《病理生理學(xué),酶》演示PPT

1、第五章第五章 酶酶 第一節(jié)第一節(jié) 酶的分子結(jié)構(gòu)酶的分子結(jié)構(gòu) 第二節(jié)第二節(jié) 酶促反應(yīng)的特點(diǎn)和機(jī)制酶促反應(yīng)的特點(diǎn)和機(jī)制 第三節(jié)第三節(jié) 酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 第四節(jié)第四節(jié) 酶的調(diào)節(jié)酶的調(diào)節(jié) 第五節(jié)第五節(jié) 酶的命名和分類酶的命名和分類 第六節(jié)第六節(jié) 酶與醫(yī)學(xué)的關(guān)系酶與醫(yī)學(xué)的關(guān)系 新陳代謝新陳代謝 生物體內(nèi)的化生物體內(nèi)的化 學(xué)反應(yīng)稱為學(xué)反應(yīng)稱為新陳代新陳代 謝謝，簡(jiǎn)稱，簡(jiǎn)稱代謝代謝。 酶學(xué)研究簡(jiǎn)史酶學(xué)研究簡(jiǎn)史1 1 l公元前兩千多年，我國(guó)已有釀酒記載。公元前兩千多年，我國(guó)已有釀酒記載。 l一百余年前，一百余年前，PasteurPasteur認(rèn)為發(fā)酵是酵母細(xì)認(rèn)為發(fā)酵是酵母細(xì) 胞生命活動(dòng)的結(jié)果。胞生

2、命活動(dòng)的結(jié)果。 l18771877年，年，KuhneKuhne首次提出首次提出EnzymeEnzyme一詞。一詞。 l18971897年，年，BuchnerBuchner兄弟用不含細(xì)胞的酵母兄弟用不含細(xì)胞的酵母 提取液，實(shí)現(xiàn)了發(fā)酵。提取液，實(shí)現(xiàn)了發(fā)酵。 酶學(xué)研究簡(jiǎn)史酶學(xué)研究簡(jiǎn)史2 2 19261926年，年，SumnerSumner首次從刀豆中提純出首次從刀豆中提純出 脲酶結(jié)晶。脲酶結(jié)晶。 19821982年，年，CechCech首次發(fā)現(xiàn)首次發(fā)現(xiàn)RNARNA也具有酶的也具有酶的 催化活性，提出催化活性，提出核酶核酶(ribozyme)(ribozyme)的概的概 念。念。 19951995年，

3、年，Jack W.SzostakJack W.Szostak研究室首先研究室首先 報(bào)道了具有報(bào)道了具有DNADNA連接酶活性連接酶活性DNADNA片段，片段， 稱為稱為脫氧核酶脫氧核酶(deoxyribozyme)(deoxyribozyme)。 $酶酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生的，是由活細(xì)胞產(chǎn)生的， 具有催化作用的蛋白質(zhì)。具有催化作用的蛋白質(zhì)。 $核酶核酶是具有高效、特異是具有高效、特異 催化作用的核酸，其主要催化作用的核酸，其主要 是作用參與是作用參與RNARNA的剪接。的剪接。 兩類兩類生物催化劑生物催化劑 第一節(jié)第一節(jié) 酶的分子結(jié)構(gòu)酶的分子結(jié)構(gòu) 一、酶的分子組成一、酶的分子組成 二、酶的活性中心二

4、、酶的活性中心 三、酶按結(jié)構(gòu)的分類三、酶按結(jié)構(gòu)的分類 四、同工酶四、同工酶 一、酶的分子組成一、酶的分子組成 單純酶單純酶 結(jié)合酶結(jié)合酶 單純酶單純酶 單純酶單純酶是僅由氨基是僅由氨基 酸殘基構(gòu)成的酶。酸殘基構(gòu)成的酶。 結(jié)合酶結(jié)合酶 結(jié)合酶結(jié)合酶（全酶）由蛋白質(zhì)部（全酶）由蛋白質(zhì)部 分和非蛋白質(zhì)部分組成，前者分和非蛋白質(zhì)部分組成，前者 稱為稱為酶蛋白酶蛋白，后者稱為，后者稱為輔助因輔助因 子子 酶蛋白酶蛋白部分決定酶的特異性部分決定酶的特異性 輔助因子輔助因子決定反應(yīng)的類型決定反應(yīng)的類型 全酶的結(jié)構(gòu)與分子組成全酶的結(jié)構(gòu)與分子組成 輔助因子輔助因子 小分子有機(jī)化合物小分子有機(jī)化合物 金屬離子金屬

5、離子 (輔酶輔酶與酶蛋白結(jié)合得較與酶蛋白結(jié)合得較 松，用透析或超濾等方法松，用透析或超濾等方法 易于分開；易于分開； (輔基輔基與酶蛋白結(jié)合得牢與酶蛋白結(jié)合得牢 固，不易與酶蛋白脫離。固，不易與酶蛋白脫離。 輔酶和輔基輔酶和輔基 *由酶催化進(jìn)行的化學(xué)由酶催化進(jìn)行的化學(xué) 反應(yīng)稱為反應(yīng)稱為酶促反應(yīng)酶促反應(yīng)。 *酶促反應(yīng)的反應(yīng)物稱酶促反應(yīng)的反應(yīng)物稱 為為酶的底物酶的底物。 二、酶的活性中心二、酶的活性中心 酶的酶的活性中心活性中心 酶的酶的活性中心活性中心又稱為又稱為 活性部位活性部位，是酶蛋白構(gòu)象，是酶蛋白構(gòu)象 的一個(gè)特定區(qū)域，能與底的一個(gè)特定區(qū)域，能與底 物特異結(jié)合，并催化底物物特異結(jié)合，并催化

6、底物 發(fā)生反應(yīng)生成產(chǎn)物。發(fā)生反應(yīng)生成產(chǎn)物。 酶的必需基團(tuán)酶的必需基團(tuán) 酶蛋白所含的基酶蛋白所含的基 團(tuán)并不都與酶活性有團(tuán)并不都與酶活性有 關(guān)，其中那些與酶的關(guān)，其中那些與酶的 活性密切有關(guān)的基團(tuán)活性密切有關(guān)的基團(tuán) 稱為稱為酶的必需基團(tuán)酶的必需基團(tuán)。 酶的必需基團(tuán)分類酶的必需基團(tuán)分類 酶活性中心酶活性中心外外的必需基團(tuán)的必需基團(tuán) 酶活性中心酶活性中心內(nèi)內(nèi)的必需基團(tuán)的必需基團(tuán) 酶活性中心內(nèi)的必需基團(tuán)酶活性中心內(nèi)的必需基團(tuán) 結(jié)合基團(tuán)結(jié)合基團(tuán)的作用是與底物結(jié)的作用是與底物結(jié) 合，使底物與一定構(gòu)象的酶形合，使底物與一定構(gòu)象的酶形 成復(fù)合物，又稱為中間產(chǎn)物；成復(fù)合物，又稱為中間產(chǎn)物； 催化基團(tuán)催化基團(tuán)的作

7、用是改變中某的作用是改變中某 些化學(xué)鍵的穩(wěn)定性，使底物發(fā)些化學(xué)鍵的穩(wěn)定性，使底物發(fā) 生反應(yīng)生成產(chǎn)物。生反應(yīng)生成產(chǎn)物。 底底 物物 活性中心以活性中心以 外的必需基團(tuán)外的必需基團(tuán) 結(jié)合基團(tuán)結(jié)合基團(tuán) 催化基團(tuán)催化基團(tuán) 活性中心活性中心 酶的活性中心示意圖酶的活性中心示意圖 )單體酶單體酶 )寡聚酶寡聚酶 )多酶體系多酶體系 )多功能酶多功能酶 三、酶按結(jié)構(gòu)的分類三、酶按結(jié)構(gòu)的分類 單體酶單體酶 由一條多肽鏈組由一條多肽鏈組 成的酶蛋白，稱為成的酶蛋白，稱為單單 體酶體酶。 寡聚酶寡聚酶 由由2 2個(gè)到數(shù)十個(gè)亞個(gè)到數(shù)十個(gè)亞 基締合構(gòu)成的酶蛋白基締合構(gòu)成的酶蛋白 ( (每個(gè)亞基為一條多肽每個(gè)亞基為一條

