蛋白質的結構與功能01氨基酸基本組成單位——氨基酸(aminoacid,AA)參與編碼蛋白質的基本氨基酸，只有20種。氨基酸的通式CCOOHHRH2N1.

20種AA中除Pro外，與羧基相連的α-碳原子上都有一個氨基，因而稱α-氨基酸。2.

不同的α-AA，其R側鏈不同。氨基酸R側鏈對蛋白質空間結構和理化性質有重要影響。3.

除Gly的R側鏈為H原子外，其他AA的α-碳原子都是不對稱碳原子，可形成不同的構型，因而具有旋光性。氨基酸組成人體蛋白質的氨基酸都為L-α-AA（Gly,Pro除外）。氨基酸的分類按側鏈的結構和理化性質可分為：

非極性、脂肪族氨基酸

極性、中性氨基酸

酸性氨基酸

堿性氨基酸甘氨酸

glycine

Gly

G

5.97丙氨酸

alanineAlaA

6.00纈氨酸

valineValV

5.96亮氨酸

leucineLeuL

5.98

異亮氨酸

isoleucineIleI

6.02

苯丙氨酸

phenylalaninePheF

5.48脯氨酸

prolineProP

6.30支鏈氨基酸亞氨基酸Phe脯氨酸Pro吡咯烷環--雜環氨基酸色氨酸

tryptophanTrpW

5.89絲氨酸

serineSerS

5.68酪氨酸

tyrosineTyrY

5.66

半胱氨酸

cysteineCysC

5.07

蛋氨酸

methionine

MetM

5.74天冬酰胺

asparagineAsnN

5.41

谷氨酰胺

glutamineGlnQ

5.65

蘇氨酸

threonineThrT5.602.極性中性氨基酸含酰胺基氨基酸色氨酸Trp酪氨酸Tyr芳香族氨基酸吲哚環--雜環氨基酸TyrSer天冬氨酸

asparticacidAspD

2.97

谷氨酸

glutamicacidGluE

3.22

賴氨酸

lysineLysK

9.74精氨酸

arginineArgR

10.76組氨酸

histidineHisH

7.593.酸性氨基酸4.堿性氨基酸εδγβδ-胍基咪唑基—雜環氨基酸δγβγβ氨基酸注射液1968年美國Dudrick，在研究人體營養學工作中，利用結晶氨基酸配出了氨基酸輸液，挽救了很多病人的生命。用于大面積燒傷、創傷及嚴重感染等應激狀態下肌肉分解代謝亢進、消化系統功能障礙、營養惡化及免疫功能下降的病人的營養支持，亦用于手術后病人，改善其營養狀態。氨基酸營養輸液是繼“疫苗”、“維生素”、“抗生素”之后，被譽為二十世紀醫療史上的四個里程碑。肽與肽鍵)肽鍵氨基酸殘基(residue)寡肽；多肽;蛋白質。蛋白質的結構與功能01蛋白質的分類蛋白質的分類

按組成成分：

單純蛋白（僅含氨基酸）結合蛋白（單純蛋白+輔基）

按形狀分：球蛋白纖維蛋白蛋白質的結構與功能01蛋白質的空間結構蛋白質的分子結構包括:一級結構(primarystructure)二級結構(secondarystructure)三級結構(tertiarystructure)四級結構(quaternarystructure)蛋白質的二級結構

*

蛋白質的二級結構是指多肽鏈中主鏈骨架原子的局部空間排布，不涉及氨基酸側鏈的構象。

*穩定因素：氫鍵二級結構的主要結構單位——肽單元（peptideunit）二級結構的主要化學鍵——氫鍵(hydrogenbond)肽單元（peptideunit）

肽鍵與相鄰的兩個α-C原子所組成的殘基，稱為肽單元、肽單位、肽平面或酰胺平面(amideplane)。它們均位于同一個平面上，且兩個α-C原子呈反式排列。常見的蛋白質二級結構

肽單元上Cα所連的兩個單鍵的旋轉角度，決定兩個相連肽單元的相對空間位置，由于肽平面和氨基酸殘基側鏈R基對多肽鏈構象的限制作用，二級結構只有以下幾種主要形式：α-螺旋

(α-helix)β-折疊(β-pleatedsheet)β-轉角

(β–turnorβ-bend)無規卷曲

(randomcoil)α-helix多個肽平面通過Cα的旋轉，相互之間緊密盤曲成穩固的右手螺旋。主鏈螺旋上升，每3.6個氨基酸殘基上升一圈，螺距0.54nm。肽平面和螺旋長軸平行。氨基酸的側鏈伸向螺旋的外側。螺旋的穩定是靠氫鍵。氫鍵方向與長軸平行。

