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1、1 1 酶的基本概念、酶的化學組成2 2 酶的結構與功能3 3 酶催化的機理4 4 酶促反應動力學5 5 酶活性調節(jié)6 6 酶的分類及應用本章的主要內(nèi)容第1頁/共136頁重點：酶的概念及其特點；酶結構與 功能的關系；酶促反應動學； 酶的活性調節(jié)。難點：酶促反應動力學；酶作用機理； 維生素與輔酶的關系。第2頁/共136頁一、酶的概念及其化學本質 酶是由生物細胞產(chǎn)生的具有高度專一性和極高催化效率的生物催化劑（Biocatalyst）。 酶催化的反應稱為酶促反應(Enzymatic reaction) 。 酶催化下發(fā)生化學變化的物質稱為底物(Substrate) 。第一節(jié) 酶的基本概念第3頁/共13

2、6頁 酶的化學本質 大多數(shù)酶是蛋白質 1926年美國Sumner 脲酶的結晶，并指出酶是蛋白質。 1930年Northrop等得到了胃蛋白酶、胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶的結晶，并進一步證明了酶是蛋白質。 第4頁/共136頁 20世紀80年代發(fā)現(xiàn)某些RNA有催化活性，還有一些抗體也有催化活性，甚至有些DNA也有催化活性，使酶是蛋白質的傳統(tǒng)概念受到很大沖擊。 第5頁/共136頁二 酶是生物催化劑 1酶與一般催化劑的共同點 （1）用量少而催化效率高。 （2）能加快化學反應的速度，但不改變 平衡點，反應前后本身不發(fā)生變化。 第6頁/共136頁（3）降低反應所需的活化能 第7頁/共136頁 2酶作為生物催化

3、劑的特性 （1）極高的催化效率 酶的催化效率比化學催化劑高10107 710101313倍，比非催化反應高10108 810102020倍。 第8頁/共136頁2H2O22H2O+O2 酶催化：1mol H2O2酶，5106mol/min 化學催化劑：1mol Fe2+ ，6104mol/min第9頁/共136頁 酶的特異性：酶只能作用于一類化合物或一定的化學鍵，催化一定類型的化學反應。 是指酶在催化生化反應時對底物的選擇性。 （2）高度的專一性（specificity） 第10頁/共136頁 絕對專一性（absolute specificity） CONH2NH2H2O脲脲 酶酶CO2 +

4、2NH3CONH2NHCH3H2O脲脲 酶酶X 對底物的結構和反應類型要求非常嚴格，只能催化一種底物發(fā)生一定類型的反應。第11頁/共136頁 一種酶可以作用于一類化合物或化學鍵。R1COOR2+ H2O酯酯酶酶R1COOH + R2OH 相對專一性（relative specificity） 第12頁/共136頁立體專一性（stereochemical specificity） 一種酶只能作用于一種立體異構體，或只能生成一種立體異構體，稱為立體異構特異性，如L-L-乳酸脫氫酶。 第13頁/共136頁（3 3）酶的不穩(wěn)定性。 （4 4）酶在體內(nèi)受到嚴格調控。 （5 5）酶的催化活力與輔酶、輔基

5、和金屬離子有關 。第14頁/共136頁三 酶活力（enzyme activity）及其測定 酶活力：酶催化化學反應的能力 。 酶活力的大小用酶活力單位來表示，簡稱酶單位（unit, Uunit, U） 1 1 酶活力和比活力的概念第15頁/共136頁 酶單位：在指定的反應條件下（25，最適PH，飽和底物濃度），1min內(nèi)，將1微摩爾的底物轉化成產(chǎn)物所需要的酶量。1961年國際酶單位（1U1mol/min）1972年Katal（Kat1mol/s）單位 在最適條件下，每秒中內(nèi)，能將1mol底物轉化成產(chǎn)物所需的酶量。1Kat=6107U 1U=16.67nKat第16頁/共136頁 酶的比活力（s

6、pecific activity） 指每mg蛋白質所具有的酶活力，一般用U/mg蛋白質來表示，比活力說明酶的純度。也可以用U/g、U/ml表示。第17頁/共136頁2 2 酶活力的測定 （1）應測反應初速度（initial velocity or initial speed）, 反應510分鐘。 （2）酶的反應速度一般用單位時 間內(nèi)產(chǎn)物的增加量來表示。 （3） 測酶活力時應使反應溫度、 pH、離子 強度和底物濃度等 因素保持恒定。 （4） 測定酶反應速度時，應使SE。 產(chǎn) 物 濃 度 P(t)第18頁/共136頁第二節(jié) 酶的化學結構一、酶的化學組成二、酶的輔助因子三、維生素與輔酶第19頁/共1