8、多肽 鏈），稱為鏈），稱為寡聚酶。寡聚酶。 多酶體系多酶體系 由活性不同但功能上由活性不同但功能上 有聯(lián)系的多種酶分子通過有聯(lián)系的多種酶分子通過 非共價(jià)鍵連接彼此嵌合形非共價(jià)鍵連接彼此嵌合形 成的復(fù)合體，稱成的復(fù)合體，稱多酶復(fù)合多酶復(fù)合 體體，也稱，也稱多酶體系多酶體系。 多功能酶多功能酶 一些多酶體系在進(jìn)化一些多酶體系在進(jìn)化 過程中由于基因的融合，過程中由于基因的融合， 形成由一條多肽鏈組成卻形成由一條多肽鏈組成卻 具有多種不同催化功能具有多種不同催化功能 的酶，這類酶稱為的酶，這類酶稱為多功能多功能 酶酶或或串聯(lián)酶串聯(lián)酶。 同工酶同工酶是指能催化同是指能催化同 一化學(xué)反應(yīng)，但酶蛋白的一化學(xué)

9、反應(yīng)，但酶蛋白的 分子組成、結(jié)構(gòu)、理化性分子組成、結(jié)構(gòu)、理化性 質(zhì)乃至免疫學(xué)性質(zhì)和電泳質(zhì)乃至免疫學(xué)性質(zhì)和電泳 行為都不同的一組酶。行為都不同的一組酶。 四、同工酶四、同工酶 L-L-乳酸脫氫酶的同工酶乳酸脫氫酶的同工酶 LDHLDH是由是由H H亞基（即心肌亞基（即心肌 型）和型）和M M亞基（即骨骼肌亞基（即骨骼肌 型）構(gòu)成型）構(gòu)成 的四聚體；的四聚體； 兩種亞基以不同比例構(gòu)兩種亞基以不同比例構(gòu) 成五種同工酶。成五種同工酶。 LDHLDH在區(qū)帶電泳中從快到慢的泳動(dòng)順序在區(qū)帶電泳中從快到慢的泳動(dòng)順序 葡萄糖葡萄糖 丙酮酸丙酮酸 乳酸（乳酸（LDH5：丙酮酸還原酶）：丙酮酸還原酶）骨骼肌骨骼肌

10、經(jīng)血液運(yùn)輸經(jīng)血液運(yùn)輸 三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán) 丙酮酸丙酮酸 乳酸（乳酸（LDH1 ：乳酸脫氫酶）：乳酸脫氫酶）心肌心肌 NADH+H+ NAD+ 氧化磷酸化氧化磷酸化 ATP LDHLDH同工酶的生理功能同工酶的生理功能 第二節(jié)第二節(jié) 酶促反應(yīng)的特點(diǎn)和機(jī)制酶促反應(yīng)的特點(diǎn)和機(jī)制 一、酶促反應(yīng)的特點(diǎn)一、酶促反應(yīng)的特點(diǎn) 二、酶促反應(yīng)的機(jī)制二、酶促反應(yīng)的機(jī)制 +酶的催化效率極高酶的催化效率極高 +酶催化反應(yīng)具有高度的特異性酶催化反應(yīng)具有高度的特異性 +酶的不穩(wěn)定性酶的不穩(wěn)定性 +酶催化活力與酶量的可調(diào)節(jié)性酶催化活力與酶量的可調(diào)節(jié)性 一、酶促反應(yīng)的特點(diǎn)一、酶促反應(yīng)的特點(diǎn) A鄰近效應(yīng)和定向效應(yīng)鄰近效應(yīng)和定向

11、效應(yīng) A表面效應(yīng)表面效應(yīng) A酸堿催化作用酸堿催化作用 A張力作用張力作用 A共價(jià)催化作用共價(jià)催化作用 二、酶促反應(yīng)的機(jī)制二、酶促反應(yīng)的機(jī)制 、決定酶作用高效率的機(jī)制、決定酶作用高效率的機(jī)制 、決定酶作用特異性機(jī)制、決定酶作用特異性機(jī)制 誘導(dǎo)契合學(xué)說誘導(dǎo)契合學(xué)說 第三節(jié)第三節(jié) 酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 一、酶濃度對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響一、酶濃度對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響 二、底物濃度對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響二、底物濃度對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響 三、溫度對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響三、溫度對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響 四、四、pHpH對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響 五、抑制劑對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響五、抑制劑對(duì)酶促反應(yīng)

12、速度的影響 六、激活劑對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響六、激活劑對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響 七、七、酶活性單位與酶活性單位與酶活性測(cè)定酶活性測(cè)定 酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究研究 酶促反應(yīng)速度及其影響因酶促反應(yīng)速度及其影響因 素，即通過定量觀察單位素，即通過定量觀察單位 時(shí)間內(nèi)底物的減少或產(chǎn)物時(shí)間內(nèi)底物的減少或產(chǎn)物 的生成量來研究的生成量來研究酶濃度酶濃度、 底物濃度底物濃度、溫度溫度、pHpH值值、 抑制劑抑制劑和和激活劑激活劑對(duì)酶促反對(duì)酶促反 應(yīng)速度的影響。應(yīng)速度的影響。 EE V V E E1 1 E E2 2 一、酶濃度對(duì)酶促反應(yīng)的影響一、酶濃度對(duì)酶促反應(yīng)的影響 酶濃度與反應(yīng)速度之間的關(guān)系酶濃度與反

13、應(yīng)速度之間的關(guān)系 二、底物濃度對(duì)反應(yīng)速度的影響二、底物濃度對(duì)反應(yīng)速度的影響 單底物、單產(chǎn)物反應(yīng)單底物、單產(chǎn)物反應(yīng) 酶促酶促反應(yīng)速度反應(yīng)速度一般在規(guī)定的反應(yīng)條件一般在規(guī)定的反應(yīng)條件 下，下，用單位時(shí)間內(nèi)底物的消耗量和產(chǎn)用單位時(shí)間內(nèi)底物的消耗量和產(chǎn) 物的生成量來表示物的生成量來表示 反應(yīng)速度取其反應(yīng)速度取其初速度初速度，即底物的消耗，即底物的消耗 量很小（量很?。? 5以內(nèi)）時(shí)的反應(yīng)速度以內(nèi)）時(shí)的反應(yīng)速度 底物濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于酶濃度底物濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于酶濃度 底物對(duì)酶促反應(yīng)的影響底物對(duì)酶促反應(yīng)的影響 v在其他因在其他因 素不變的情素不變的情 況下，底物況下，底物 濃度對(duì)反應(yīng)濃度對(duì)反應(yīng) 速度的影響速度的影響

14、 呈呈矩形雙曲矩形雙曲 線關(guān)系線關(guān)系。 當(dāng)?shù)孜餄舛容^低時(shí)當(dāng)?shù)孜餄舛容^低時(shí)，反反 應(yīng)速度與底物濃度成正比；應(yīng)速度與底物濃度成正比； 反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)。反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)。 目目 錄錄 隨著底物濃度的增高隨著底物濃度的增高， 反應(yīng)速度不再成正比例加速；反應(yīng)速度不再成正比例加速； 反應(yīng)為混合級(jí)反應(yīng)。反應(yīng)為混合級(jí)反應(yīng)。 目目 錄錄 當(dāng)?shù)孜餄舛雀哌_(dá)一定程度當(dāng)?shù)孜餄舛雀哌_(dá)一定程度， 反應(yīng)速度不再增加，達(dá)最大速反應(yīng)速度不再增加，達(dá)最大速 度；反應(yīng)為零級(jí)反應(yīng)。度；反應(yīng)為零級(jí)反應(yīng)。 目目 錄錄 第一步第一步: E+S ES 第二步第二步: ESE+P VES 1913年年Michaelis和和 Menten推導(dǎo)了米氏