β-pleatedsheet①是肽鏈相當伸展的結構，肽平面之間折疊成鋸齒狀，相鄰肽平面間呈110°角。②依靠兩條肽鏈或一條肽鏈內的兩段肽鏈間的羰基氧與亞氨基氫形成氫鍵，使構象穩定。也就是說，氫鍵是穩定β-折疊的主要化學鍵。蛋白質的三級結構

蛋白質的三級結構是指多肽鏈在二級結構的基礎上,由于氨基酸殘基側鏈R基的相互作用進一步盤曲或折迭而形成的特定構象。也就是整條多肽鏈中所有原子或基團在三維空間的排布位置。

肌紅蛋白(myoglobin,Mb)一條長為153個氨基酸的多肽鏈和一個血紅素輔基組成。共有8段

-螺旋結構(A-H）功能:儲存O2蛋白質的分子結構包括:

蛋白質三級結構的形成和穩定主要靠次級鍵，包括氫鍵、鹽鍵、疏水鍵以及范德華力等。此外，某些蛋白質中二硫鍵也起著重要的作用。蛋白質的四級結構二條或二條以上具有獨立三級結構的多肽鏈組成的蛋白質。其中，每條具有獨立三級結構的多肽鏈稱為亞基(subunit)。由兩個或兩個以上亞基之間彼此以非共價鍵相互作用形成的更為復雜的空間構象，稱為蛋白質的四級結構。血紅蛋白四級結構示意圖

主要穩定因素：非共價鍵，氫鍵，離子鍵，疏水鍵蛋白質的結構蛋白質的結構與功能01蛋白質的理化性質及應用蛋白質的理化性質

蛋白質是由氨基酸組成的大分子化合物，其理化性質一部分與氨基酸相似，如兩性電離及等電點、紫外吸收、呈色反應等。也有一部分又不同于氨基酸，如高分子量、膠體性質、沉淀、變性和凝固等。蛋白質的兩性電離及等電點

在某一溶液中，蛋白質所帶正負電荷相等，凈電荷為零時，此時該溶液的pH值即為該蛋白質的等電點(isoelectricpoint，pI)。蛋白質的等電點（pI）蛋白質的膠體性質

蛋白質分子量頗大，可自一萬至百萬之巨，故其分子的大小已達到膠粒1～100nm范圍之內。因此蛋白質溶液具有膠體溶液的性質。穩定該親水膠體的因素是：水化膜、顆粒表面電荷。蛋白質的變性

天然蛋白質在某些物理或化學因素作用下，其特定的空間結構被破壞，從而導致理化性質改變和生物學活性的喪失，稱為蛋白質的變性作用(denaturation)。變性主要是二硫鍵及非共價鍵的斷裂，并不涉及一級結構氨基酸序列的改變。變性因素：加熱、有機溶劑、強酸、強堿、重金屬等蛋白質變性的應用：利用：高溫、高壓滅菌利用：低溫保存酶、疫苗等，防止蛋白質變性。蛋白質的復性

變性并非是不可逆的變化，當變性程度較輕時，如去除變性因素，有的蛋白質仍能恢復或部分恢復其原來的構象及功能，變性的可逆變化稱為復性（renaturation）。蛋白質的沉淀

蛋白質變性后，疏水基團暴露，相互之間容易聚集而發生沉淀。值得注意的是，有時蛋白質發生沉淀，但并不變性。蛋白質的吸收光譜及幾種呈色反應蛋白質的特征紫外吸收光波長—280nm

（Trp、Tyr的貢獻）2.呈色反應——常可用于蛋白質定量雙縮脲反應(BiuretReaction)兩個或兩個以上的肽鍵在堿性條件下與Cu2+反應生成紫紅色物質Folin-酚試劑反應蛋白質分子中的Tyr在堿性條件下與酚試劑生成藍色化合物茚三酮反應蛋白質分子中的游離氨基和羧基與茚三酮加熱生成藍紫色化合物蛋白質的結構與功能01蛋白質的元素組成什么是蛋白質?蛋白質(protein)是由許多氨基酸