7、36頁一、酶的化學組成1、單純酶（ simple enzyme）: 單純由氨基酸組成。如脲酶、胃蛋白酶、淀粉酶、細胞色素C氧化酶等。2、結合酶（conjugated enzyme）: 結合酶（全酶）=蛋白質部分（酶蛋白）+ 非蛋白質部分（輔助因子）第20頁/共136頁 （1）金屬離子：如 Cu2+ 、Zn2+、 Mn2+、 Mg2+、 Fe 2+等； （2）金屬有機化合物（金屬離子 +小分子 化合物）：如鐵噗啉； （3）小分子化合物：NAD+、NADP+、 FAD+、FMN等。二、酶的輔助因子第21頁/共136頁金屬離子作用 （1 1）作為酶活性中心的組成成分，參加 催化底物反應； （2 2）

8、穩(wěn)定酶活性所必需的分子構象的作 用； （3 3）在酶與底物分子之間起橋梁作用。第22頁/共136頁 輔酶（coenzyme）:與酶蛋白部分結合較松，用透析法易于分離。 輔基（prosthetic group）:與酶或蛋白質結合非常緊密，用透析法不易除去。輔酶和輔基第23頁/共136頁三、維生素與輔酶 維生素（Vitamin):機體維持正常生命活動所必需，人和動物不能合成或合成量極少，必需由食物供給的一類小分子有機物質。 第24頁/共136頁水溶性: 是通過轉變成輔酶對代謝起調 節(jié)作用。 B 族維生素 C 族維生素 脂溶性: 在體內(nèi)可直接參與代謝的 調節(jié)作用。 A 視黃醇 D 鈣化醇 E 生育酚

9、 K 凝血維生素第25頁/共136頁(1) 硫胺素 (維生素 B1) 輔酶形式：焦磷酸硫胺素(TPP) 。 缺乏時表現(xiàn)出多發(fā)性神經(jīng)炎、皮膚麻木、心力衰竭、四肢無力、下肢水腫。1、水溶性維生素與輔酶第26頁/共136頁焦磷酸硫胺素（TPPTPP）是脫羧酶的輔酶。NNNH2H3CCH2N+SCH3CH2CH2OPOOPOHOHOOHCl-功能：是催化丙酮酸的脫羧反應第27頁/共136頁(2) 核黃素（維生素B2) 缺乏時組織呼吸減弱，代謝強度降低。主要癥狀為口腔發(fā)炎，舌炎、角膜炎、皮炎等。輔酶形式：FAD (黃素腺嘌呤二核苷酸） FMN (黃素單核苷酸)。第28頁/共136頁CH3CH3NCCNH

10、NNOOCH2CHCHCHCH2OPOOHOHOHOOHOCH2OHOHNNNH2NNFMN FAD功能：在脫氫酶催化的氧化-還原反應中， 起著電子和質子的傳遞體作用。AMP第29頁/共136頁(3)(3)煙酸和煙酰胺（維生素PPPP） 輔酶形式：輔酶I（NAD） 輔酶II（NAD） 能維持神經(jīng)組織的健康。缺乏時表現(xiàn)出神經(jīng)營養(yǎng)障礙，出現(xiàn)皮炎。第30頁/共136頁 NAD NAD+ +：煙酰胺腺嘌呤二核苷酸。 NADPNADP+ +：煙酰胺腺嘌呤磷酸二核苷酸。 OCH2OPOPOCH2OHOHO OO-O-N+CONH2OOHOH(OPO3H2)NNNH2NN功能：是多種重要脫氫酶的輔酶。第31

11、頁/共136頁(4) 吡哆素(維生素B6)吡多素( (包括吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺) )。NH3CHOCH2NH2CH2OHNH3CHOCHOCH2OH 磷酸吡多素是轉氨酶的輔酶，參與轉氨基的作用。第32頁/共136頁(5)(5)泛酸輔酶形式：輔酶A(CoA) CH2CCH3CH3CHOHCONHCH2CH2CNHCH2CH2SHOOOOHPOOHHONNNH2NNOPOOOHPOOOHCH2功能：輔酶A能與乙?；Y合，生成乙酰輔酶A， 乙酰輔酶A是乙酰基的載體，可轉運乙酰 基。脂?；d體，轉運脂?；；钚晕稽c：-SH第33頁/共136頁(6) 生物素 (維生素B7，維生素H) 生物素是羧化酶的

