(metalloenzyme)金屬離子與酶結(jié)合緊密，提取過(guò)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(jié)合不甚緊密。金屬離子是最多見(jiàn)的輔助因子.金屬離子的作用：參與催化反應(yīng)，傳遞電子；在酶與底物間起橋梁作用；穩(wěn)定酶的構(gòu)象；中和陰離子，降低反應(yīng)中的靜電斥力等。.小分子有機(jī)化合物是一些化學(xué)穩(wěn)定的小分子物質(zhì)，稱為輔酶(coenzyme)。其主要作用是參與酶的催化過(guò)程，在反應(yīng)中傳遞電子、質(zhì)子或一些基團(tuán)。輔酶的種類不多，且分子結(jié)構(gòu)中常含有維生素或維生素類物質(zhì)。.轉(zhuǎn)移的基團(tuán)小分子有機(jī)化合物（輔酶或輔基）名稱所含的維生素氫原子（質(zhì)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.一、維生素B1形成輔酶焦磷酸硫胺素（一）焦磷酸硫胺素是維生素B1的活性形式焦磷酸硫胺素(thiaminepyrophosphate,TPP)硫胺素(thiamine).TPP是α-酮酸氧化脫羧酶的輔酶，也是轉(zhuǎn)酮酶的輔酶在神經(jīng)傳導(dǎo)中起一定的作用，抑制膽堿酯酶的活性1.生化作用腳氣病，末梢神經(jīng)炎（二）維生素B1在糖代謝中具有重要作用，缺乏可引起腳氣病2.缺乏癥.二、維生素B2是FAD和FMN的組成成分維生素B2又名核黃素(riboflavin)體內(nèi)活性形式為黃素單核苷酸(FMN)

黃素腺嘌呤二核苷酸(FAD)（一）FAD和FMN是維生素B2的是活性形式.VitB2FMNAMPFADⅠⅡⅢ.生化作用：FMN及FAD是體內(nèi)氧化還原酶(如脂酰CoA脫氫酶、琥珀酸脫氫酶、黃嘌呤氧化酶等）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（二）FMN和FAD是體內(nèi)氧化還原酶的輔基.三、維生素PP又稱抗癩皮病維生素維生素PP包括：尼克酸(nicotinicacid)

尼克酰胺(nicotinamide)體內(nèi)活性形式：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）維生素PP是NAD+和NADP+的組成成分.NAD+：R為HNADP+：R為尼克酰胺.1.生化作用

（二）維生素PP缺乏可引起癩皮病2.缺乏癥:

癩皮病3.大量長(zhǎng)期服用會(huì)中毒,肝損傷

NAD+及NADP+是體內(nèi)多種不需氧脫氫酶（如蘋果酸脫氫酶、乳酸脫氫酶）的輔酶，起傳遞氫的作用。.四、泛酸主要參與酰基轉(zhuǎn)移反應(yīng)

泛酸(pantothenicacid)又名遍多酸體內(nèi)活性形式為輔酶A(CoA)、酰基載體蛋白(ACP)（一）泛酸在輔酶A和酰基載體蛋白分子中發(fā)揮作用（二）泛酸參與酰基轉(zhuǎn)移反應(yīng)CoA及ACP是酰基轉(zhuǎn)移酶的輔酶，參與酰基的轉(zhuǎn)移作用。.泛酸4-磷酸泛酰巰基乙胺CoA的結(jié)構(gòu)式.五、生物素參與CO2固定反應(yīng)（一）生物素(biotin)的來(lái)源廣泛（二）生物素是多種羧化酶的輔基生物素是體內(nèi)多種羧化酶(如丙酮酸羧化酶、乙酰CoA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(jià)結(jié)合，形成生物胞素殘基，參與CO2固定過(guò)程。.（三）生物素參與細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和基因表達(dá)生物素還可使組蛋白生物素化，從而影響細(xì)胞周期、轉(zhuǎn)錄和DNA損傷的修復(fù)。與羧基結(jié)合生成羧基生物素與賴氨酸殘基ε-氨基結(jié)合成生物胞素.六、維生素B6包括吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺（一）維生素B6的磷酸酯是其活性形式維生素B6包括吡哆醇(pyridoxine)、吡哆醛(pyridoxal)和吡哆胺(pyridoxamine)。活化形式：磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺.磷酸吡哆醛是氨基酸轉(zhuǎn)氨酶及脫羧酶的輔酶，用于治療小兒驚厥、妊娠嘔吐和精神焦慮。磷酸吡哆醛也是-氨基-酮戊酸合酶（ALA合酶）的輔酶。缺乏導(dǎo)致低血色素小細(xì)胞性貧血和血清鐵增高。磷酸吡哆醛是同型半胱氨酸分解代謝酶的輔酶，缺乏引起高同型半胱氨酸血癥。（二）磷酸吡哆醛的輔酶作用多種多樣1．磷酸吡哆醛是多種酶的輔酶.2．磷酸吡哆醛可終止類固醇激素的作用

