生物化學(xué)簡明教程酶文稿演示課件

1、生物化學(xué)簡明教程酶文稿演示課件生物化學(xué)簡明教程酶文稿演示課件2.酶的特點(diǎn)：高效、專一、溫和、可調(diào)控催化效率高 酶具有很高的催化效率，比非催化反應(yīng)速率高105107， 生物體如果沒有酶，將不能進(jìn)行代謝。 轉(zhuǎn)換數(shù)：表示酶催化效率的概念，單位時間轉(zhuǎn)化底物的分子數(shù)。6.1酶的概念與特點(diǎn)例 2H2O22H2O+O2 反 應(yīng)活化能非催化反應(yīng)75.24kJ/mol鈀催化反應(yīng)48.9kJ/molH2O2酶催化8.36kJ/mol2.酶的特點(diǎn)：高效、專一、溫和、可調(diào)控催化效率高6.1酶的概酶的活性具有調(diào)節(jié)性 酶活性的調(diào)節(jié)是維持代謝正常進(jìn)行的重要環(huán)節(jié) 調(diào)控方式：基因表達(dá)、底物誘導(dǎo)以及產(chǎn)物抑制等專一性 酶對催化反應(yīng)

2、的類型和反應(yīng)物有嚴(yán)格的選擇性。 專一性主要由酶的結(jié)構(gòu)特別是活性中心結(jié)構(gòu)的特異性決定。2.酶的特點(diǎn)：6.1酶的概念與特點(diǎn)酶的活性具有調(diào)節(jié)性2.酶的特點(diǎn)：6.1酶的概念與特點(diǎn)N+3H2熔鐵催化劑300-600， 200-800Atm2NH3對環(huán)境因素敏感（易失活） 生物變性因素導(dǎo)致失活：溫度、pH、鹽濃度 酶促反應(yīng)需要在溫和的條件下進(jìn)行：常溫、常壓、適宜的溶液pH和離子強(qiáng)度。根瘤菌生物固氮工業(yè)合成氨6.1酶的概念與特點(diǎn)N+3H2熔鐵催化劑300-600， 200-800Atm6.2酶的化學(xué)本質(zhì)和組成 1酶的化學(xué)本質(zhì)化學(xué)本質(zhì)：除了核酶外，絕大多數(shù)是蛋白質(zhì). 核酶（ ribozyme ）：具有催化活性

3、的RNA證據(jù)： （1）分離出的純蛋白質(zhì)晶體具有催化活性； （2）對酶進(jìn)行堿水解，最終產(chǎn)物為氨基酸； （3）對待測酶進(jìn)行蛋白酶水解，發(fā)現(xiàn)其失活。 （4）蛋白質(zhì)變性劑能夠使酶失活； （5）酶具有膠體性質(zhì)，不能穿過半透膜： （6）酶具有蛋白質(zhì)特有的呈色反應(yīng)。結(jié)構(gòu)特性：酶的催化活性依賴于蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)完整性，當(dāng)酶蛋白的高級結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時，失去催化活性。6.2酶的化學(xué)本質(zhì)和組成 1酶的化學(xué)本質(zhì)化學(xué)本質(zhì)：除了核酶2酶的化學(xué)組成 全酶=脫輔酶+輔因子輔因子金屬離子小分子有機(jī)化合物輔酶（coenzyme）：結(jié)合松弛輔基（prosthetic group）:結(jié)合緊密6.2酶的化學(xué)本質(zhì)和組成 純蛋白質(zhì)構(gòu)成酶：僅由氨