12、輔酶。 在生物合成中起傳遞和固定CO2的作用。第34頁/共136頁(7) 葉酸 (維生素B11) 最重要的形式是四氫葉酸，四氫葉酸是一碳單位的載體。 一碳單位：某些氨基酸在分解代謝過程中可以產(chǎn)生含有一個碳原子的基團。 體內(nèi)的一碳單位有：如-CH3、CH2-、-CH-、-CH2OH、-C=O、-NHCH2等。CO不屬于此種一碳單位。第35頁/共136頁(8)鈷胺素(維生素B12) 維生素B12分子中與Co+相連的CN基被5-脫氧腺苷所取代，形成維生素B12輔酶。 功能：作為變位酶和甲基轉移酶的輔酶。第36頁/共136頁（9 9）硫辛酸 硫辛酸是少數(shù)不屬于維生素的輔酶。有兩種形式，即硫辛酸（氧化型

13、）和二氫硫辛酸（還原型）。 是丙酮酸和酮戊二酸脫氫酶的輔酶，在氧化脫羧過程中傳遞酰基和氫。第37頁/共136頁 (10) (10) 輔酶Q(CoQ)Q(CoQ) 輔酶Q Q又稱為泛醌，廣泛存在與動物和細菌的線粒體中，其結構為：OOCH3OCH3OCH3(CH2CH CCH2)nHCH3n=6-10 為線粒體呼吸鏈氧化- -還原酶的輔酶，在酶與底物分子之間傳遞電子。第38頁/共136頁抗壞血酸（維生素C）CCCCCCH2OHOHOHOHHOHOOCCOOOHHOHCH2OHCCC 在體內(nèi)參與氧化還原反應，羥化反應。防止貧血、防止和治療感染。第39頁/共136頁水溶性維生素及其輔酶作用水溶性維生素

14、及其輔酶作用 維生素 學名 輔酶形式 酶反應中的主要作用 B1 B2 PP B6 泛酸生物素葉酸 B12C硫胺素 核黃素 煙酰胺煙酸吡哆醛吡哆胺吡哆醇泛酸生物素葉酸鈷胺素抗壞血酸硫胺素焦磷酸（TPP）黃素腺嘌呤二核苷酸（FAD+）黃素腺嘌呤單核苷酸（FMN）煙酰胺腺嘌呤二核苷酸 NAD+煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸NADP+ 磷酸吡哆醛 輔酶A生物素四氫葉酸 甲基鈷胺素，脫氧腺苷鈷胺素參與醛基轉移和酮酸的脫羧作用。多種氧化還原酶的輔基，參與遞氫作用。 多種氧化酶的輔酶，一些還原酶的輔酶，參與遞氫作用參與氨基酸的轉氨基、脫羧作用。 多種?；D移反應的輔酶 傳遞CO2 的作用。一碳基團轉移的活性載體參

15、與氫原子重排作用、甲基化作用。羥化反應的輔助因子。 維生素維生素 學名學名 輔酶形式輔酶形式 主要作用主要作用B1 B2 PP（ B5） B6 硫胺素硫胺素 核黃素核黃素煙酸煙酸煙酰胺煙酰胺吡哆醛吡哆醛吡哆胺吡哆胺吡哆醇吡哆醇硫胺素焦磷酸硫胺素焦磷酸（TPP）黃素腺嘌呤單核苷酸黃素腺嘌呤單核苷酸（FMN）黃素腺嘌呤二核苷酸黃素腺嘌呤二核苷酸（FAD+）煙酰胺腺嘌呤二核苷酸煙酰胺腺嘌呤二核苷酸 （NAD+ ）煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸酸（NADP+ ）磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛 磷酸吡哆胺磷酸吡哆胺 參與醛基轉移和參與醛基轉移和酮酮酸的脫羧作用酸的脫羧作用氧化還原酶的輔基，氧化還原