作用機(jī)制：將類固醇激素-受體復(fù)合物從DNA中移去，終止這些激素的作用。維生素B6缺乏：可增加人體對(duì)雌激素、雄激素、皮質(zhì)激素和維生素D作用的敏感性。

3．維生素B6缺乏不多見(jiàn)，而過(guò)量可引起中毒

日攝入量超過(guò)200mg可引起神經(jīng)損傷，表現(xiàn)為周圍感覺(jué)神經(jīng)病。

.葉酸(folicacid)又稱蝶酰谷氨酸體內(nèi)活性形式為四氫葉酸(FH4)七、葉酸以四氫葉酸形式參與一碳單位代謝（一）四氫葉酸是葉酸的活性形式（二）四氫葉酸是一碳單位的載體FH4是一碳單位轉(zhuǎn)移酶的輔酶，參與一碳單位的轉(zhuǎn)移。N5、N10

是一碳單位的結(jié)合位點(diǎn)。

.缺乏癥：巨幼紅細(xì)胞貧血高同型半胱氨酸血癥和DNA低甲基化葉酸二氫葉酸還原酶NADPH+H+NADP+二氫葉酸二氫葉酸還原酶NADPH+H+NADP+四氫葉酸5,6,7,8-四氫葉酸.維生素B12又稱鈷胺素(coholamine)體內(nèi)活性形式為甲基鈷胺素

5-脫氧腺苷鈷胺素八、維生素B12是含鈷維生素（一）維生素B12的吸收需要內(nèi)因子胃酸胃蛋白酶B12B12蛋白質(zhì)親鈷蛋白親鈷蛋白B12胰蛋白酶B12內(nèi)因子IF-B12

回腸吸收.R：-CH3甲基鈷胺素

R：5`-脫氧腺苷5`-脫氧腺苷鈷胺素.VitB12是N5-CH3-FH4轉(zhuǎn)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硫氨酸。VitB12缺乏：

相應(yīng)缺乏癥：巨幼紅細(xì)胞貧血高同型半胱氨酸血癥（二）維生素B12影響一碳單位的代謝和脂肪酸的合成一是引起甲硫氨酸合成減少；二是影響四氫葉酸的再生。.5’-脫氧腺苷鈷胺素是L-甲基丙二酰CoA變位酶的輔酶，催化琥珀酰CoA的生成。