15、方程推導(dǎo)了米氏方程 SK SV v m max 中間復(fù)合物學(xué)說中間復(fù)合物學(xué)說 19131913年年MichaelisMichaelis和和MentenMenten提出反應(yīng)速度與底提出反應(yīng)速度與底 物濃度關(guān)系的數(shù)學(xué)方程式，即米曼氏方程式，物濃度關(guān)系的數(shù)學(xué)方程式，即米曼氏方程式， 簡(jiǎn)稱米氏方程式簡(jiǎn)稱米氏方程式(Michaelis equation)(Michaelis equation)。 S：底物濃度底物濃度 V：不同不同S時(shí)的反應(yīng)速度時(shí)的反應(yīng)速度 Vmax：最大反應(yīng)速度最大反應(yīng)速度(maximum velocity) m：米氏常數(shù)米氏常數(shù)(Michaelis constant) VmaxS K

16、m + S 米氏方程式米氏方程式 當(dāng)?shù)孜餄舛葹闃O低水平時(shí)，當(dāng)?shù)孜餄舛葹闃O低水平時(shí)，SSKmKm，則，則V V （Vmax/KmVmax/Km）S S ，反應(yīng)速度，反應(yīng)速度V V與底物濃度與底物濃度 SS成正比；成正比； 當(dāng)?shù)孜餄舛葹闃O高水平時(shí)，當(dāng)?shù)孜餄舛葹闃O高水平時(shí)，S S KmKm，KmKm值值 可忽略不計(jì)，則可忽略不計(jì)，則 V Vmax V Vmax ，此時(shí)反應(yīng)速度，此時(shí)反應(yīng)速度 V V達(dá)最大速度達(dá)最大速度VmaxVmax，底物濃度已不再影響反應(yīng)，底物濃度已不再影響反應(yīng) 速度。速度。 VmaxS Km + S ES生成速度生成速度V1=K+1 E S 游離酶濃度游離酶濃度E=酶總濃度酶總濃

17、度Et ES V1=K+1 （Et ES）S ES分解速度分解速度V2 = K 1 ES + K+2 ES =（ K 1 + K+2 ）ES 恒態(tài)時(shí)恒態(tài)時(shí)V1= V2 ，即，即K+1 （Et ES）S =（ K 1 + K+2 ）ES E + S ES P + E K+2 K+1 K 1 根據(jù)中間產(chǎn)物學(xué)說，反應(yīng)初期，根據(jù)中間產(chǎn)物學(xué)說，反應(yīng)初期， P接近零，不存在逆反應(yīng)時(shí)接近零，不存在逆反應(yīng)時(shí) 調(diào)整后得調(diào)整后得 （Et ES）S ES （ K 1 + K+2 ） K+1 Km= 推導(dǎo)過程推導(dǎo)過程 V= K+2 K m + S Et S 根據(jù)中間產(chǎn)物學(xué)說，反應(yīng)速度與根據(jù)中間產(chǎn)物學(xué)說，反應(yīng)速度與ES

18、成正比，即成正比，即V= K+2 ES， 將上式代入得將上式代入得 S = Km Et S ES ES = Et S Km + S 再次調(diào)整后得再次調(diào)整后得 當(dāng)反應(yīng)達(dá)最大速度（當(dāng)反應(yīng)達(dá)最大速度（Vmax）時(shí)，全部酶與底物結(jié)合，即）時(shí)，全部酶與底物結(jié)合，即ES =Et ， 此時(shí)此時(shí)Vmax= K+2 ES= K+2 Et ，以，以 Vmax= K+2 Et代入上式即得代入上式即得 米氏方程式米氏方程式 V= Vmax S Km + S Km為米氏常數(shù)為米氏常數(shù) 米氏方程式進(jìn)行整理后可變?yōu)槊资戏匠淌竭M(jìn)行整理后可變?yōu)?（ Vmax V）（）（ Km + S ）= Vmax Km 矩形雙曲線的函數(shù)式矩

19、形雙曲線的函數(shù)式 （a x)(b y)=常數(shù)常數(shù) V S曲線是矩形雙曲線曲線是矩形雙曲線 KKmKm值是酶促反應(yīng)速度為最大反應(yīng)值是酶促反應(yīng)速度為最大反應(yīng) 速度一半時(shí)的底物濃度速度一半時(shí)的底物濃度 KKmKm值對(duì)某一特定酶來說是個(gè)常數(shù)，值對(duì)某一特定酶來說是個(gè)常數(shù)， 可以反映酶的種類可以反映酶的種類 K反映酶與底物的親和力，可以用反映酶與底物的親和力，可以用 來確定最適底物來確定最適底物 K計(jì)算底物濃度和相對(duì)速度計(jì)算底物濃度和相對(duì)速度 K計(jì)算酶的轉(zhuǎn)換數(shù)計(jì)算酶的轉(zhuǎn)換數(shù) K反映激活劑或抑制劑的存在反映激活劑或抑制劑的存在 、米氏常數(shù)、米氏常數(shù)KmKm的意義的意義 、m m值與值與max max值的測(cè)定

20、 值的測(cè)定 （林貝氏方程）（林貝氏方程） -1/Km 雙倒數(shù)作圖法雙倒數(shù)作圖法(double reciprocal plot)(double reciprocal plot)， 又稱為又稱為 林林- -貝氏貝氏(Lineweaver- Burk)(Lineweaver- Burk)作圖法作圖法 L酶活性達(dá)到最大時(shí)的酶活性達(dá)到最大時(shí)的 反應(yīng)溫度稱為反應(yīng)溫度稱為酶的最適酶的最適 溫度溫度。 三、溫度對(duì)酶促反應(yīng)的影響三、溫度對(duì)酶促反應(yīng)的影響 低溫不會(huì)使酶破壞，溫度低溫不會(huì)使酶破壞，溫度 回升時(shí)，酶活性又可恢復(fù)回升時(shí)，酶活性又可恢復(fù) F37374040為最適溫度為最適溫度 F6060時(shí)變性加速時(shí)變性加

21、速 F8080以上多數(shù)酶不可逆變性以上多數(shù)酶不可逆變性 F低于最適溫度低于最適溫度 TV TV TV TV 溫度與酶促反應(yīng)速度的關(guān)系溫度與酶促反應(yīng)速度的關(guān)系 20 40 60 t 3小時(shí)小時(shí) 1010小時(shí)小時(shí) 最適溫度最適溫度 酶活性單位酶活性單位 溫度對(duì)海鞘蛋白酶作用的影響溫度對(duì)海鞘蛋白酶作用的影響 V酶活力最大時(shí)酶活力最大時(shí) 溶液的溶液的pHpH值稱為值稱為 酶的最適酶的最適pHpH。 四、四、pHpH對(duì)酶促反應(yīng)的影響對(duì)酶促反應(yīng)的影響 pHpH值與酶活性之間的關(guān)系值與酶活性之間的關(guān)系 酶酶底物底物最適最適pH酶酶底物底物最適最適pH 胃蛋白酶胃蛋白酶 雞蛋清蛋白雞蛋清蛋白1.5脲酶脲酶尿素

22、尿素6.46.9 血紅蛋白血紅蛋白2.2胰淀粉酶胰淀粉酶淀粉淀粉6.7 7.2 延胡索酸酶延胡索酸酶 延胡索酸延胡索酸6.5過氧化氫酶過氧化氫酶H2O27.6 蘋果酸蘋果酸8.0酸性磷酸酶酸性磷酸酶磷酸甘油磷酸甘油4.5 5.0 精氨酸酶精氨酸酶精氨酸精氨酸9.5 9.9堿性磷酸酶堿性磷酸酶磷酸甘油磷酸甘油9 10 一些酶的最適一些酶的最適pHpH G使酶的活性下降而又不引起酶蛋使酶的活性下降而又不引起酶蛋 白變性的物質(zhì)稱為酶的白變性的物質(zhì)稱為酶的抑制劑抑制劑。 G抑制劑使酶的活性降低的現(xiàn)象稱抑制劑使酶的活性降低的現(xiàn)象稱 為酶的為酶的抑制作用抑制作用。 G某些物理因素及化學(xué)物質(zhì)可使酶某些物理因