16、酶的輔基，參與參與遞氫作用遞氫作用 氧化還原酶的輔酶氧化還原酶的輔酶參與參與遞氫作用遞氫作用參與氨基酸的參與氨基酸的轉氨基轉氨基和脫羧作用和脫羧作用第40頁/共136頁 維生素 學名 輔酶形式 酶反應中的主要作用 B1 B2 PP B6 泛酸生物素葉酸 B12C硫胺素 核黃素 煙酰胺煙酸吡哆醛吡哆胺吡哆醇泛酸生物素葉酸鈷胺素抗壞血酸硫胺素焦磷酸（TPP）黃素腺嘌呤二核苷酸（FAD+）黃素腺嘌呤單核苷酸（FMN）煙酰胺腺嘌呤二核苷酸 NAD+煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸NADP+ 磷酸吡哆醛 輔酶A生物素四氫葉酸 甲基鈷胺素，脫氧腺苷鈷胺素參與醛基轉移和酮酸的脫羧作用。多種氧化還原酶的輔基，參與遞氫

17、作用。 多種氧化酶的輔酶，一些還原酶的輔酶，參與遞氫作用參與氨基酸的轉氨基、脫羧作用。 多種酰基轉移反應的輔酶 傳遞CO2 的作用。一碳基團轉移的活性載體參與氫原子重排作用、甲基化作用。羥化反應的輔助因子。 維生素維生素 學名學名 輔酶形式輔酶形式 主要作用主要作用 泛酸（B3）生物素（ B7） 葉酸（ B11） B12 C鈷胺鈷胺素素抗壞抗壞血酸血酸 輔酶A A生物素四氫葉酸甲基鈷胺素，脫氧腺苷鈷胺素多種酰基轉移反應的輔酶傳遞COCO2 2 的羧化作用一碳基團轉移的活性載體氫原子重排作用、甲基化作用羥化反應的輔助因子第41頁/共136頁2 2、脂溶性維生素維生素A A：抗夜盲、維持上皮的正常

18、發(fā)育、 促進幼兒生長發(fā)育維生素D D：抗佝僂病的作用維生素E E：抗氧化和抗不育的作用維生素K K：凝血作用第42頁/共136頁一 酶的活性中心和必需基團二 酶原與酶原激活三 同工酶第三節(jié) 酶的結構與功能第43頁/共136頁1.1.酶的活性中心 酶分子中能直接與底物分子結合，并催化底物發(fā)生化學反應的部位，稱為酶的活性中心（active center）或 活性部位（active site）。一 酶的活性中心和必需基團第44頁/共136頁 酶的酶的活性部位第45頁/共136頁 結合基團 必需基團 催化基團第46頁/共136頁 必需基團：參與對底物分子的結合和催化的基團，以及參與維持酶分子構象的基團

19、。2 必需基團（essential group）：第47頁/共136頁二 酶原和酶原的激活 有些酶，在最初合成和分泌時，沒有些酶，在最初合成和分泌時，沒有催化活性。這種酶的前體，被稱為酶有催化活性。這種酶的前體，被稱為酶原原(zymogen)(zymogen)。 使無活性的酶原轉變成活性酶的過使無活性的酶原轉變成活性酶的過程，稱為酶原激活。其實質是酶活性中程，稱為酶原激活。其實質是酶活性中心的組建。心的組建。第48頁/共136頁三 同工酶（isoenzyme） 同工酶: :指能催化相同化學反應，但其酶蛋白本身的分子結構、理化性質及生物學功能不同的一組酶。 第49頁/共136頁其特點： （1 1

20、）它們存在于生物的同一種屬或同一個體的不同組織、甚至同一組織、同一細胞中。 （2 2）同工酶大多數(shù)是由兩個或兩個以上的亞基組成的寡聚體。第50頁/共136頁 LDH1 LDH2 LDH3 LDH4 LDH5 (H4) (H3M) (H2M2) (HM3) (M4)M HCH3CCOOHOCH3CCOOH HOH + NAD+ NADH + H + +乳酸脫氫酶（LDH）第51頁/共136頁同工酶研究的意義（1 1）進行遺傳分析、雜種優(yōu)勢的篩選。（2 2）進行疾病診斷（3 3）不同組織的代謝特點第52頁/共136頁 第四節(jié) 酶催化作用機理1 1、中間產(chǎn)物學說2 2、酶專一性作用的機制3 3、酶催