4、基酸殘基組成的，不含其他化學(xué)成分綴合蛋白質(zhì)構(gòu)成的酶：除了氨基酸殘基，還含有金屬離子、有機(jī)小分子等兩者單獨(dú)存在沒有催化活性根據(jù)與酶蛋白之間結(jié)合的緊密程度2酶的化學(xué)組成 全酶=脫輔酶+輔因子輔因子金屬離子小分子有根據(jù)酶蛋白分子結(jié)構(gòu)不同將酶分成三類 1單體酶（monomeric enzyme） 2寡聚酶（oligomeric enzyme） 3多酶復(fù)合物（multienzyme complex） 3酶的類型6.2酶的化學(xué)本質(zhì)和組成 根據(jù)酶蛋白分子結(jié)構(gòu)不同將酶分成三類 1單體酶（monome單體酶只有1條多肽鏈的酶。6.2酶的化學(xué)本質(zhì)和組成 單體酶只有1條多肽鏈的酶。6.2酶的化學(xué)本質(zhì)和組成 寡聚酶由

5、兩個或兩個以上亞基組成的酶，亞基之間以非共價鍵連接。亞基之間是通過共價結(jié)合的，容易在變性劑作用下彼此分離，從而失活；說明蛋白質(zhì)四級結(jié)構(gòu)是酶活性所必需的。6.2酶的化學(xué)本質(zhì)和組成 寡聚酶由兩個或兩個以上亞基組成的酶，亞基之間以非共價鍵連接。多酶復(fù)合體幾個酶嵌合而成的絡(luò)合物，這些酶功能相關(guān)，催化一系列連續(xù)的反應(yīng)。6.2酶的化學(xué)本質(zhì)和組成 丙酮酸脫氫酶復(fù)合體多酶復(fù)合體幾個酶嵌合而成的絡(luò)合物，這些酶功能相關(guān)，催化一系列酶的命名1習(xí)慣名稱(約定俗稱的方法)（1）底物 ： 如蛋白酶，脂肪酶（2）反應(yīng)類型：如脫氫酶，裝轉(zhuǎn)氨酶 （3）底物和反應(yīng)性質(zhì)：如琥珀酸脫氫酶 （4）來源或其它特點(diǎn)：如胃蛋白酶，胰蛋白酶

6、命名依據(jù)：6.3酶的命名與分類酶的命名1習(xí)慣名稱(約定俗稱的方法)（1）底物 ： 如蛋白1961年國際酶學(xué)委員會（enzyme commission）提出的酶的命名和分類方法。2系統(tǒng)名稱（1）標(biāo)明底物，催化反應(yīng)的性質(zhì) （2）兩個底物參加反應(yīng)時應(yīng)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(zhuǎn)移酶 脂肪+H2O 脂酸+甘油 脂肪水解酶 6.3酶的命名與分類命名的要求：1961年國際酶學(xué)委員會（enzyme commission酶的分類1.氧化還原酶:A+BH2AH2+B2 .轉(zhuǎn)移酶：AR+BA+BR3 .水解酶：AB

7、 +H2OAOH+BH4 .裂解酶ABA+B5 .異構(gòu)酶6 .合成酶ABA+B+ATPAB+ADP+Pi6.3酶的命名與分類酶的分類1.氧化還原酶:A+BH2AH2+B2 .轉(zhuǎn)移酶：A六大類酶催化反應(yīng)的性質(zhì) 1氧化還原酶類（oxido-reductases） （1）氧化酶類：催化底物脫氫，并氧化生成H2O或H2O2 。2A2H+O2 2A+2H2O A2H+O2 A+H2O2 鄰苯二酚氧化酶（EC 1.10.3.1，鄰苯二酚:氧氧化酶） 鄰苯二酚鄰苯醌例：6.3酶的命名與分類六大類酶催化反應(yīng)的性質(zhì) 1氧化還原酶類（oxido-red（2）脫氫酶類：直接催化底物脫氫 A2H + B A + B2