B12缺乏時(shí)，L-甲基丙二酰CoA大量堆積，影響脂肪酸的正常合成。相應(yīng)缺乏癥：神經(jīng)疾患

.輔酶中與酶蛋白共價(jià)結(jié)合的輔酶又稱為輔基(prostheticgroup)。輔基和酶蛋白結(jié)合緊密，不能通過(guò)透析或超濾等方法將其除去，在反應(yīng)中不能離開(kāi)酶蛋白，如FAD、FMN、生物素等。.二、酶的活性中心是酶分子中執(zhí)行其催化功能的部位酶分子中氨基酸殘基側(cè)鏈的化學(xué)基團(tuán)中，一些與酶活性密切相關(guān)的化學(xué)基團(tuán)。必需基團(tuán)(essentialgroup).指必需基團(tuán)在空間結(jié)構(gòu)上彼此靠近，組成具有特定空間結(jié)構(gòu)的區(qū)域，能與底物特異結(jié)合并將底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物。酶的活性中心(activecenter).活性中心內(nèi)的必需基團(tuán)結(jié)合基團(tuán)(bindinggroup)與底物相結(jié)合催化基團(tuán)(catalyticgroup)催化底物轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物位于活性中心以外，維持酶活性中心應(yīng)有的空間構(gòu)象和（或）作為調(diào)節(jié)劑的結(jié)合部位所必需。活性中心外的必需基團(tuán).底物活性中心以外的必需基團(tuán)結(jié)合基團(tuán)催化基團(tuán)活性中心.三、同工酶同工酶(isoenzyme)是指催化相同的化學(xué)反應(yīng)，而酶蛋白的分子結(jié)構(gòu)理化性質(zhì)乃至免疫學(xué)性質(zhì)不同的一組酶。定義.根據(jù)國(guó)際生化學(xué)會(huì)的建議，同工酶是由不同基因編碼的多肽鏈，或由同一基因轉(zhuǎn)錄生成的不同mRNA所翻譯的不同多肽鏈組成的蛋白質(zhì)。同工酶存在于同一種屬或同一個(gè)體的不同組織或同一細(xì)胞的不同亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)中，它使不同的組織、器官和不同的亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)具有不同的代謝特征。這為同工酶用來(lái)診斷不同器官的疾病提供了理論依據(jù)。.HHHHHHHMHHMMHMMMMMMMLDH1

(H4)LDH2(H3M)LDH3(H2M2)LDH4(HM3)LDH5

(M4)乳酸脫氫酶的同工酶舉例1.舉例2BBMMMCK1(BB)CK2(MB)CK3(MM)腦心肌骨骼肌肌酸激酶(creatinekinase,CK)同工酶BB.*生理及臨床意義在代謝調(diào)節(jié)上起著重要的作用；用于解釋發(fā)育過(guò)程中階段特有的代謝特征；同工酶譜的改變有助于對(duì)疾病的診斷；同工酶可以作為遺傳標(biāo)志，用于遺傳分析研究。心肌梗死和肝病病人血清LDH同工酶譜的變化1酶活性心肌梗死酶譜正常酶譜肝病酶譜2345.第二節(jié)

酶的工作原理

TheMechanismofEnzymeAction.在反應(yīng)前后沒(méi)有質(zhì)和量的變化；只能催化熱力學(xué)允許的化學(xué)反應(yīng)；只能加速可逆反應(yīng)的進(jìn)程，而不改變反應(yīng)的平衡點(diǎn)。酶與一般催化劑的共同點(diǎn)：.（一）酶促反應(yīng)具有極高的效率一、酶促反應(yīng)的特點(diǎn)酶的催化效率通常比非催化反應(yīng)高108～1020倍，比一般催化劑高107～1013倍。酶的催化不需要較高的反應(yīng)溫度。酶和一般催化劑加速反應(yīng)的機(jī)理都是降低反應(yīng)的活化能(activationenergy)。酶比一般催化劑更有效地降低反應(yīng)的活化能。.酶的催化效率可用酶的轉(zhuǎn)換數(shù)(turnovernumber)