21、化反應機制第53頁/共136頁1 1、酶催化反應的中間產(chǎn)物學說1931年Michaelis和Menten提出過渡態(tài)學說： E + S ES ES* EP E + P ES為酶底物復合物；ES* 為過渡態(tài)中間物；EP為酶產(chǎn)物中間物。第54頁/共136頁 酶的催化作用與分子活化能第55頁/共136頁 活化能：分子由常態(tài)轉變?yōu)榛罨癄顟B(tài)所需的能量。是指在一定溫度下，1mol 反應物全部進入活化狀態(tài)所需的自由能。第56頁/共136頁2 酶作用專一性的機理（1 1）鎖- -鑰學說（2 2）誘導契合學說第57頁/共136頁酶的活性部位與底物結構嚴格互補。（1）鎖鑰學說(lock-and-key hypoth

22、esis)第58頁/共136頁 當?shù)孜锱c酶接近時，底物分子可以誘導酶活性中心的構象發(fā)生改變，使之成為能與底物分子密切結合的構象。(2) 誘導契合學說誘導契合學說(induced-fit hypothesis)第59頁/共136頁3 3 酶催化反應的機理（1）鄰近與定向效應（2）張力效應（底物形變）（3）酸堿催化（4）共價催化（5）活性中心的低介電性第60頁/共136頁 酶和底物分子之間存在較高的親和力，底物向酶的活性中心靠近，最終結合到酶的活性中心，使底物在酶活性中心的有效濃度大大增加的效應。 鄰近效應（Proximity effective）第61頁/共136頁 底物的催化基團與反應基團之間

23、，或底物的反應基團之間形成正確的定向排序，有利于形成中間產(chǎn)物，降低反應的活化能，增加反應速度。定向效應 (orientation effective)：第62頁/共136頁增加了酶與底物的接觸機會和有效碰撞。第63頁/共136頁2 張 力 作 用 （ e l e c t r o n i c tension） 誘導底物變形，扭曲，促進了化學鍵的斷裂。第64頁/共136頁 酶的活性中心存在酸性或堿性氨基酸殘基，在中性PHPH下，作為酸或堿向底物提供質子或從底物抽取質子，相互作用形成過渡態(tài)復合物，使活化能降低。(3) 酸堿催化（acid-base ratalysis）第65頁/共136頁 (4) 共

24、價催化(covalent catalysis) 酶對底物進行親核或親電子反應。酶與底物形成不穩(wěn)定的ESES復合物，釋放電子，形成共價過渡產(chǎn)物，使反應活化能降低，從而提高反應速度的過程 。 第66頁/共136頁（5 5）活性中心的低介電性 某些反應在非極性介質中的反應速度比極性介質中的速度快。酶分子的活性中心位于非極性的空穴中。第67頁/共136頁 第五節(jié) 酶促反應的動力學1 1、底物濃度對酶促反應速度的影響2 2、溫度對酶反應速度的影響3 3、pHpH值對酶反應速度的影響4 4、酶濃度對酶反應速度的影響5 5、激活劑對酶反應速度的影響6 6、抑制劑對酶反應速度的影響第68頁/共136頁1 1、

25、底物濃度對酶促反應速度的影響 （1 1）底物與速度的關系 （2 2）米氏方程 （3 3）米氏常數(shù)的求法 （4 4）米氏常數(shù)的意義第69頁/共136頁（1 1）底物與速度的關系第70頁/共136頁 底物濃度對酶促反應速度的關系 Vmax:最大反應速度；Km：米氏常數(shù)第71頁/共136頁 米氏方程提出的前提： 反應在最適條件下進行。 pHpH、溫度和酶的濃度是固定的。 反應在起始階段。 反應體系處在穩(wěn)態(tài)（stable state）。 （2 2）米氏方程第72頁/共136頁 E + S ES E + P K1 V1K2 V2K3 V3 根據(jù)中間產(chǎn)物學說，在穩(wěn)態(tài)時，ESES的生成速度與其分解速度相等。

26、 V1=V2+V3 k1 E S = k2ES+ k3 ES = ES（k2 + k3）同時除以k1ESESES=K2+k3k1米氏方程的推導 第73頁/共136頁 E SES=Km. Et (t=total) 代表酶總濃度 Et=E + ES E=Et- ES.將代入 （Et-ES) S ES=KmKm+sES=. Et S整理 Et S - ES S= KmES Et S- KmES =ESS Et S=ES (Km +S) k2+k3 k1令 Km =第74頁/共136頁稱為米氏方程：v為速度；Vmax 最大速度；S底物濃度；Km 米氏常數(shù)。 酶反應速度與ES濃度呈正比 v=k3ES 當