23、素及化學(xué)物質(zhì)可使酶 發(fā)生不可逆的變性稱為酶的發(fā)生不可逆的變性稱為酶的鈍化作鈍化作 用用，不屬于抑制作用的范疇。，不屬于抑制作用的范疇。 五、抑制劑對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響五、抑制劑對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響 抑制作用抑制作用是抑制劑是抑制劑 通過對(duì)酶的活性中心施通過對(duì)酶的活性中心施 以直接或間接影響的結(jié)以直接或間接影響的結(jié) 果，酶分子的空間結(jié)構(gòu)果，酶分子的空間結(jié)構(gòu) 并未遭到破壞。并未遭到破壞。 J不可逆抑制作用不可逆抑制作用 J可逆性抑制作用可逆性抑制作用 根據(jù)抑制劑與酶結(jié)合的緊根據(jù)抑制劑與酶結(jié)合的緊 密程度分為密程度分為 E + I EIE + I EI 、不可逆抑制作用、不可逆抑制作用 抑制劑以共價(jià)

24、鍵與酶活性中心上抑制劑以共價(jià)鍵與酶活性中心上 的必需基團(tuán)相結(jié)合，一經(jīng)結(jié)合后就很的必需基團(tuán)相結(jié)合，一經(jīng)結(jié)合后就很 難分解，不能用透析、超濾等物理方難分解，不能用透析、超濾等物理方 法除去抑制劑而恢復(fù)酶的活性，必須法除去抑制劑而恢復(fù)酶的活性，必須 通過其他化學(xué)反應(yīng)，才能將抑制劑從通過其他化學(xué)反應(yīng)，才能將抑制劑從 酶分子上除去，這種抑制作用稱為酶分子上除去，這種抑制作用稱為不不 可逆抑制作用可逆抑制作用。 E巰基酶抑制劑巰基酶抑制劑 E絲氨酸酶抑制劑絲氨酸酶抑制劑 常見的抑制劑常見的抑制劑 、可逆性抑制作用、可逆性抑制作用 抑制劑以非共價(jià)鍵與酶抑制劑以非共價(jià)鍵與酶 和（或）酶和（或）酶- -底物復(fù)合

25、物可逆底物復(fù)合物可逆 性結(jié)合，使酶活性降低或喪性結(jié)合，使酶活性降低或喪 失，采用透析或超濾等方法失，采用透析或超濾等方法 可將抑制劑除去使酶恢復(fù)活可將抑制劑除去使酶恢復(fù)活 性，這種抑制作用稱為性，這種抑制作用稱為可逆可逆 性抑制作用性抑制作用。 G競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用 G非競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用非競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用 G反競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用反競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用 作用特征作用特征無抑制劑無抑制劑競(jìng)爭(zhēng)性抑制競(jìng)爭(zhēng)性抑制反競(jìng)爭(zhēng)性抑制反競(jìng)爭(zhēng)性抑制非競(jìng)爭(zhēng)性抑制非競(jìng)爭(zhēng)性抑制 與與I結(jié)合的組分結(jié)合的組分EESE、ES Km不變不變?cè)龃笤龃鬁p小減小不變不變 Vm不變不變不變不變降低降低降低降低 各種可逆性抑制作用的比較各種可

26、逆性抑制作用的比較 C使酶由無活性變?yōu)橛谢钚允姑赣蔁o活性變?yōu)橛谢钚?或使酶活性增加的物質(zhì)稱為或使酶活性增加的物質(zhì)稱為 酶的激活劑酶的激活劑。 C激活劑使酶活性提高，加激活劑使酶活性提高，加 速酶促反應(yīng)的現(xiàn)象稱為酶的速酶促反應(yīng)的現(xiàn)象稱為酶的 激活作用激活作用。 六、激活劑對(duì)酶促反應(yīng)的影響六、激活劑對(duì)酶促反應(yīng)的影響 激活劑的分類激活劑的分類 必需激活劑必需激活劑 非必需激活劑非必需激活劑 酶活性的高低酶活性的高低一般用他催化某一般用他催化某 一特定反應(yīng)的速度來表示。一特定反應(yīng)的速度來表示。 測(cè)定酶活性測(cè)定酶活性就是測(cè)定酶促反應(yīng)就是測(cè)定酶促反應(yīng) 速度，酶促反應(yīng)速度越快速度，酶促反應(yīng)速度越快酶活性酶活

27、性 越高；越高；反之，酶促反應(yīng)速度越慢反之，酶促反應(yīng)速度越慢 酶活性越低。酶活性越低。 七、酶活性單位與酶活性測(cè)定七、酶活性單位與酶活性測(cè)定 酶促反應(yīng)速度酶促反應(yīng)速度 酶促反應(yīng)速度酶促反應(yīng)速度可以可以 用單位時(shí)間、單位體積用單位時(shí)間、單位體積 內(nèi)底物的消耗量或產(chǎn)物內(nèi)底物的消耗量或產(chǎn)物 的生成量來衡量。的生成量來衡量。 國(guó)際生化學(xué)會(huì)（國(guó)際生化學(xué)會(huì)（IUBIUB）酶）酶 學(xué)委員會(huì)于學(xué)委員會(huì)于19761976年規(guī)定年規(guī)定: :在溫在溫 度度2525，最適，最適pHpH，最適底物濃，最適底物濃 度時(shí)，每分鐘轉(zhuǎn)化度時(shí)，每分鐘轉(zhuǎn)化1 1 molmol底物底物 所需的酶量為所需的酶量為一個(gè)酶活性國(guó)一個(gè)酶活性

28、國(guó) 際單位（際單位（IUIU） 。 酶活性國(guó)際單位酶活性國(guó)際單位 催量單位催量單位 1979 1979年國(guó)際生化學(xué)會(huì)正式推年國(guó)際生化學(xué)會(huì)正式推 薦以催量單位來表示酶的活性：薦以催量單位來表示酶的活性： 1 1催量催量（Katal, KatKatal, Kat）是指在特）是指在特 定條件下，每秒鐘使定條件下，每秒鐘使1mol1mol底物轉(zhuǎn)底物轉(zhuǎn) 化為產(chǎn)物所需的酶量?；癁楫a(chǎn)物所需的酶量。 催量與國(guó)際單位之間的換算關(guān)系催量與國(guó)際單位之間的換算關(guān)系 1IU=1 mol/min=(110-6/60)mol/秒秒 =16.67 10 -9 Kat 1Kat= 6 107IU 酶的比活性酶的比活性 1mg

29、1mg酶蛋白所具酶蛋白所具 有的酶活性單位為有的酶活性單位為酶酶 的比活性的比活性。 第四節(jié)第四節(jié) 酶的調(diào)節(jié)酶的調(diào)節(jié) 一、酶的一、酶的結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié) 二、酶的二、酶的數(shù)量調(diào)節(jié)數(shù)量調(diào)節(jié) 在生物體內(nèi)，一組連續(xù)的酶在生物體內(nèi)，一組連續(xù)的酶 促反應(yīng)構(gòu)成一個(gè)促反應(yīng)構(gòu)成一個(gè)代謝途徑代謝途徑。 催化一個(gè)代謝途徑全部反應(yīng)催化一個(gè)代謝途徑全部反應(yīng) 的一組酶稱為的一組酶稱為多酶體系多酶體系。 關(guān)鍵酶關(guān)鍵酶 l細(xì)胞可以通過調(diào)節(jié)細(xì)胞可以通過調(diào)節(jié)E E1 1的活性來控制整的活性來控制整 個(gè)代謝途徑的速度。個(gè)代謝途徑的速度。E E1 1就是這個(gè)代謝途就是這個(gè)代謝途 徑的徑的關(guān)鍵酶關(guān)鍵酶（限速酶或調(diào)節(jié)酶）（限速酶或調(diào)節(jié)酶