(aminoacids)通過肽鍵

(peptidebond)相連形成的高分子含氮化合物。蛋白質

蛋白質是生物體的基本組成成分之一，幾乎參與了生命活動的所有過程。含量：約占固體成分的近1/2（45%）

種類：一個真核細胞達數千種，每一種均有其特定的結構與功能分布廣蛋白質的元素組成碳、氫、氧、氮

、硫（C、H、O、N、S

）以及磷、鐵、銅、鋅、碘、硒

蛋白質平均含氮量（N%）：16%∴蛋白質含量=含氮克數×6.25（凱氏定氮法）蛋白質的結構與功能01蛋白質結構與功能的關系蛋白質的一級結構與功能的關系蛋白質一級結構是空間結構的基礎蛋白質的一級結構決定蛋白質空間結構，進而決定蛋白質的生物學功能。蛋白質的一級結構與功能的關系2.相似的一級結構有相同或相似的生物學功能蛋白質的一級結構與功能的關系3.氨基酸序列提供重要的生物進化信息一些廣泛存在于生物界的蛋白質如細胞色素(cytochromeC)，比較它們的一級結構，可以幫助了解物種進化間的關系。蛋白質的一級結構與功能的關系4.一級結構關鍵部位的改變影響其生物學活性鐮刀狀紅細胞性貧血:β亞基N端的第6位氨基酸殘基發生了改變，Glu→Val,這種變異來源于基因上遺傳信息的突變。正常DNA……TGTGGGCTTCTTTTT

mRNA……ACACCCGAAGAAAAAHbAN端SerProGluGluLys異常DNA……TGTGGGCATCTTTTTmRNA……ACACCCGUAGAAAAAHbSN端SerProValGluLys

分子?。旱鞍踪|分子發生變異所導致的疾病鐮刀型紅細胞正常紅細胞在氧張力低的毛細血管區，HbS形成管狀凝膠結構（如棒狀結構），導致紅細胞扭曲成鐮刀狀。這種僵硬的鐮狀紅細胞不能通過毛細血管，加上HbS的凝膠化使血液的黏滯度增大，阻塞毛細血管，引起局部組織器官缺血缺氧，產生脾腫大、胸腹、肌肉疼痛等臨床表現。蛋白質的空間結構與功能的關系肌紅蛋白（myoglobin,Mb）單體，153AA血紅蛋白（hemoglubin,Hb）四聚體，

α2β2(α2γ2,α2ε2)α:141AA,β(γ,ε):146AAT態和R態蛋白質折疊病瘋牛病是由朊病毒蛋白(prionprotein,PrP)引起的具有傳染性、遺傳性的神經退行性病變。PrP是由染色體基因編碼的分子量為33-35kD的蛋白質。動物和人的正常PrP水溶性強、對蛋白酶敏感，含有多個α-螺旋，稱為PrPC。PrPC通過某種機制可轉變成全為β-折疊的PrP(稱為PrPSC)。PrPSC水溶性差、對蛋白酶耐受、熱穩定、而且可以傳染給其他個體，并致使其他個體中正常的PrPC通過某種機制重新折疊成PrPSC。最后PrPSC可以相互聚集，形成淀粉樣沉淀而致病。蛋白質的結構與功能01蛋白質的一級結構蛋白質的分子結構

蛋白質是氨基酸通過肽鍵相連形成的具有三維結構的生物大分子。一般將蛋白質分子的結構分為四個層次來學習。Ribulose-1,5-bisphosphatecarboxylase/oxygenaseRibulose-1,5-bisphosphatecarboxylase/oxygenase一級結構(primarystructure)二級結構(secondarystructure)三級結構(tertiarystructure)四級結構(quaternarystructure)蛋白質的分子結構包括:蛋白質的一級結構蛋白質分子中，從N-端至C-端的氨基酸殘基的排列順序。一級結構中的主要化學鍵是肽鍵，有的包含二硫鍵。是蛋白質最基本的結構。

核酸---DNA的功能01DNA的功能DNA的功能DNA是遺傳的物質基礎。

基因（gene）就是能編碼蛋白質或RNA等具有特定功能產物的遺傳信息的基本單位，是染色體或基因組中的一段序列。生物體的基因組是其DNA的全部核苷酸序列，即堿基序列。堿基序列以遺傳密碼的方式決定了蛋白質分子中氨基酸的排列順序。DNA的基本功能是作為生物遺傳信息的攜帶者，是遺傳信息復制和轉錄的模板。脫氧核糖堿基A磷酸脫氧核糖堿基C磷酸脫氧核糖堿基T磷酸脫氧核糖堿基G磷酸核酸---DNA的空間結構02DNA的超級結構01DNA的二級結構1.DNA的二級結構DNA的二級結構是雙螺旋結構，１９５３年，由青年科學家Watson和Crick綜合科學研究成果提出。DNA雙螺旋結構要點：1）兩條反向平行鏈的右手螺旋。一條鏈5’-3’,另一條為3’-5’.圍繞同一中心軸表面有大溝及小溝。2）磷酸和脫氧核糖位于螺旋