8、H 例：乳酸丙酮酸乳酸脫氫酶（EC 1.1.1.27，L-乳酸：NAD+氧化還原酶）6.3酶的命名與分類（2）脫氫酶類：直接催化底物脫氫 A2H + B 2轉(zhuǎn)移酶類（transferases） 催化基團(tuán)的轉(zhuǎn)移 谷丙轉(zhuǎn)氨酶（GPT）（EC 2.6.1.2，L-丙氨酸：酮戊二酸氨基轉(zhuǎn)移酶）例：6.3酶的命名與分類2轉(zhuǎn)移酶類（transferases） 催化基團(tuán)的轉(zhuǎn)移 谷3水解酶類（hydrolases） AB + H2O AOH + BH 例：6.3酶的命名與分類-葡萄糖苷酶 （EC 3. 2. 1. 10）3水解酶類（hydrolases） AB + H2O 4裂合酶類（lyases） 催化一種

9、化合物裂解為集中化合物，或幾種化合物縮合為一種化合物AB A + B 例：6.3酶的命名與分類一種化合物移去一個基團(tuán)后形成雙鍵的現(xiàn)象1.6-二磷酸-D-果糖醛縮酶（EC 4.1.2.13）組氨酸裂合酶（EC 4.3.1.3）4裂合酶類（lyases） 催化一種化合物裂解為集中化合物5異構(gòu)酶類（isomerase） 催化異構(gòu)化反應(yīng) 例：6.3酶的命名與分類葡糖-6-磷酸異構(gòu)酶（EC 5.3.1.9）5異構(gòu)酶類（isomerase） 催化異構(gòu)化反應(yīng) 例：6.6合成酶類（也稱連接酶類） 將兩個小分子合成一個大分子，通常需要ATP供能。反應(yīng)通式： 例： 6.3酶的命名與分類6合成酶類（也稱連接酶類）

10、將兩個小分子合成一個大分子，通上節(jié)課內(nèi)容回顧酶的概念和本質(zhì) 生物催化劑；除核酶意外，絕大多數(shù)由蛋白質(zhì)構(gòu)成。酶的特點(diǎn): 高效性、專一性、易失活和容易調(diào)控。酶的化學(xué)組成： 全酶=脫輔酶+輔因子 輔因子：金屬離子和有機(jī)小分子（輔酶和輔基） 輔因子的作用：參與酶催化作用，作為電子、氫原子或某些化學(xué)基團(tuán)的載體。酶的類型：單體酶、寡聚酶和多酶復(fù)合體酶的命名： 習(xí)慣命名和系統(tǒng)命名，酶的編號EC1.1.1.1酶的分類：六大類 氧化還原酶（氧化酶和脫氫酶）、轉(zhuǎn)移酶、水解酶、裂合酶（涉及雙鍵形成）、異構(gòu)酶和合成酶（需ATP）上節(jié)課內(nèi)容回顧酶的概念和本質(zhì)酶專一性的類型酶作用的專一性結(jié)構(gòu)專一性絕對專一性基團(tuán)專一性立體

11、異構(gòu)專一性旋光異構(gòu)專一性幾何異構(gòu)專一性6.4 酶的專一性相對專一性化學(xué)鍵專一性酶專一性的類型酶作用的專一性結(jié)構(gòu)專一性絕對專一性基團(tuán)專一性立絕對專一性有些酶對底物具有嚴(yán)格的選擇，通常只作用于一種特定的底物。1.結(jié)構(gòu)專一性6.4 酶的專一性例：蔗糖酶只能水解蔗糖，麥芽糖酶只能水解麥芽糖。酶對底物的化學(xué)結(jié)構(gòu)具有選擇性絕對專一性有些酶對底物具有嚴(yán)格的選擇，通常只作用于一種特定的相對專一性1.結(jié)構(gòu)專一性6.4 酶的專一性基團(tuán)專一性指酶對作用的化學(xué)鍵一側(cè)的化學(xué)基團(tuán)有嚴(yán)格要求。胰蛋白酶糜蛋白酶胰肽酶非極性結(jié)合部位淺的非極性結(jié)合部位深的帶負(fù)電的結(jié)合部位指酶的作用對象是一類結(jié)構(gòu)相近的底物，基團(tuán)專一或化學(xué)鍵專一相