27、底物濃度極大時，酶以ES形式存在，即 Et=ES,反應速度最大，Vk3ES=k3Et.V=VmaxSKm+S第75頁/共136頁 當反應速度v=Vmax/2時，Km=S。 Km值為反應速度達到最大反應速度一半時底物的濃度。 單位：molL-1或mmolL-1 第76頁/共136頁 Km值大小，反應E與S的親和程度。 米氏常數(shù)Km=(k2+k3)/k1，起始階段， kk,mkk1平解離 米氏常數(shù)的意義m越大：和之間的親和力越小 復合物越不穩(wěn)定。 m越小：和的親和力越大， 復合物越穩(wěn)定，越有利于反應。第77頁/共136頁 Km是酶的特征性常數(shù)：在一定條件 下，某種酶的Km值是恒定的，因而可 以通過

28、測定不同酶的Km值，來判斷是 否為不同的酶。第78頁/共136頁 測定不同抑制劑對某一種酶Km和 Vmax的影響，可以判斷該抑制劑是 競爭性抑制劑還是非競爭性抑制劑。 判斷細胞內(nèi)的酶的活性是否受底物 影響。當 Sm時，v =m，呈零級反應第79頁/共136頁 正反應和可逆反應KmKm不同時，KmKm小 的代表該酶催化的優(yōu)勢方向。 有助于尋找限速酶。第80頁/共136頁米氏常數(shù)的求法v = Vmax Skm + S第81頁/共136頁雙倒數(shù)作圖法-4-202468100.00.20.40.60.81.01/S(1/m m ol.L-1)1/v斜率=Km/Vmax-1/Km1/Vmax第82頁/共

29、136頁2.01.51.00.5溫度對唾液淀粉酶活性的影響產(chǎn)物麥芽糖的毫克數(shù)2 2 溫度對酶反應速度的影響第83頁/共136頁酶的最適pH: pH: 酶催化活性最高時的pHpH2 8 10 pH酶酶的的活活性性pH對某些酶活性的影響A: 胃蛋白酶; B: 葡萄糖-6-磷酸酶3 pH對酶促反應速度的影響AB第84頁/共136頁4 4 酶濃度對酶反應速度的影響Vmax=KVmax=K3 3EEPPEE酶濃度對反應速度的影響V=Vmax SKm + S第85頁/共136頁激活劑無機離子：金屬離子(K+、Na+、Mg2+、 Zn2+、Fe2+、Ca2+）； 陰離子(Cl- Br-)、氫離子有機分子：某

30、些還原劑：GSG 乙二胺四乙酸（EDTA）某些酶類：酶原激活過程中的酶類激活劑（activator）：凡能提高酶活性的物質。5 5 激活劑對酶反應速度的影響第86頁/共136頁 （1） 酶活性中心的必需基團 （2） 酶-底絡合物形成的橋梁 （3） 作為某些酶的輔助因子 （4） 保護-SH酶不被氧化原理：第87頁/共136頁 6 6 抑制劑對酶反應速度的影響（1）抑制作用（inhibition）與抑制劑(inhibitor) 抑制作用：凡使酶的活性降低或喪失，但 并 不引起酶蛋白變性的作用。 抑制劑：能夠引起抑制作用的化合物。（2）抑制作用的類型 不可逆抑制作用（irreversible inh

31、ibition) 可逆抑制作用 (reversible inhibition) 第88頁/共136頁 抑制劑與酶蛋白中的必需基團以共價形式結合，引起酶的永久性失活, ,不能用透析或超濾等物理方法除去抑制劑而恢復酶活性。 不可逆抑制作用（irreversible inhibition）第89頁/共136頁專一性不可逆：專一地與酶的活性中性 或必需基團結合。非專一性不可逆：與酶分子結構中一類或幾類基團共價結合。如：酶蛋白的-OH、 -SH、-NH2等發(fā)生酰化。第90頁/共136頁有機磷化物：二異丙基氟磷酸與乙酰膽堿酶作用有機磷化合物羥化酶失活的酶酸第91頁/共136頁 重金屬對巰基酶的抑制 SH