30、），所，所 催化的反應(yīng)稱為催化的反應(yīng)稱為關(guān)鍵反應(yīng)關(guān)鍵反應(yīng)。 l機(jī)體通過調(diào)節(jié)關(guān)鍵酶的活性來控制代機(jī)體通過調(diào)節(jié)關(guān)鍵酶的活性來控制代 謝途徑速度。謝途徑速度。 A B C D E 1E 2E 3 代謝途徑代謝途徑關(guān)鍵酶關(guān)鍵酶 糖酵解糖酵解己糖激酶、己糖激酶、6-6-磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶 糖有氧氧化糖有氧氧化丙酮酸脫氫酶系、檸檬酸合成酶、異檸檬酸脫氫酶、丙酮酸脫氫酶系、檸檬酸合成酶、異檸檬酸脫氫酶、-酮戊二酸脫氫系酮戊二酸脫氫系 糖原分解糖原分解糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶 糖原合成糖原合成糖原合成酶糖原合成酶 糖異生糖異生丙酮酸羧化酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶、果糖丙酮酸羧化酶

31、、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶、果糖1,6-1,6-二磷酸酶、葡萄糖二磷酸酶、葡萄糖-6-6-磷酸酶磷酸酶 脂肪動(dòng)員脂肪動(dòng)員激素敏感脂肪酶激素敏感脂肪酶 脂酸合成脂酸合成乙酰乙酰CoACoA羧化酶羧化酶 膽固醇合成膽固醇合成HMG-CoAHMG-CoA還原酶還原酶 主要代謝途徑中的關(guān)鍵酶主要代謝途徑中的關(guān)鍵酶 a關(guān)鍵酶所催化的反應(yīng)通常位于代謝途徑的上游，或關(guān)鍵酶所催化的反應(yīng)通常位于代謝途徑的上游，或 者是代謝分支上的第一步反應(yīng)。者是代謝分支上的第一步反應(yīng)。 a關(guān)鍵酶所催化反應(yīng)的速度在代謝途徑中最慢，控制關(guān)鍵酶所催化反應(yīng)的速度在代謝途徑中最慢，控制 著整個(gè)代謝途徑的代謝速度。著整個(gè)代謝途徑的代謝速度。

32、 a關(guān)鍵酶所催化的反應(yīng)多數(shù)是不可逆反應(yīng)，因此關(guān)鍵關(guān)鍵酶所催化的反應(yīng)多數(shù)是不可逆反應(yīng)，因此關(guān)鍵 酶的活性除決定代謝速度外還可決定代謝的方向。酶的活性除決定代謝速度外還可決定代謝的方向。 a關(guān)鍵酶的活性可受多種因素調(diào)節(jié)。關(guān)鍵酶的活性可受多種因素調(diào)節(jié)。 關(guān)鍵酶的特點(diǎn)關(guān)鍵酶的特點(diǎn) Y結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)（快速調(diào)節(jié)）結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)（快速調(diào)節(jié)） Y數(shù)量調(diào)節(jié)（遲緩調(diào)節(jié)）數(shù)量調(diào)節(jié)（遲緩調(diào)節(jié)） 酶活性的調(diào)節(jié)酶活性的調(diào)節(jié) c變構(gòu)調(diào)節(jié)變構(gòu)調(diào)節(jié) c化學(xué)修飾調(diào)節(jié)化學(xué)修飾調(diào)節(jié) c酶原激活酶原激活 一、酶的結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)一、酶的結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié) 酶蛋白合成的調(diào)節(jié)酶蛋白合成的調(diào)節(jié) 酶蛋白降解的調(diào)節(jié)酶蛋白降解的調(diào)節(jié) 二、酶的數(shù)量調(diào)節(jié)二、酶的數(shù)量調(diào)節(jié) 調(diào)節(jié)方式

33、調(diào)節(jié)方式調(diào)節(jié)物質(zhì)調(diào)節(jié)物質(zhì)酶蛋白變化酶蛋白變化特點(diǎn)及生理意義特點(diǎn)及生理意義 變構(gòu)調(diào)節(jié)變構(gòu)調(diào)節(jié)變構(gòu)劑變構(gòu)劑酶蛋白變構(gòu)（非共價(jià)鍵變化）酶蛋白變構(gòu)（非共價(jià)鍵變化） 作用快，可防止產(chǎn)物堆積作用快，可防止產(chǎn)物堆積 和能量浪費(fèi)和能量浪費(fèi) 化學(xué)修飾調(diào)節(jié)化學(xué)修飾調(diào)節(jié)激素等激素等酶分子發(fā)生共價(jià)鍵變化酶分子發(fā)生共價(jià)鍵變化 耗能少，作用快，有放大耗能少，作用快，有放大 效應(yīng)，可滿足應(yīng)激效應(yīng)，可滿足應(yīng)激 酶數(shù)量調(diào)節(jié)酶數(shù)量調(diào)節(jié) 誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)劑 阻抑劑阻抑劑 酶蛋白量改變酶蛋白量改變 耗能多，調(diào)節(jié)效應(yīng)出現(xiàn)慢耗能多，調(diào)節(jié)效應(yīng)出現(xiàn)慢 但維持長(zhǎng)久，除去調(diào)但維持長(zhǎng)久，除去調(diào) 節(jié)物質(zhì)后仍保持調(diào)節(jié)節(jié)物質(zhì)后仍保持調(diào)節(jié) 效應(yīng)一段時(shí)間效應(yīng)一段

34、時(shí)間 幾種酶活性調(diào)節(jié)方式的比較幾種酶活性調(diào)節(jié)方式的比較 第五節(jié)第五節(jié) 酶的命名和分類酶的命名和分類 一、酶的命名一、酶的命名 二、二、國(guó)際系統(tǒng)分類法國(guó)際系統(tǒng)分類法 習(xí)慣命名法習(xí)慣命名法 系統(tǒng)命名法系統(tǒng)命名法 一、酶的命名一、酶的命名 習(xí)慣名稱習(xí)慣名稱系統(tǒng)名稱系統(tǒng)名稱催化反應(yīng)催化反應(yīng) 己糖激酶己糖激酶ATP：己糖磷酸基轉(zhuǎn)移酶：己糖磷酸基轉(zhuǎn)移酶ATP+葡萄糖葡萄糖 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖+ADP 乳酸乳酸 脫氫酶脫氫酶 L-乳酸：乳酸：NAD+氧化還原酶氧化還原酶L-乳酸乳酸+ NAD+ 丙酮酸丙酮酸+ NADH+H+ 丙氨酸丙氨酸 轉(zhuǎn)氨酶轉(zhuǎn)氨酶 丙氨酸：丙氨酸： -酮戊二酸氨基轉(zhuǎn)移酶酮戊二酸氨

35、基轉(zhuǎn)移酶丙氨酸丙氨酸+ -酮戊二酸酮戊二酸 谷氨酸谷氨酸+丙酮酸丙酮酸 酶的命名法舉例酶的命名法舉例 1.1.氧化還原酶類氧化還原酶類 2.2.轉(zhuǎn)移酶類轉(zhuǎn)移酶類 3.3.水解酶類水解酶類 4.4.裂解酶類裂解酶類 5.5.異構(gòu)酶類異構(gòu)酶類 6.6.合成酶類合成酶類 二、國(guó)際系統(tǒng)分類法二、國(guó)際系統(tǒng)分類法 EC （國(guó)際）酶學(xué)委員會(huì)縮寫號(hào)（國(guó)際）酶學(xué)委員會(huì)縮寫號(hào) 1. 第一類，氧化還原酶類第一類，氧化還原酶類 1. 第一亞類，作用于底物的第一亞類，作用于底物的CHOH基基 1. 第一亞第一亞-亞類，以亞類，以NAD+為受氫體為受氫體 27. 亞亞-亞類的順序號(hào)亞類的順序號(hào) 乳酸：乳酸：NADNAD+