12、對專一性1.結(jié)構(gòu)專一性6.4 酶的專一性基團(tuán)專一性指酶對作1.結(jié)構(gòu)專一性6.4 酶的專一性化學(xué)鍵專一性指酶作用于底物特定的化學(xué)鍵，而對兩端的基團(tuán)沒有要求。酯酶酯酶催化酯鍵的水解，底物可以是甘油酯、磷酸酯和乙酰膽堿1.結(jié)構(gòu)專一性6.4 酶的專一性化學(xué)鍵專一性指酶作用于底物特2.立體異構(gòu)專一性6.4 酶的專一性旋光異構(gòu)專一性指酶只能專一的與反應(yīng)物中一種旋光異構(gòu)體結(jié)合并催化反應(yīng)。當(dāng)?shù)孜锞哂辛Ⅲw異構(gòu)體時，酶只選擇其中一種立體異構(gòu)體作為底物的現(xiàn)象。旋光異構(gòu)專一性和幾何異構(gòu)專一性2.立體異構(gòu)專一性6.4 酶的專一性旋光異構(gòu)專一性指酶只能專（反丁烯二酸）幾何異構(gòu)專一性:只能選擇性催化某種幾何異構(gòu)體底物2.立

13、體異構(gòu)專一性6.4 酶的專一性延胡索酸（反丁烯二酸）馬來酸（順丁烯二酸）（反丁烯二酸）幾何異構(gòu)專一性:只能選擇性催化某種幾何異構(gòu)體底鎖鑰學(xué)說（lock and Key theory） 1894年 Fischer 提出6.4 酶的專一性酶專一性學(xué)說局限性：不能解釋酶催化可逆反應(yīng)，酶與底物剛性結(jié)構(gòu)不可能即與底物互補(bǔ)又與產(chǎn)物互補(bǔ)。酶與底物緊密結(jié)合鎖鑰學(xué)說（lock and Key theory） 1894誘導(dǎo)契合學(xué)說（induced-fit theory）: 底物誘導(dǎo)酶分子發(fā)生構(gòu)象變化，與底物形成緊密契合的構(gòu)象； 能夠解釋酶催化可逆反應(yīng)的正反應(yīng)和逆反應(yīng)；6.4 酶的專一性局限性：沒有考慮到酶與底物結(jié)

14、合時，酶對底物結(jié)構(gòu)發(fā)生的變化誘導(dǎo)契合學(xué)說（induced-fit theory）:6.4底物S誘導(dǎo)酶E構(gòu)象變化，酶使底物結(jié)構(gòu)變化，形成酶-底物復(fù)合物ES基態(tài) 過渡態(tài) 活化能 （能壘）6.5 酶的作用機(jī)制過渡態(tài)過渡態(tài)活化能活化能產(chǎn)物底物基態(tài)降低活化能過渡態(tài)互補(bǔ)學(xué)說底物S誘導(dǎo)酶E構(gòu)象變化，酶使底物結(jié)構(gòu)變化，形成酶-底物復(fù)合物酶的活性部位酶的活性中心：參與底物結(jié)合和催化作用的特異性化學(xué)基團(tuán)集中的區(qū)域。(1)酶的活性部位占很小部分，總體積的1-2%。(2)酶活性部位是酶三維結(jié)構(gòu)的一部分，與底物有很好的互補(bǔ)性6.5 酶的作用機(jī)制活性中心中的基團(tuán)，在一級結(jié)構(gòu)中可能相距較遠(yuǎn)酶的活性部位酶的活性中心：參與底物