外側,堿基位于內側。堿基平面平行，與中心軸垂直.小溝大溝DNA雙螺旋結構要點：3）堿基互補配對：A-T、G-C配對。A與T之間形成2個氫鍵，C與G之間形成3個氫鍵。兩鏈為互補鏈。4）穩定雙螺旋的作用力氫鍵和堿基堆積力.其他：直徑2nm，螺距3.4nm，10個堿基對形成一圈螺旋。2.DNA的超級結構在細胞內，DNA在雙螺旋結構的基礎上進一步折疊盤繞成為超級結構。原核生物的DNA雙螺旋進一步緊縮成超螺旋結構。真核生物DNA的超級結構是與組蛋白結合在一起的。DNA雙螺旋盤繞在組蛋白上形成核小體，再形成棒狀的染色體。核酸---DNA的一級結構01DNA的一級結構2.DNA的一級結構DNA的一級結構是指DNA分子中脫氧核苷酸的排列順序。由于DNA分子內

各種脫氧核苷酸中，不同的僅是堿基，DNA分子中堿基的排列順序就代表了DNA的一級結構。核酸兩端分別為５′端和３′端，通常規則，以５′→３′方向為正向。脫氧核糖堿基A磷酸脫氧核糖堿基C磷酸脫氧核糖堿基T磷酸脫氧核糖堿基G磷酸核酸---RNA的結構和功能0203tRNArRNA01mRNA1.mRNA的結構特點和功能1）功能：在蛋白質生物合成過程中，是直接模板。mRNA將DNA上的堿基序列以堿基互補原則，抄錄并轉移至細胞質中，從而將DNA上的遺傳信息轉移至細胞質，決定蛋白質合成過程中的氨基酸排列順序。1.mRNA的結構特點和功能2）結構特點：

（1）５′端帽子結構真核生物的mRNA的５′端有一個７-甲基鳥苷三磷酸，并且第一個和第二個核苷酸的C２′位也被甲基化，形成的mGpppNm結構，稱為帽子結構。帽子結構保護mRNA免受核酸酶從５′端的降解作用，并能促進核糖體與mRNA的結合，加速翻譯的起始。1.mRNA的結構特點和功能（2）3′端尾巴結構３′端有一段由８０～２００多個腺苷酸連接而成的多聚腺苷酸結構，稱為多聚A（polyA）尾。維系mRNA的穩定性等。2.tRNA的結構特點和功能1）功能：在蛋白質的合成中發揮轉運氨基酸的作用。2.tRNA的結構特點和功能2）結構特點：反密碼環氨基酸臂氨基酸有較多的稀有堿基;二級結構呈三葉草形;３′端的螺旋區稱氨基酸臂：有CCA-OH結構，為氨基酸的連接部位；反密碼環上居中的３個堿基構成一個反密碼子。識別mRNA的密碼子，正確地運送氨基；三級結構呈倒L形，一端為氨基酸臂，另一端為反密碼環。3.rRNA的結構特點和功能1）功能：于核糖體的蛋白質結合共同構成核糖體，在蛋白質生物合成中起裝配機的作用，并提供場所。3.rRNA的結構特點和功能2）結構特點：原核生物有３種rRNA，分為５S、１６S、２３S（S是大分子物質在超速離心沉降中的沉降系數）。其中５S與２３S存在于核糖體的大亞基，１６S存在于核糖體的小亞基。真核生物有四種rRNA，分為５S、５.８S、１８S、２８S。其中５S、５.８S和２８S存在于核糖體的大亞基，１８S存在于核糖體的小亞基。核酸---核苷酸及連接方式02核苷酸01核苷03核苷酸的命名與分類04核苷酸的連接1.核苷堿基與戊糖通過脫水縮合、以糖苷鍵連接而成的化合物。嘌呤堿的第９位氮原子或嘧啶堿第１位氮原子與戊糖分子上第１位碳原子相連。核苷中含核糖者稱為核糖核苷，簡稱核苷，