36、 +氧化還原酶為氧化還原酶為EC1.1.1.27EC1.1.1.27如如 第六節(jié)第六節(jié) 酶與醫(yī)學(xué)的關(guān)系酶與醫(yī)學(xué)的關(guān)系 一、酶與疾病發(fā)生的關(guān)系一、酶與疾病發(fā)生的關(guān)系 二、酶在疾病診斷中的應(yīng)用二、酶在疾病診斷中的應(yīng)用 三、酶在疾病治療中的應(yīng)用三、酶在疾病治療中的應(yīng)用 酶異常大致疾病酶異常大致疾病 疾病導(dǎo)致酶異常疾病導(dǎo)致酶異常 一、酶與疾病發(fā)生的關(guān)系一、酶與疾病發(fā)生的關(guān)系 二、酶在疾病診斷中的應(yīng)用二、酶在疾病診斷中的應(yīng)用 n診斷指標(biāo)診斷指標(biāo) n診斷工具診斷工具 診斷指標(biāo)診斷指標(biāo) u血漿功能酶血漿功能酶 u外分泌酶外分泌酶 u細(xì)胞酶細(xì)胞酶 診斷工具診斷工具 酶法分析酶法分析即酶偶聯(lián)即酶偶聯(lián) 測(cè)定法，是

37、利用酶作為測(cè)定法，是利用酶作為 分析試劑，對(duì)一些酶的分析試劑，對(duì)一些酶的 活性、底物濃度、激活活性、底物濃度、激活 劑、抑制劑等進(jìn)行定量劑、抑制劑等進(jìn)行定量 分析的一種方法。分析的一種方法。 酶法分析的酶法分析的原理原理 酶法分析的酶法分析的原理是原理是利用一利用一 些酶（稱些酶（稱指示酶指示酶）的底物或產(chǎn)）的底物或產(chǎn) 物可直接、簡(jiǎn)便地檢測(cè)的特點(diǎn)，物可直接、簡(jiǎn)便地檢測(cè)的特點(diǎn)， 將該酶偶聯(lián)到待測(cè)的酶促反應(yīng)將該酶偶聯(lián)到待測(cè)的酶促反應(yīng) 體系中，將本來不易直接測(cè)定體系中，將本來不易直接測(cè)定 的反應(yīng)體系，轉(zhuǎn)化為可以直接的反應(yīng)體系，轉(zhuǎn)化為可以直接 監(jiān)測(cè)的反應(yīng)體系。監(jiān)測(cè)的反應(yīng)體系。 蘋果酸脫氫酶作為指示劑蘋

38、果酸脫氫酶作為指示劑 的反應(yīng)體系的反應(yīng)體系 天冬氨酸天冬氨酸 草酰乙酸草酰乙酸 蘋果酸蘋果酸 -酮戊二酸酮戊二酸 谷氨酸谷氨酸 NADH+H+ NAD+ 天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶 蘋果酸脫氫酶蘋果酸脫氫酶 消化酶類消化酶類 抗炎清創(chuàng)酶類抗炎清創(chuàng)酶類 抗栓酶類抗栓酶類 抗氧化酶類抗氧化酶類 抗腫瘤生長(zhǎng)的酶類抗腫瘤生長(zhǎng)的酶類 三、酶在疾病治療中的應(yīng)用三、酶在疾病治療中的應(yīng)用 活化分子活化分子 在一個(gè)化學(xué)反應(yīng)體系中，在一個(gè)化學(xué)反應(yīng)體系中， 只有那些含能量較高，已達(dá)到只有那些含能量較高，已達(dá)到 或超過某一能量的分子才能越或超過某一能量的分子才能越 過化學(xué)反應(yīng)的能閾參加反應(yīng)，過化學(xué)反應(yīng)的能閾

39、參加反應(yīng)， 這種分子稱為這種分子稱為活化分子活化分子。 分子從分子從 常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槌B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)?容易發(fā)生化容易發(fā)生化 學(xué)反應(yīng)的活學(xué)反應(yīng)的活 躍狀態(tài)所需躍狀態(tài)所需 要的能量稱要的能量稱 為為活化能活化能。 活化能活化能 酶催化反應(yīng)酶催化反應(yīng) 催化能催化能 初態(tài)初態(tài) 終態(tài)終態(tài) 活化閾能活化閾能 非催化反應(yīng)非催化反應(yīng) 活化能活化能 一般催化劑一般催化劑 催化反應(yīng)活化能催化反應(yīng)活化能 活化過程活化過程 自自 由由 能能 S E ES P 酶的中間產(chǎn)物學(xué)說示意圖酶的中間產(chǎn)物學(xué)說示意圖 酶的作用機(jī)理圖解酶的作用機(jī)理圖解 酶催化反應(yīng)的高度特異性酶催化反應(yīng)的高度特異性 與一般催化劑不同，與一般催化劑不同， 酶對(duì)所

40、催化反應(yīng)的底物和酶對(duì)所催化反應(yīng)的底物和 反應(yīng)類型具有選擇性，這反應(yīng)類型具有選擇性，這 種現(xiàn)象稱為種現(xiàn)象稱為酶的特異性酶的特異性。 酶催化反應(yīng)高度特異性的分類酶催化反應(yīng)高度特異性的分類 絕對(duì)特異性絕對(duì)特異性 相對(duì)特異性相對(duì)特異性 立體異構(gòu)特異性立體異構(gòu)特異性 絕對(duì)特異性絕對(duì)特異性 一種酶僅作用于一一種酶僅作用于一 種底物催化一種化學(xué)反種底物催化一種化學(xué)反 應(yīng)，稱為應(yīng)，稱為絕對(duì)特異性。絕對(duì)特異性。 絕對(duì)特異性絕對(duì)特異性 NHNH2 2 H H2 2O O C CO COO CO2 22NH2NH3 3 尿素酶尿素酶 NHNH2 2 尿素尿素 NHNH2 2 H H2 2O O C CO O 不反應(yīng)

41、不反應(yīng) 尿素酶尿素酶 NH-CHNH-CH3 3 甲基尿素甲基尿素 相對(duì)特異性相對(duì)特異性 一種酶可作用于一種酶可作用于 一類化合物或一種化一類化合物或一種化 學(xué)鍵，這種特異性稱學(xué)鍵，這種特異性稱 為為相對(duì)特異性。相對(duì)特異性。 相對(duì)特異性相對(duì)特異性 果糖果糖葡萄糖葡萄糖 果糖果糖 葡萄糖葡萄糖 蔗糖酶蔗糖酶 蔗糖蔗糖 果糖果糖葡萄糖葡萄糖半乳糖半乳糖 果糖果糖 葡萄糖葡萄糖半乳糖半乳糖 棉子糖棉子糖 密二糖密二糖 蔗糖酶蔗糖酶 立體異構(gòu)特異性立體異構(gòu)特異性 一種酶僅作用于立體一種酶僅作用于立體 異構(gòu)體中的一種，而對(duì)另異構(gòu)體中的一種，而對(duì)另 一種則無作用，酶對(duì)立體一種則無作用，酶對(duì)立體 異構(gòu)物的這

42、種選擇性稱為異構(gòu)物的這種選擇性稱為 立體異構(gòu)特異性。立體異構(gòu)特異性。 COOH COOH | | C=O + NADH + H+ HO-C-H + NAD+ | | CH3 CH3 丙酮酸丙酮酸 L-L-乳酸乳酸 HC-COOH HO-CH-COOH + H2O | HOOC-CH CH2COOH 延胡索酸延胡索酸 L-L-蘋果酸蘋果酸 乳酸脫氫酶乳酸脫氫酶 延胡索酸酶延胡索酸酶 （反式丁烯二酸）（反式丁烯二酸） 立體異構(gòu)特異性立體異構(gòu)特異性 當(dāng)反應(yīng)速度為最大反應(yīng)速度一半時(shí)當(dāng)反應(yīng)速度為最大反應(yīng)速度一半時(shí) Km S K Km m值等于酶促反應(yīng)速度為最大反應(yīng)值等于酶促反應(yīng)速度為最大反應(yīng) 速度一半時(shí)