來(lái)表示。酶的轉(zhuǎn)換數(shù)是指在酶被底物飽和的條件下，每個(gè)酶分子每秒鐘將底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的分子數(shù)。.一種酶僅作用于一種或一類化合物，或一定的化學(xué)鍵，催化一定的化學(xué)反應(yīng)并生成一定的產(chǎn)物。酶的這種特性稱為酶的特異性或?qū)Ｒ恍浴Ｃ傅奶禺愋?specificity)（二）酶促反應(yīng)具有高度的特異性.根據(jù)酶對(duì)其底物結(jié)構(gòu)選擇的嚴(yán)格程度不同，酶的特異性可大致分為以下3種類型：絕對(duì)特異性(absolutespecificity)：只能作用于特定結(jié)構(gòu)的底物，進(jìn)行一種專一的反應(yīng)，生成一種特定結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物。相對(duì)特異性(relativespecificity)：作用于一類化合物或一種化學(xué)鍵。立體結(jié)構(gòu)特異性(stereospecificity)：作用于立體異構(gòu)體中的一種。.（三）酶促反應(yīng)的可調(diào)節(jié)性酶促反應(yīng)受多種因素的調(diào)控，以適應(yīng)機(jī)體對(duì)不斷變化的內(nèi)外環(huán)境和生命活動(dòng)的需要。包含三個(gè)方面的調(diào)節(jié)對(duì)酶生成與降解量的調(diào)節(jié)酶催化效力的調(diào)節(jié)通過(guò)改變底物濃度對(duì)酶進(jìn)行調(diào)節(jié)等.二、酶通過(guò)促進(jìn)底物形成過(guò)渡態(tài)而提高反應(yīng)速率（一）酶比一般催化劑更有效地降低反應(yīng)活化能酶和一般催化劑一樣，加速反應(yīng)的作用都是通過(guò)降低反應(yīng)的活化能(activationenergy)

實(shí)現(xiàn)的。活化能：底物分子從初態(tài)轉(zhuǎn)變到活化態(tài)所需的能量。.反應(yīng)總能量改變非催化反應(yīng)活化能酶促反應(yīng)活化能

一般催化劑催化反應(yīng)的活化能能量反應(yīng)過(guò)程底物產(chǎn)物酶促反應(yīng)活化能的改變

.（二）酶-底物復(fù)合物的形成有利于底物轉(zhuǎn)變成過(guò)渡態(tài)酶底物復(fù)合物E+SE+PES(過(guò)渡態(tài)).誘導(dǎo)契合作用使酶與底物密切結(jié)合酶與底物相互接近時(shí)，其結(jié)構(gòu)相互誘導(dǎo)、相互變形和相互適應(yīng)，進(jìn)而相互結(jié)合。這一過(guò)程稱為酶-底物結(jié)合的誘導(dǎo)契合(induced-fit)

。..酶的誘導(dǎo)契合動(dòng)畫.2.鄰近效應(yīng)與定向排列使諸底物正確定位于酶的活性中心酶在反應(yīng)中將諸底物結(jié)合到酶的活性中心，使它們相互接近并形成有利于反應(yīng)的正確定向關(guān)系。這種鄰近效應(yīng)(proximityeffect)與定向排列(orientationarrange)實(shí)際上是將分子間的反應(yīng)變成類似于分子內(nèi)的反應(yīng)，從而提高反應(yīng)速率。.鄰近效應(yīng)與定向排列：.酶的活性中心多是酶分子內(nèi)部的疏水“口袋”，酶反應(yīng)在此疏水環(huán)境中進(jìn)行，使底物分子脫溶劑化(desolvation)，排除周圍大量水分子對(duì)酶和底物分子中功能基團(tuán)的干擾性吸引和排斥，防止水化膜的形成，利于底物與酶分子的密切接觸和結(jié)合。這種現(xiàn)象稱為表面效應(yīng)(surfaceeffect)。3.表面效應(yīng)使底物分子去溶劑化.（三）酶的催化機(jī)制呈多元催化作用一般酸-堿催化作用(generalacid-basecatalysis)共價(jià)催化作用(covalentcatalysis)

親核催化作用(nucleophiliccatalysis).第三節(jié)酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)KineticsofEnzyme-CatalyzedReaction

.酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)：研究各種因素對(duì)酶促反應(yīng)速率的影響，并加以定量的闡述。影響因素包括：酶濃度、底物濃度、pH、溫度、抑制劑、激活劑等。.一、底物濃度對(duì)反應(yīng)速率影響的作圖呈矩形雙曲線在其他因素不變的情況下，底物濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響呈矩形雙曲線關(guān)系。[S]V.單底物、單產(chǎn)物反應(yīng)；酶促反應(yīng)速率一般在規(guī)定的反應(yīng)條件下，用單位時(shí)間內(nèi)底物的消耗量和產(chǎn)物的生成量來(lái)表示；反應(yīng)速率取其初速率，即底物的消耗量很小（一般在5﹪以內(nèi)）時(shí)的反應(yīng)速率底物濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于酶濃度。研究前提：.當(dāng)?shù)孜餄舛容^低時(shí)：反應(yīng)速率與底物濃度成正比；反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)。[S]VVmax.隨著底物濃度的增高：反應(yīng)速率不再成正比例加速；反應(yīng)為混合級(jí)反應(yīng)。[S]VVmax.當(dāng)?shù)孜餄舛雀哌_(dá)一定程度：反應(yīng)速率不再增加，達(dá)最大速率；反應(yīng)為零級(jí)反應(yīng)[S]VVmax.中間產(chǎn)物解釋酶促反應(yīng)中底物濃度和反應(yīng)速率關(guān)系的最合理學(xué)說(shuō)是中間產(chǎn)物學(xué)說(shuō)：

E+S

k1k2k3ESE+P（一）米－曼氏方程式揭示單底物反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)特性.1913年Michaelis和Menten提出反應(yīng)速率與底物濃度關(guān)系的數(shù)學(xué)方程式，即米－曼氏方程式，簡(jiǎn)稱米氏方程式(Michaelisequation)。[S]：底物濃度V：不同[S]時(shí)的反應(yīng)速率Vmax：最大反應(yīng)速率(maximumvelocity)

Ｋm：米氏常數(shù)(Michaelisconstant)

ＶVmax[S]

Km+[S]＝──.E與S形成ES復(fù)合物的反應(yīng)是快速平衡反應(yīng)，而ES分解為E及P的反應(yīng)為慢反應(yīng)，反應(yīng)速率取決于慢反應(yīng)即V=k3[ES]。

(1)S的總濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于E的總濃度，因此在反應(yīng)的初始階段，S的濃度可認(rèn)為不變即[S]=[St]。米－曼氏方程式推導(dǎo)基于兩個(gè)假設(shè)：.米－曼氏方程式推導(dǎo)過(guò)程：ES的生成速率=ES的分解速率k2+k3=Km

（米氏常數(shù)）k1令：則(2)變?yōu)?([Et]－[ES])[S]=

Km[ES](2)=([Et]－[ES])[S]k2+k3[ES]k1整理得：k1([Et]－[ES])[S]=

k2[ES]+k3[ES]當(dāng)反應(yīng)處于穩(wěn)態(tài)時(shí)：.當(dāng)?shù)孜餄舛群芨撸瑢⒚傅幕钚灾行娜匡柡蜁r(shí)，即[Et]=[ES]，反應(yīng)達(dá)最大速率Vmax=

k3[ES]=

k3[Et](5)[ES]=

───[Et][S]Km+[S](3)整理得:將(5)代入(4)得米氏方程式：Vmax[S]Km+[S]V=

────將(3)代入(1)

得k3[Et][S]Km+[S](4)V=

────.（二）Km與Vm是有意義的酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)Km值的推導(dǎo)Km與Vmax的意義.當(dāng)反應(yīng)速率為最大反應(yīng)速率一半時(shí)：Km值的推導(dǎo)Km=[S]Km值等于酶促反應(yīng)速率為最大反應(yīng)速率一半時(shí)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(yīng)速率為最大反應(yīng)速率一半時(shí)的底物濃度。意義：Km是酶的特征性常數(shù)之一，只與酶的結(jié)構(gòu)、底物和反應(yīng)環(huán)境（如，溫度、pH、離子強(qiáng)度）有關(guān)，與酶的濃度無(wú)關(guān)。