如腺嘌呤核苷（簡稱腺苷）；核苷中脫氧核糖者稱為脫氧核糖核苷，簡稱脫氧核苷，

如胞嘧啶脫氧核苷（簡稱脫氧胞苷）。戊糖堿基戊糖堿基磷酸戊糖堿基磷酸+→+→核苷核苷酸2.核苷酸核苷中戊糖上的羥基與磷酸通過磷酸酯鍵連接構成核苷酸。戊糖堿基戊糖堿基磷酸戊糖堿基磷酸+→+→核苷核苷酸DNA的基本單位是脫氧核糖核苷酸；RNA的基本單位是核糖核苷酸

。3.核苷酸的命名與分類核糖腺嘌呤磷酸腺苷一磷酸（AMP）核糖腺嘌呤磷酸腺苷二磷酸（ADP）磷酸核糖腺嘌呤磷酸腺苷三磷酸（ATP）磷酸磷酸脫氧核糖腺嘌呤磷酸脫氧腺苷一磷酸（dAMP）脫氧核糖腺嘌呤磷酸脫氧腺苷二磷酸（dADP）磷酸脫氧核糖腺嘌呤磷酸脫氧腺苷三磷酸（dATP）磷酸磷酸4.核苷酸的連接３′，５′磷酸二酯鍵：一個核苷酸的

３′羥基與另一個核苷酸的５′磷酸

脫水形成的酯鍵。DNA是由許多脫氧核苷酸分子通過

３′，５′磷酸二酯鍵連接而成的

多聚脫氧核苷酸鏈，RNA是由許多核苷酸分子通過３′，５′磷酸二酯鍵連接而成的多聚核苷酸鏈。戊糖堿基磷酸戊糖堿基磷酸戊糖堿基磷酸戊糖堿基磷酸核酸---核酸的理化性質0203DNA的變性與復性核酸分子雜交01核酸的紫外吸收性質1.核酸的紫外吸收核酸分子中的堿基含有共軛雙鍵，具有紫外光吸收的性質。其最大吸收峰在２６０nm

附近?？衫眠@一性質對核酸進行定性和定量分析，并可以區分蛋白質與核酸溶液。

核酸蛋白質2.DNA的變性與復性（1）DNA變性：是指在某些理化因素的作用下，DNA分子互補堿基對之間的氫鍵斷裂，雙螺旋結構解開，形成兩條單鏈的過程。DNA變性

2.DNA的變性與復性加熱使DNA變性稱為熱變性，是實驗室常用的DNA變性方法。

DNA雙鏈解開５０％時的環境溫度。

Tm（解鏈溫度，融點）。

熱變性測定儀2.DNA的變性與復性

Tm值主要與DNA分子中堿基的組成、分子長度、溶液離子強度等因素有關。G和C

的量越高、分子越長、離子強度越大，Tm值越高。2.DNA的變性與復性變性后的DNA理化性質發生一系列改變，如黏度降低，紫外線吸收值增加等。DNA變性后在２６０nm處吸光度增高，此現象稱為增色效應。解鏈曲線2.DNA的變性與復性（2）DNA的復性是指當變性條件去除后，解開的兩條單鏈可重新締合恢復雙螺旋結構的過程。DNA的變性是可逆的。熱變性的DNA經緩慢冷卻后可以復性，這一過程也稱為退火。DNA變性后在２６０nm處吸光度降低，此現象稱為減色效應。DNA變性

DNA復性

3.核酸分子雜交核酸分子雜交是指將不同來源的DNA鏈或RNA變性后在一起復性，若兩條單鏈之間存在一定的堿基互補序列，可形成雜化雙鏈的過程。變性

復性

不同來源的DNA分子DNA-DNA雜交雙鏈分子3.核酸分子雜交分子雜交可發生在DNA單鏈之間，也可以在RNA單鏈之間，還可以在DNA單鏈和RNA單鏈之間。雜化雙鏈分子雜交鏈鏈雜化雙鏈3.核酸分子雜交分子雜交在醫學上廣泛應用于疾病診斷、親子鑒定、細菌或病毒的鑒別等。核酸---核酸的理化性質0203DNA的變性與復性核酸分子雜交01核酸的紫外吸收性質1.核酸的紫外吸收核酸分子中的堿基含有共軛雙鍵，具有紫外光吸收的性質。其最大吸收峰在２６０nm附近。可利用這一性質對核酸進行定性和定量分析。２６０nm處吸光度變化

2.DNA的變性與復性DNA變性是指在某些理化因素的作用下，DNA分子互補堿基對之間的氫鍵斷裂，雙螺旋被解開，形成單鏈的過程。熱變性是實驗室常用的DNA變性方法。DNA變性