32、SE + Hg2+ E Hg + 2H+ SH S SE Hg + SCOONaCHSHCHSHCOONa SHE + Hg SHCOONaCHS CHSCOONa二巰基丁二酸鈉非專一性不可逆抑制第92頁/共136頁 抑制劑與酶蛋白以非共價方式結合，引起酶活性暫時性喪失。 抑制劑可以通過透析等方法被除去，并且能部分或全部恢復酶的活性。 可逆抑制作用 (reversible inhibition)第93頁/共136頁 根椐抑制劑與酶結合的情況，又可以分為二類： a a 競爭性抑制作用 b b 非競爭性抑制作用第94頁/共136頁 a 競爭性抑制 (competitive inhibition)

33、某些抑制劑的化學結構與底物相似，與底物競爭同一種酶的活性中心,從而影響E與S的結合，抑制劑與底物相互排斥、相互競爭。第95頁/共136頁第96頁/共136頁草酸草酰乙酸丙二酸戊二酸琥珀酸延胡索酸第97頁/共136頁 競爭性抑制特征之一：競爭性抑制劑與酶結合是可逆的，可通過加入大量的底物來解除抑制。第98頁/共136頁競爭性抑制的底物濃度曲線 VmaxKm Km競爭性抑制特征之二：Vmax 不變，Km增大第99頁/共136頁1vI Ki正常1 S1 Vmax-1Km(1+ )-1 Km競爭性抑制的特征曲線：第100頁/共136頁E磺胺類藥的抑菌作用第101頁/共136頁 抑制劑抑制劑I和底物和底

34、物S可同時與酶分子可同時與酶分子E的不同部位結合，形成的不同部位結合，形成ESI三元復合物三元復合物。三元復合物不能進一步分解為產(chǎn)物，導三元復合物不能進一步分解為產(chǎn)物，導致酶活力降低。致酶活力降低。I和和S與酶結合不存在競與酶結合不存在競爭關系。爭關系。b 非競爭性抑制（non-competitive inhibitor）第102頁/共136頁IIII第103頁/共136頁非競爭性抑制的底物濃度曲線 Km不變非專一性不可逆抑制第104頁/共136頁非競爭性抑制的特征曲線：1v正常 I1 S-1 Km1 Vmax(1+ )IKi第105頁/共136頁 有I存在，可形成ESI，從而使ES轉變?yōu)镻的

35、速度減慢，v下降。 有I存在，但不妨礙ES的形成，Km不變。非競爭性抑制的動力學特點：第106頁/共136頁第六節(jié) 酶活性調節(jié)A B C DE1 E2 E3催化反應速度最慢的酶：關鍵酶或限速酶酶結構調節(jié) 酶數(shù)量調節(jié)（快速調節(jié)） （遲緩調節(jié)）第107頁/共136頁酶結構的調節(jié)1、變構調節(jié)：allosteric regulation2、酶促化學修飾調節(jié)chemical modification第108頁/共136頁1 1 變構調節(jié) 小分子化合物與酶分子活性中心以外的某一部位特異結合，引起酶蛋白分子構象變化，從而改變酶的活性，這種調節(jié)稱為酶的變構調節(jié)或別構調節(jié)。第109頁/共136頁非共價鍵代謝物活

36、性中心調節(jié)部位EE酶結構發(fā)生改變酶活性酶活性變構激活劑變構抑制劑變構效應劑變構酶allosteric effectorallosteric enzyme第110頁/共136頁別構激活第111頁/共136頁別構抑制第112頁/共136頁蛋白激酶A A ( (無活性) )蛋白激酶A A ( (有活性) )cAMPCCCCRRRR蛋白激酶A A的激活第113頁/共136頁變構酶的生理意義（1）在S曲線中段，底物濃度與酶 活性密切相關。（2）變構抑制劑反饋調節(jié)代謝的反 應速度。乙酰CoA 丙二酰CoA 脂酰CoA羧化酶變構抑制 （-）濃度高時變構抑制劑第114頁/共136頁E1E某種化學基團可逆E1共