43、的底物濃度，單位是速度一半時(shí)的底物濃度，單位是mol/Lmol/L。 2 Km + S Vmax VmaxS （ K 1 + K+2 ） K+1 Km = e K K+1 +1表示 表示E E與與S S結(jié)合生成結(jié)合生成ESES的趨勢(shì)的趨勢(shì) e（K K 1 1 + K + K+2 +2） ）表示表示ESES解離的趨勢(shì)解離的趨勢(shì) MK Km m 愈大， 愈大， E E與與S S親和力愈小親和力愈小 MK Km m 愈小， 愈小， E E與與S S親和力愈大親和力愈大 K Km m最小者是對(duì)酶親和力最大的底物，最小者是對(duì)酶親和力最大的底物， 一般稱為一般稱為天然底物天然底物或或最適底物最適底物。 如

44、要求反應(yīng)速度達(dá)到如要求反應(yīng)速度達(dá)到V Vm m的的 99%99%，其底物濃度為，其底物濃度為 99%=100%S /（Km + S） 99%Km+99%S= 100% S S =99 Km V= Vmax 10Km /（Km + 10Km ） V/ Vmax = 10Km /（Km + 10Km ）=0.91 如已知底物濃度如已知底物濃度S=10KS=10Km m， 則此時(shí)反應(yīng)速度與則此時(shí)反應(yīng)速度與V Vmax max之比 之比 為為 酶的轉(zhuǎn)換數(shù)酶的轉(zhuǎn)換數(shù) 酶的轉(zhuǎn)換數(shù)又稱催化常酶的轉(zhuǎn)換數(shù)又稱催化常 數(shù)即酶數(shù)即酶- -底物復(fù)合物分解生成底物復(fù)合物分解生成 產(chǎn)物的速度常數(shù)產(chǎn)物的速度常數(shù)K+2 。

45、K+2 = Vmax/ E E 酶轉(zhuǎn)換數(shù)的物理意義酶轉(zhuǎn)換數(shù)的物理意義 l轉(zhuǎn)換數(shù)是當(dāng)酶被底物飽和時(shí)，轉(zhuǎn)換數(shù)是當(dāng)酶被底物飽和時(shí)， 一個(gè)酶分子每秒鐘催化反應(yīng)的底一個(gè)酶分子每秒鐘催化反應(yīng)的底 物的分子數(shù)。物的分子數(shù)。 l反應(yīng)酶催化效率的物理量，數(shù)反應(yīng)酶催化效率的物理量，數(shù) 值越大表示酶的催化效率越高。值越大表示酶的催化效率越高。 ClCH=CH-AsCl2 + HS HS E E S S As ClCH=CH-+ 2HCl 路易士毒氣路易士毒氣 巰基酶巰基酶 失活的酶分子失活的酶分子 CH2SH CHSH + CH2OH SH SH E 二巰基丙醇二巰基丙醇 失活的酶分子失活的酶分子 復(fù)活的酶復(fù)活的酶

46、 E S S Hg CH2S Hg + CHS CH2OH + Hg2+ SH SH E 巰基酶巰基酶 汞離子汞離子 失活的酶分子失活的酶分子 E S S Hg 巰基酶抑制劑巰基酶抑制劑 有機(jī)磷殺蟲劑有機(jī)磷殺蟲劑 膽堿酯酶（活）膽堿酯酶（活） 磷?；憠A酯酶（失活）磷?；憠A酯酶（失活） OR O=PX + HO-Ser-E OR OR O=PO Ser-E + HX OR 有機(jī)磷殺蟲劑有機(jī)磷殺蟲劑 乙酰膽堿乙酰膽堿 + H2O 膽堿膽堿 + 乙酸乙酸 膽堿酯酶膽堿酯酶 膽堿乙?；改憠A乙?；?解磷定解磷定 + 被有機(jī)磷抑制的酶被有機(jī)磷抑制的酶 解磷定解磷定-有機(jī)磷復(fù)合物有機(jī)磷復(fù)合物 + 恢

47、復(fù)活性的酶恢復(fù)活性的酶 絲氨酸酶抑制劑絲氨酸酶抑制劑 有些抑制劑與底物結(jié)構(gòu)相有些抑制劑與底物結(jié)構(gòu)相 似，能同底物競(jìng)爭(zhēng)酶的活性中似，能同底物競(jìng)爭(zhēng)酶的活性中 心，酶若與此類抑制劑結(jié)合就心，酶若與此類抑制劑結(jié)合就 不能再與底物結(jié)合，從而抑制不能再與底物結(jié)合，從而抑制 酶對(duì)底物的催化作用。此類抑酶對(duì)底物的催化作用。此類抑 制劑稱為制劑稱為競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑，此種，此種 作用稱為作用稱為競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用。 競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用 競(jìng)爭(zhēng)性抑制模式圖競(jìng)爭(zhēng)性抑制模式圖 + E + I IE Ki E + S ES E + P Km（1 + + S） VmS I Ki V= I Ki =

48、 （1 + ） + 1 V 1 S Km Vm 1 Vm 競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑、底物和反競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑、底物和反 應(yīng)速度的動(dòng)力學(xué)關(guān)系應(yīng)速度的動(dòng)力學(xué)關(guān)系 米氏方程式米氏方程式 林林-貝氏方程式貝氏方程式 V 1 Vmax 1 S 1 Km 1 0 Km（1+ ） I Ki 1 無抑制劑無抑制劑 有競(jìng)爭(zhēng)性有競(jìng)爭(zhēng)性 抑制劑抑制劑 Vm不變，不變，Km增大增大 競(jìng)爭(zhēng)性抑制圖競(jìng)爭(zhēng)性抑制圖 Km Vm （不變）（不變） 1/2Vm Km（增大）（增大） 無抑制劑無抑制劑 有競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑有競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑 S V 競(jìng)爭(zhēng)性抑制曲線競(jìng)爭(zhēng)性抑制曲線 I I與與S S結(jié)構(gòu)類似，競(jìng)爭(zhēng)酶的活性中心；結(jié)構(gòu)類似，競(jìng)爭(zhēng)酶的活性中心； 競(jìng)爭(zhēng)

49、性抑制作用的強(qiáng)若，決定于抑制競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用的強(qiáng)若，決定于抑制 劑與底物的相對(duì)濃度，即劑與底物的相對(duì)濃度，即I/SI/S比率，比率， 以及它們與酶的相對(duì)親和力。以及它們與酶的相對(duì)親和力。 動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)：動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)：VmaxVmax不變不變，表觀，表觀KmKm增大增大。 競(jìng)爭(zhēng)性抑制的特點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)性抑制的特點(diǎn) CH2COOH CH2COOH CH2COOH COOH H C COOH HOOC C H 琥珀酸琥珀酸 延胡索酸延胡索酸 琥珀酸脫氫酶琥珀酸脫氫酶 （） 丙二酸丙二酸 丙二酸對(duì)琥珀酸脫氫酶的抑制丙二酸對(duì)琥珀酸脫氫酶的抑制 丙二酸丙二酸與與琥珀酸琥珀酸競(jìng)爭(zhēng)琥珀酸脫氫酶競(jìng)爭(zhēng)琥珀酸脫氫酶 競(jìng)爭(zhēng)性抑制作

50、用在化學(xué)治療上的應(yīng)用競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用在化學(xué)治療上的應(yīng)用 NH2SO2NHR 磺胺類藥物磺胺類藥物 NH2COOH 對(duì)氨基苯甲酸對(duì)氨基苯甲酸 二氫葉酸合成酶二氫葉酸合成酶 二氫葉酸二氫葉酸 四氫葉酸四氫葉酸 （） 磺胺類藥物的抑菌機(jī)制磺胺類藥物的抑菌機(jī)制 抑制劑不與底物競(jìng)爭(zhēng)酶的抑制劑不與底物競(jìng)爭(zhēng)酶的 活性中心，而是與活性中心以活性中心，而是與活性中心以 外的必需基團(tuán)相結(jié)合，使酶的外的必需基團(tuán)相結(jié)合，使酶的 構(gòu)象改變而失去活性，稱為構(gòu)象改變而失去活性，稱為非非 競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用。 非競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用非競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用 非競(jìng)爭(zhēng)性抑制模式圖非競(jìng)爭(zhēng)性抑制模式圖 EI + S SEI ES + I