2.DNA的變性與復性變性后的DNA理化性質發生一系列改變，如黏度降低，外線吸收值增加等。加熱時，DNA雙鏈發生解離，在２６０nm處吸光度增高，此現象稱為增色效應。監測DNA變性的常用指標是在２６０nm處吸光度的變化。２６０nm處吸光度變化

Tm是DNA雙鏈解開５０％時的環境溫度。Tm值主要與DNA分子中堿基的組成、分子長度、溶液離子強度等因素有關。G和C的量越高、分子越長、離子強度越大，Tm值越高。2.DNA的變性與復性復性是指當變性條件去除后，解開的兩條鏈可重新締合恢復雙螺旋結構的過程。DNA的變性是可逆的，例如熱變性的DNA經緩慢冷卻后可以復性，這一過程也稱為退火。DNA變性

復性

3.核酸分子雜交核酸分子雜交是指將不同來源的DNA鏈或RNA鏈在一起復性，兩種單鏈之間存在一定的堿基互補序列，可形成雜化雙鏈的過程。雜化雙鏈可以在不同來源的DNA單鏈之間形成，也可以在RNA單鏈之間形成，甚至還可以在DNA單鏈和RNA單鏈之間形成。核酸---概述0102核酸分類核酸分布1.核酸的分類核酸（nucleicacid）是一類重要的生物大分子。核酸分為兩類：脫氧核糖核酸（DNA）核糖核酸（RNA）DNARNA1868年，瑞士外科醫生FriedrichMiescher從膿細胞核中分離出來的含磷量很高的酸性化合物，故命名為核酸。2.核酸的分布DNA主要分布在細胞核（約占99%）和線粒體中；RNA可存在細胞質（約占85%）和細胞核中。

核酸與蛋白質一樣，是機體的重要組成成分，同時還是生物遺傳的物質基礎，具有復雜的結構和生物學功能。染色體與DNA誘導契合假說鄰近效應與定向排列多元催化表面效應酶催化作用的機制01020304只有那些能量較高，達到或超過一定水平的過渡態分子（活化分子）才有可能發生化學反應。過渡態分子所具有的高出底物平均水平的能量稱為活化能。酶比一般催化劑能更有效地降低反應的活化能。欲使反應速率加快，給予反應物活化能（如加熱）或降低反應的活化能，均能使基態反應物轉化為過渡態。例如：過氧化氫分解為水和氧，無催化劑時，所需活化能為75.6kJ/mol，膠體鈀作催化劑時需活化能49kJ/mol，用過氧化氫酶作催化劑時，活化能只需8.4kJ/mol，活化能由75.6kJ/mol降至8.4kJ/mol，反應速度增加百萬倍以上。酶促反應活化能的改變1、誘導契合假說誘導契合作用使酶與底物密切結合酶在發揮作用前須先與底物結合，這種結合不是鎖與鑰匙的機械關系，而是在酶與底物相互接近時，兩者在結構上相互誘導、相互變形和相互適應，進而結合并形成酶-底物復合物。E+SESE+P2、鄰近效應與定向排列鄰近效應與定向排列使底物正確定位于酶的活性中心。在兩個以上底物參加的反應中，底物之間必須以正確的方向相互碰撞，才有可能發生反應。酶能促使進入活性中心的各底物反應部位與酶的催化基團相互接近，并形成有利于反應的正確定向關系。鄰近效應與定向排列增加了底物的有效濃度，使分子間的反應變成類似于分子內的反應，從而提高反應速率。3、多元催化酶活性中心上有些基團是質子供體（酸），有些基團是質子受體（堿）。這些基團參與質子的轉移，可使反應速率提高102~105倍，這種催化作用稱為酸堿催化。酶對底物還具有親核催化作用。親核催化是酶活性中心親核基團釋出的電子攻擊過渡態底物上具有部分正電性的原子或基團，形成瞬時共價鍵。瞬時共價鍵形成后，底物被激活，并很容易進一步水解形成產物和游離的酶，此時又表現出共價催化。4、表面效應酶的活性中心多形成疏水“口袋”，酶促反應在此疏水環境中進行，可排除大量水分子對酶與底物分子中功能基團的干擾性吸引和排斥，防止水化膜的形成，有利于底物和酶的密切接觸和結合，這種現象稱為表面效應。酶的分子組成酶的分子組成維生素與酶的關系0102