Km可近似表示酶對(duì)底物的親和力；同一酶對(duì)于不同底物有不同的Km值。Km值.Vmax意義：Vmax=k3[E]定義：Vm是酶完全被底物飽和時(shí)的反應(yīng)速率，與酶濃度成正比。如果酶的總濃度已知，可從Vmax計(jì)算酶的轉(zhuǎn)換數(shù)(turnovernumber)，即動(dòng)力學(xué)常數(shù)k3。.定義:

當(dāng)酶被底物充分飽和時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)每個(gè)酶分子催化底物轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)物的分子數(shù)。意義:

可用來(lái)比較每單位酶的催化能力。酶的轉(zhuǎn)換數(shù)(turnovernumber).1.雙倒數(shù)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(shù)（三）Ｋm值與Ｖmax值可以通過(guò)作圖法求取-1/Km1/Vmax1/[S]1/V.2.Hanes作圖法在林－貝氏方程基礎(chǔ)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(shí)酶濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響呈直線關(guān)系在酶促反應(yīng)系統(tǒng)中，當(dāng)?shù)孜餄舛却蟠蟪^(guò)酶的濃度，酶被底物飽和時(shí)，反應(yīng)速率達(dá)最大速率。此時(shí)，反應(yīng)速率和酶濃度變化呈正比關(guān)系。.當(dāng)[S]＞＞[E]，酶可被底物飽和的情況下，反應(yīng)速率與酶濃度成正比。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)速率的影響.三、溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響具有雙重性溫度對(duì)酶促反應(yīng)速率具有雙重影響。溫度升高加快化學(xué)反應(yīng)速度，同時(shí)增加酶變性的機(jī)會(huì)酶促反應(yīng)速率最快時(shí)反應(yīng)體系的溫度稱為酶促反應(yīng)的最適溫度(optimumtemperature)。.溫度對(duì)淀粉酶活性的影響最適溫度：

酶發(fā)揮最大催化活性時(shí)反應(yīng)體系的溫度.酶的最適溫度不是酶的特征性常數(shù)，它與反應(yīng)進(jìn)行的時(shí)間有關(guān)。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(fù)其活性。臨床應(yīng)用：低溫麻醉.四、pH通過(guò)改變酶和底物分子解離狀態(tài)影響反應(yīng)速率酶催化活性最高時(shí)反應(yīng)體系的pH稱為酶促反應(yīng)的最適pH(optimumpH)。pH對(duì)某些酶活性的影響.最適pH不是酶的特征性常數(shù)，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(yīng)速率酶的抑制劑(inhibitor)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。.抑制作用的類型不可逆性抑制(irreversibleinhibition)可逆性抑制(reversibleinhibition)競(jìng)爭(zhēng)性抑制(competitiveinhibition)非競(jìng)爭(zhēng)性抑制(non-competitiveinhibition)反競(jìng)爭(zhēng)性抑制(uncompetitiveinhibition)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：

.有機(jī)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(jià)鍵與酶活性中心的必需基團(tuán)相結(jié)合，使酶失活。（一）不可逆性抑制劑主要與酶共價(jià)結(jié)合.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）可逆性抑制作用競(jìng)爭(zhēng)性抑制非競(jìng)爭(zhēng)性抑制反競(jìng)爭(zhēng)性抑制類型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。.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

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。定義.反應(yīng)模式+IEIE+SE+PESIS+++ESIESEIPEE.特點(diǎn)抑制程度取決于抑制劑與酶的相對(duì)親和力及底物濃度；I與S結(jié)構(gòu)類似，競(jìng)爭(zhēng)酶的活性中心；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].舉例丙二酸與琥珀酸競(jìng)爭(zhēng)琥珀酸脫氫酶琥珀酸琥珀酸脫氫酶FADFADH2延胡索酸.磺胺類藥物的抑菌機(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.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。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.反應(yīng)模式+S－S+S－S+ESIEIEESEPE+SESE+P+IEI+SEIS+I.特點(diǎn)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；抑制程度取決于抑制劑的濃度；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.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。定義反競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用的抑制劑僅與酶-底物復(fù)合物結(jié)合.反應(yīng)模式E+SE+PES+IESI++ESESESIEP.特點(diǎn)：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。抑制劑↑1/V1/[S]無(wú)抑制劑?.各種可逆性抑制作用的比較