51、SEI V= 1+ Ki I Vm S Km + S + 1 V =（1+ ） Ki IKm Vm 1 S （1 + ） Ki I1 Vm 非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑、底物和非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑、底物和 反應(yīng)速度的動(dòng)力學(xué)關(guān)系反應(yīng)速度的動(dòng)力學(xué)關(guān)系 米氏方程式米氏方程式 林林-貝氏方程式貝氏方程式 1 + Ki I Vm 1 V 1 Vm 1 S 1 Km 0 無抑制劑無抑制劑 有非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑有非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑 Km不變，不變， Vm下降下降 非競(jìng)爭(zhēng)性抑制圖非競(jìng)爭(zhēng)性抑制圖 Vm 1/2Vm 1 + Ki I Vm 1/2 1 + Ki I Vm Km（不變）（不變） V S 有非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑有非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑 無抑制

52、劑無抑制劑 （下降）（下降） 非競(jìng)爭(zhēng)性抑制曲線非競(jìng)爭(zhēng)性抑制曲線 非競(jìng)爭(zhēng)性抑制的特點(diǎn)非競(jìng)爭(zhēng)性抑制的特點(diǎn) 非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑的存在不影響酶與底非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑的存在不影響酶與底 物的結(jié)合，酶與底物的結(jié)合不影響酶物的結(jié)合，酶與底物的結(jié)合不影響酶 與抑制劑的結(jié)合，與抑制劑的結(jié)合，抑制劑與酶活性中抑制劑與酶活性中 心外的必需基團(tuán)結(jié)合，底物與抑制劑心外的必需基團(tuán)結(jié)合，底物與抑制劑 之間之間無競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系無競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。但酶。但酶- -底物底物- -抑制劑抑制劑 (ESI(ESI）不能進(jìn)一步釋放出產(chǎn)物。）不能進(jìn)一步釋放出產(chǎn)物。 抑制程度取決于抑制劑的濃度；抑制程度取決于抑制劑的濃度； 動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)：動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)：VmaxVm

53、ax降低降低，表觀，表觀KmKm不變不變。 抑制劑僅與酶抑制劑僅與酶- -底物底物(ES(ES）結(jié)合，）結(jié)合， 使酶失去催化活性，抑制劑與使酶失去催化活性，抑制劑與ESES結(jié)合結(jié)合 后減弱了后減弱了ESES解離成解離成E E和和P P的趨勢(shì)，更加的趨勢(shì)，更加 有利于底物和酶的結(jié)合，這種現(xiàn)象恰有利于底物和酶的結(jié)合，這種現(xiàn)象恰 好與競(jìng)爭(zhēng)性抑制相反，故稱為好與競(jìng)爭(zhēng)性抑制相反，故稱為反競(jìng)爭(zhēng)反競(jìng)爭(zhēng) 性抑制作用性抑制作用。如。如KmKm值有改變（增大或值有改變（增大或 減?。瑒t稱為減?。瑒t稱為混合性抑制混合性抑制（競(jìng)爭(zhēng)性（競(jìng)爭(zhēng)性 與反競(jìng)爭(zhēng)性的混合）。與反競(jìng)爭(zhēng)性的混合）。 反競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用反競(jìng)爭(zhēng)性抑制作

54、用 反競(jìng)爭(zhēng)性抑制模式圖反競(jìng)爭(zhēng)性抑制模式圖 E + S + I ES + I ESI Ki + （1+ ） Ki I Km S （1+ ） Ki I Vm S V = 1Km Vm 1 （1 + ） Ki I1 VmS + V = 反競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑、底物和反競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑、底物和 反應(yīng)速度的動(dòng)力學(xué)關(guān)系反應(yīng)速度的動(dòng)力學(xué)關(guān)系 米氏方程式米氏方程式 林林-貝氏方程式貝氏方程式 1 Km 1 S 1 Vm 0 1 V （1 + ） Ki I 1 Vm 有反競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑有反競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑 無抑制劑無抑制劑 （1 + ） Ki I Km 1 Km 和和Vm均降低均降低 反競(jìng)爭(zhēng)性抑制圖反競(jìng)爭(zhēng)性抑制圖 反競(jìng)爭(zhēng)性抑制特

55、點(diǎn)反競(jìng)爭(zhēng)性抑制特點(diǎn) 抑制劑只與酶底物復(fù)合抑制劑只與酶底物復(fù)合 物結(jié)合；物結(jié)合； 抑制程度取決與抑制劑的抑制程度取決與抑制劑的 濃度及濃度及底物的濃度底物的濃度； 動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)：動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)：VmaxVmax降低降低， 表觀表觀KmKm降低降低。 C必需激活劑必需激活劑是酶活性表現(xiàn)是酶活性表現(xiàn) 所不可缺少的，若無必需激所不可缺少的，若無必需激 活劑存在，將測(cè)不到酶的活活劑存在，將測(cè)不到酶的活 性。性。 C非必需激活劑非必需激活劑又稱又稱酶的激酶的激 動(dòng)劑動(dòng)劑，當(dāng)其存在時(shí)酶的活性，當(dāng)其存在時(shí)酶的活性 提高，若無非必需激活劑存提高，若無非必需激活劑存 在，酶仍表現(xiàn)一定的活性。在，酶仍表現(xiàn)一定的活性。 一

56、定的小分子化合物能與酶分子活性中心一定的小分子化合物能與酶分子活性中心 以外的某一部位以非共價(jià)鍵特異結(jié)合，引起以外的某一部位以非共價(jià)鍵特異結(jié)合，引起 酶蛋白分子構(gòu)象變化，從而改變酶的活性。酶蛋白分子構(gòu)象變化，從而改變酶的活性。 這種調(diào)節(jié)稱為酶的這種調(diào)節(jié)稱為酶的變構(gòu)調(diào)節(jié)變構(gòu)調(diào)節(jié)或或別位調(diào)節(jié)別位調(diào)節(jié)。 能通過變構(gòu)調(diào)節(jié)改變活性的酶稱為能通過變構(gòu)調(diào)節(jié)改變活性的酶稱為變構(gòu)酶變構(gòu)酶。 能對(duì)變構(gòu)酶進(jìn)行變構(gòu)調(diào)節(jié)的物質(zhì)稱為能對(duì)變構(gòu)酶進(jìn)行變構(gòu)調(diào)節(jié)的物質(zhì)稱為變構(gòu)變構(gòu) 效應(yīng)劑效應(yīng)劑，簡(jiǎn)稱，簡(jiǎn)稱變構(gòu)劑變構(gòu)劑。 引起酶活性增加則稱為引起酶活性增加則稱為變構(gòu)激活劑變構(gòu)激活劑。 引起酶活性降低則稱為引起酶活性降低則稱為變構(gòu)抑制劑變構(gòu)抑制劑。 變構(gòu)調(diào)節(jié)變構(gòu)調(diào)節(jié) 一些代謝途徑中的變構(gòu)酶及其變構(gòu)劑一些代謝途徑中的變構(gòu)酶及其變構(gòu)劑 代謝途徑代謝途徑變構(gòu)酶變構(gòu)酶變構(gòu)激活劑變構(gòu)激活劑變構(gòu)抑制劑變構(gòu)抑制劑 糖酵解途徑糖酵解途徑己糖激酶己糖激酶6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1AMP、ADP檸檬酸、檸檬酸、ATP 丙酮酸激酶丙酮酸激酶1，6-二磷酸果糖二磷酸果糖ATP、乙酰、乙酰CoA 三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)檸檬酸合酶檸檬酸合酶ADP