單體酶：由單個亞基構成

寡聚酶：由多個相同或不同的亞基以非共價鍵連接組成

單純酶：僅含有蛋白質的酶結合酶：由蛋白質部分和非蛋白質部分共同組成

1、酶的分子組成

2、結合酶的組成成分全酶

輔助因子：非蛋白成分；遞氫、電子、基團，決定反應類型和性質輔基：與酶蛋白結合牢固，不能用透析、超濾的方法與酶蛋白分離。輔酶：與酶蛋白結合疏松，能用透析、超濾的方法與酶蛋白分離。

酶蛋白：蛋白質成分；決定特異性、催化機制輔酶輔基與維生素的關系

輔酶或者輔基所含維生素轉移的基團NAD+(尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸）維生素PP氫原子NADP+(尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸）維生素PPFAD（黃素腺嘌呤二核苷酸）維生素B2TPP(焦磷酸硫胺素）維生素B1醛基輔酶A(CoA)泛酸?；蛐了?/p>

硫辛酸輔酶B12維生素B12烷基生物素生物素二氧化碳磷酸吡哆醛維生素B6氨基四氫葉酸葉酸甲基、甲烯基等一碳單位酶的概述酶的概念酶的化學本質0102

生命體內的代謝過程是通過有序的、連續不斷的、有條不紊的、各種各樣的化學反應來進行。有些化學反應在體外進行，通常需要在高溫高壓，強酸強堿等劇烈條件下才能進行，而在生命體內，有些反應只需要在溫和的條件下就能完成。這是因為生命體內有一類極其重要的生物催化劑-----酶的存在。

酶的概念：酶是一類由活細胞合成和分泌的，對其特異底物具有高效催化作用的蛋白質。酶的化學本質：蛋白質

酶的活性中心0102必需基團酶的活性中心活性中心或稱活性部位(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。酶分子中氨基酸殘基側鏈的化學基團中，一些與酶活性密切相關的化學基團。1.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

2.活性中心外的必需基團位于活性中心以外，維持酶活性中心應有的空間構象所必需。++底物分子活性中心外的必需基團結合基團催化基團活性中心酶的命名及其與醫學的關系010203酶的命名酶的分類酶與醫學的關系

1.習慣命名法：根據所催化的底物命名；依據酶催化的反應性質命名。缺點：常出現混亂，有些酶的名稱不能說明酶促反應的本質。

2.系統命名法：規定每一種酶均有一個系統名稱，它表明酶的所有底物與反應性質。

根據酶催化的反應類型，將酶分為六大類：（1）氧化還原酶類：常見的有脫氫酶、氧化酶、還原酶、過氧化物酶等。（2）轉移酶類：如甲基轉移酶、氨基轉移酶、乙酰轉移酶等。（3）水解酶類：如淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等（4）裂合酶類：如醛縮酶、檸檬酸合酶。（5）異構酶類：如磷酸己糖異構酶。（6）合成酶類：如谷氨酰胺合成酶、谷胱甘肽合成酶。

1.酶與疾病的發生：缺陷酶相應疾病缺陷酶相應疾病酪氨酸酶白化病6-磷酸葡萄糖脫氫酶蠶豆病黑尿酸氧化酶黑尿酸癥高鐵血紅蛋白還原酶高鐵血紅蛋白血癥苯丙氨酸羥化酶苯丙酮酸尿癥肌腺苷酸脫氫酶肌病谷胱甘肽過氧化物酶新生兒黃疸葡萄糖-6-磷酸酶糖原累積病

2.酶與疾病的診斷：（1）血清（漿）酶的測定（2）同工酶及其測定

同工酶：催化的化學反應相同，但酶蛋白的分子結構、理化性質乃至免疫學特性不同的一組酶。同工酶存在于同一機體的不同組織中，甚至同一組織、同一細胞的不同亞細胞結構中。舉例：乳酸脫氫酶（LDH）

3.酶與疾病的治療：酶催化作用的特點0102催化劑的共性高度的催化效率03高度的專一性04酶活性的可調節性05酶活性的不穩定性酶與一般催化劑的共性在反應前后沒有質和量的變化；只能催化熱力學允許的化學反應；只能加速可逆反應的進程，而不改變反應的平衡點酶是蛋白質，又具有一般催化劑所沒有的特征。高度的催化效率酶的催化效率通常比非催化反應高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溫度。酶和一般催化劑加速反應的機理都是降低反應的活化能(activationenergy)。酶比一般催化劑更有效地降低反應的活化能。高度的專一性