.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)。種類必需激活劑(essentialactivator)非必需激活劑(non-essentialactivator).第四節(jié)

酶的調(diào)節(jié)

TheRegulationofEnzyme.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)）調(diào)節(jié)方式調(diào)節(jié)對(duì)象：關(guān)鍵酶變構(gòu)調(diào)節(jié)化學(xué)修飾.變構(gòu)效應(yīng)劑(allostericeffector)變構(gòu)激活劑變構(gòu)抑制劑

變構(gòu)調(diào)節(jié)(allostericregulation)變構(gòu)酶(allostericenzyme)變構(gòu)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(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)。（一）變構(gòu)酶通過(guò)變構(gòu)調(diào)節(jié)酶的活性一、調(diào)節(jié)酶實(shí)現(xiàn)對(duì)酶促反應(yīng)速率的快速調(diào)節(jié).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)。變構(gòu)激活變構(gòu)抑制變構(gòu)酶的Ｓ形曲線[S]V無(wú)變構(gòu)效應(yīng)劑酶的變構(gòu)調(diào)節(jié)是體內(nèi)代謝途徑的重要快速調(diào)節(jié)方式之一。.（二）酶的化學(xué)修飾調(diào)節(jié)是通過(guò)某些化學(xué)基團(tuán)與酶的共價(jià)結(jié)合與分離實(shí)現(xiàn)的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。共價(jià)修飾(covalentmodification).磷酸化與脫磷酸化（最常見(jiàn)）乙酰化和脫乙酰化甲基化和脫甲基化腺苷化和脫腺苷化－SH與－S－S互變

常見(jiàn)類型酶的化學(xué)修飾是體內(nèi)快速調(diào)節(jié)的另一種重要方式。.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ThrSerTyr-O-PO32-酶蛋白.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。在一定條件下，酶原向有活性酶轉(zhuǎn)化的過(guò)程。（三）酶原的激活使無(wú)活性的酶原轉(zhuǎn)變成有催化活性的酶酶原(zymogen)酶原的激活.酶原激活的機(jī)理酶原分子構(gòu)象發(fā)生改變形成或暴露出酶的活性中心

一個(gè)或幾個(gè)特定的肽鍵斷裂，水解掉一個(gè)或幾個(gè)短肽在特定條件下.賴?yán)i天天天天甘異賴?yán)i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(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。

酶原激活的本質(zhì)

酶活性中心形成或暴露的過(guò)程.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)誘導(dǎo)作用(induction)

阻遏作用(repression)（一）酶蛋白合成可被誘導(dǎo)或阻遏.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.第五節(jié)

酶的命名與分類

TheNamingandClassificationofEnzyme.一、酶可根據(jù)其催化的反應(yīng)類型予以分類氧化還原酶類(oxidoreductases)轉(zhuǎn)移酶類(transferases)水解酶類(hydrolases)裂解酶類(lyases)異構(gòu)酶類(isomerases)合成酶類(synthetases,ligases)根據(jù)酶反應(yīng)的類型，酶可分為六大類，其排序如下:.二、每一種酶均有其系統(tǒng)名稱和推薦名稱系統(tǒng)名稱(systematicname)推薦名稱(recommendedname).酶的分類催化的化學(xué)反應(yīng)舉例系統(tǒng)名稱EC編號(hào)推薦名稱氧化還原酶類乙醛+NADH+H+乙醇：NAD+

氧化還原酶EC1.1.1.1乙醇脫氫酶轉(zhuǎn)移酶類草酰乙酸+L-谷氨酸L-天冬氨酸：-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(gòu)酶類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.第六節(jié)

酶與醫(yī)學(xué)的關(guān)系

TheRelationofEnzymeandMedicine

.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常或酶活性受到抑制相關(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1．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。

.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。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