37、價鍵結合常見的修飾：磷酸化:需蛋白激酶催化 去磷酸化:需磷蛋白磷酸酶催化修飾酶酶活性改變2 共價修飾酶第115頁/共136頁PEEATPADPPH2O蛋白激酶磷蛋白磷酸酶肌肉中磷酸化酶的磷酸化和去磷酸化過程磷酸化酶-b磷酸化酶-a第116頁/共136頁共價修飾調節(jié)的特點1 具有無活性（低活性）和有活性（高活性）兩種形式，可以互變，由不同的酶催化。2 表現(xiàn)級聯(lián)放大效應。第117頁/共136頁第118頁/共136頁第七節(jié) 酶的命名和分類 19611961年國際酶學委員會（enzyme enzyme commissioncommission）提出的酶的命名和分類方法。 第119頁/共136頁（一）命

38、名 1 1系統(tǒng)名稱（systematic namesystematic name） （1 1）標明底物，催化反應的性質 G-6-PF-6-P G-6-P異構酶 第120頁/共136頁（2）兩個底物參加反應時應同時列出，中間 用冒號（:） 分開。如其中一個底物為 水時，水可略去。 丙氨酸+-酮戊二酸 谷氨酸+丙酮酸 丙氨酸:-酮戊二酸氨基轉移酶脂肪+水 脂酸+甘油 脂肪水解酶第121頁/共136頁2 習慣名稱（recommended name） （1）底物：蛋白酶 （2）反應性質：脫氫酶（3）底物，反應性質 ：乳酸脫氫酶（4）來源或其它特點：胰蛋白酶 第122頁/共136頁（二）系統(tǒng)分類法及編號

39、 1分類: 6大類酶，氧轉水裂異連 2編號: 用阿拉伯數(shù)字的編號表示，數(shù)字中用“”隔開，前面冠以EC（為Enzyme Commission）。 EC 類.亞類.亞亞類.排號，如第123頁/共136頁第124頁/共136頁（三） 酶的分類1. 根據(jù)分子量大小分類根據(jù)分子量大小分類2. 參與的反應分類參與的反應分類第125頁/共136頁（1） 單體酶（monomeric enzyme)：僅有一 條具有活性部位的多肽鏈，分子量一般 13000-35000u,多為水解酶。（2） 寡聚酶 (oligomeric enzyme)：由幾個或 多個亞基以非共價鍵聯(lián)在一起，分子量一 般35000- 幾百萬,多為

40、調節(jié)酶。1 分子量大小分類第126頁/共136頁多功能酶HS-ACP3.3.多酶復合物 (multienzyme system)：幾個酶鑲嵌而成的復合物，分子量幾百萬以上，催化一系列順序反應。第127頁/共136頁2 參與的反應分類 （1）氧化還原酶類（oxido-reductases） 催化氧化還原反應的酶，包括氧化酶類、脫氫酶類、過氧化氫酶、過氧化物酶等。 第128頁/共136頁鄰苯二酚鄰苯醌OHOH+ O2鄰鄰苯苯二二酚酚氧氧化化酶酶OO2+ 2H2O2乳酸丙酮酸COOHC HCH3H O+ NAD+COOHCOCH3+ NADH + H+乳乳酸酸脫脫氫氫酶酶第129頁/共136頁 2

41、轉移酶類（transferases） 催化基團的轉移 AR+ BBRA +第130頁/共136頁 3 水解酶類（hydrolases） AB + H2O AOH + BH 4 裂合酶類（lyases） 從底物移去一個基團而形成雙鍵或逆反應 AB A + B 第131頁/共136頁5 異構酶類（isomerase） 催化異構化反應 AB第132頁/共136頁 6 連接酶類（ligases, synthetases合成酶） 將兩個小分子合成一個大分子，通常需要ATP供能。 A + B + ATP AB + ADP + PiA + B + ATP AB + AMP + PPi第133頁/共136頁第八節(jié) 酶的應用1.1.酶與動物和人類的健康關系密切 2.2.在科學研究中有廣泛的應用 第134頁/共136頁思考題1.米氏常數(shù)、全酶、活化能、輔酶和輔基、變構調節(jié)、共價調節(jié)、酶的活性中心、必需基團、酶活力、酶的比活力、同工酶、一碳單位、鄰近效應、定向效應、誘導契合學說。2 FAD、FMN、NADH、NAD、TPP、LDH3 酶催化化學反應的特點。4 米氏方程及其意義。5 競爭性抑制和非競爭性抑制的區(qū)別。6 維生素及其輔酶形式。7 影響酶促反應的因素。第135頁/共136頁感謝您的觀看！第136頁/共136頁