根據酶對其底物結構選擇的嚴格程度又分為3種類型：1.絕對專一性舉例：脲酶僅能催化尿素水解生成CO2和NH3。2.相對專一性

舉例：脂肪酶不僅能水解脂肪，而且能水解一些酯類物質。3.立體異構專一性

舉例：乳酸脫氫酶僅催化L-乳酸脫氫生成丙酮酸，而對D-乳酸無作用。與抑制劑的濃度、作用時間有關。酶活性的可調節性

酶促反應受多種因素的調控，以適應機體對不斷變化的內外環境和生命活動的需要。舉例：磷酸果糖激酶-1的活性受AMP的別構激活，而受ATP的別構抑制。胰島素誘導HMG-CoA還原酶的合成，而膽固醇則阻遏該酶合成。酶活性的不穩定性

酶的本質是蛋白質，凡是影響蛋白質生物學活性的因素都能影響酶的活性。酶促反應往往都是在常溫、常壓和接近中性的條件下進行的。酶活性變構調節0102酶活性的調節方式變構調節的概念1、酶活性的調節方式細胞內的物質代謝途徑是由一系列酶催化而完成的連續的化學反應。細胞內許多酶的活性是可以調節的。通過調節，有些酶可在有活性和無活性、或者高活性和低活性兩種狀態之間轉變。細胞根據內外環境的變化而調整細胞內代謝時，都是通過對關鍵酶的活性進行調節而實現的。關鍵酶活性的調節分為兩類：酶結構的調節（快速調節）和酶含量的調節（慢速調節），前者又包括變構調節和共價修飾兩種方式。2、變構調節的概念:

體內一些代謝物可以與酶分子活性中心外的某些部位可逆地結合，使酶發生構象變化進而改變其催化活性，這種調節方式稱為變構調節，也稱為別構調節。酶分子中這些結合部位稱為變構部位或調節部位。受變構調節的酶稱為變構酶或別構酶。導致變構調節的代謝物分子稱為變構效應劑。酶原0102酶原酶原的激活03酶原激活的意義04酶原激活的實質Zymogen酶原酶原：沒有活性的酶的前體。ActivationofZymogen酶原的激活酶原的激活：在一定條件下，由無活性的酶原轉變為有活性的酶的過程。MeaningsofZymogenActivation酶原激活的意義酶原激活的意義：在特定的環境和條件下發揮作用；

避免細胞自身消化；

有的酶原可以視為酶的儲存形式。舉例：人體內與消化作用、凝血作用及補體作用有關的蛋白酶在分泌時是以酶原形式存在的。EssenceofZymogenActivation酶原激活的實質酶原的激活，其實質是酶的活性中心形成或暴露的過程。ExampleofZymogenActivation酶原激活的舉例在特定條件下一個或幾個特定的肽鍵斷裂，水解掉一個或幾個短肽，導致分子構象發生改變，從而形成或暴露出酶的活性中心。同工酶0102同工酶同工酶舉例03同工酶的臨床應用Isoenzyme同工酶同工酶：是指催化相同的化學反應，而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。ExampleofIsoenzyme同工酶舉例乳酸脫氫酶的同工酶(LDH1～LDH5)用電泳方法將LDH同工酶分離，分析其酶譜，發現脊椎動物各組織中有五條酶帶。每條酶帶的酶蛋白都是由四條肽鏈組成的四聚體，LDH有兩類肽鏈，M（A）或H（B），各有不同的免疫性質，按排列組合可形成符合于電泳酶帶數的五種同工酶。LDH1及LDH5分別由純粹的4條H鏈（H4）和4條M鏈（M4）形成，稱為純聚體；而LDH2、LDH3和LDH4都是由兩類肽鏈雜交而成的，分別可寫成H3M、H2M2、HM3，稱為雜交體。ExampleofIsoenzyme同工酶舉例人體部分組織器官中LDH同工酶的分布（占總活性的%）（乳酸脫氫酶：LDH1-LDH5）組織器官LDH1LDH2LDH3LDH4LDH5心67294<1<1肝24112756骨骼肌47212741紅細胞42361552肺1020302515

ClinicalApplication同工酶的臨床應用OtherApplication其他在調節代謝上起著重要的作用；用于解釋發育過程中階段特有的代謝特征；同工酶譜的改變有助于對疾病的診斷；同工酶可以作為遺傳標志，用于遺傳分析研究。不可逆抑制劑的影響0102抑制劑的定義和分類不可逆抑制劑的影響03不可逆抑制劑的特點1、定義：能夠有選擇地使酶的活性降低或喪失，但不能使酶蛋白變性的物質。2、分類：根據抑制劑與酶結合的緊密程度劃分（1）不可逆抑制劑（共價鍵結合，不能用超濾、透析等方法除去）（2）可逆抑制劑（非共價