15、結(jié)合和催化作用的特異性化學(xué)(3)活性部位（活性中心）結(jié)合基團(tuán)：參與底物結(jié)合的基團(tuán)催化基團(tuán)：特定氨基酸側(cè)鏈化學(xué)基團(tuán)酶的活性部位6.5 酶的作用機(jī)制Glu和Asp的-COOHLys的-NH2His的咪唑基Ser的-OHCys的-SH必需基團(tuán)：活性部位之外，某些對于維持酶活性部位的結(jié)構(gòu)和功能必不可少的基團(tuán)。(3)活性部位結(jié)合基團(tuán)：參與底物結(jié)合的基團(tuán)催化基團(tuán)：特定氨基底 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 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 酶的活性部位6.5 酶的作用機(jī)制(4)活性部位具有柔性，在與底物分子結(jié)合時，底物和酶的構(gòu)象都會發(fā)生變化，形成互補(bǔ)結(jié)構(gòu)。（5

16、）酶的活性部位具有疏水環(huán)境，有助于底物與酶的結(jié)合和催化作用酶的活性部位6.5 酶的作用機(jī)制(4)活性部位具有柔性，在與酶與底物復(fù)合物的形成6.5 酶的作用機(jī)制E+SESE+P酶與底物復(fù)合物證據(jù)：掃描電子顯微鏡觀察；人工合成酶-底物復(fù)合物晶體；X射線衍射分析三維結(jié)構(gòu)酶與底物的性質(zhì)在形成復(fù)合物后發(fā)生變（溶解性和穩(wěn)定性）。蔗糖酶水解蔗糖實(shí)驗(yàn)酶與底物復(fù)合物的形成6.5 酶的作用機(jī)制E+SESE+P酶與1、靜電引力（范德華力）2、氫鍵3、疏水鍵相互作用：活性中心是相對的疏水環(huán)境4、鹽離子鍵結(jié)合能：底物與酶通過非共價鍵產(chǎn)生的能量酶底物結(jié)合力底物與酶活性部位通過非共價鍵相結(jié)合6.5 酶的作用機(jī)制1、靜電引力

17、（范德華力）酶底物結(jié)合力底物與酶活性部位通過1、鄰近效應(yīng)和定向效應(yīng)；2、促進(jìn)底物形成的非共價鍵；3、酸堿催化；4、共價催化;5、金屬離子催化；6、活性部位微環(huán)境作用。酶具高催化效率的分子機(jī)制6.5 酶的作用機(jī)制1、鄰近效應(yīng)和定向效應(yīng)；酶具高催化效率的分子機(jī)制6.5 酶的使原來游離的底物集中于酶的活性部位；減小底物與酶的催化基團(tuán)之間的距離；使反應(yīng)容易進(jìn)行，增加反應(yīng)速率的一種效應(yīng)鄰近效應(yīng)ABABABABAB6.5 酶的作用機(jī)制使原來游離的底物集中于酶的活性部位；鄰近效應(yīng)ABABABAB定向效應(yīng)6.5 酶的作用機(jī)制酶的催化基團(tuán)與底物的反應(yīng)基團(tuán)之間的正確定位和取向定向。提高反應(yīng)速率：確定化學(xué)基團(tuán)的距離

18、和角度分布；限制底物化學(xué)基團(tuán)的自由度，拉近基團(tuán)距離。 定向效應(yīng)6.5 酶的作用機(jī)制酶的催化基團(tuán)與底物的反應(yīng)基團(tuán)之間生物化學(xué)簡明教程酶文稿演示課件非共價作用（底物形變） 酶與底物之間的非共價作用使底物分子周圍的敏感鍵 發(fā)生形變，從而促進(jìn)底物形成過渡態(tài)，降低活化能，提高反應(yīng)速率。6.5 酶的作用機(jī)制酶與底物過渡態(tài)的親和力遠(yuǎn)大于酶與底物或產(chǎn)物的親和力。非共價作用（底物形變）6.5 酶的作用機(jī)制酶與底物過渡態(tài)的親6.5 酶的作用機(jī)制酸堿催化:狹義：酸提供質(zhì)子或堿提供氫氧根離子廣義：所有能夠提供質(zhì)子或接受質(zhì)子的物質(zhì)，主要在生物體內(nèi)酶活性中心酸堿催化基團(tuán)咪唑基團(tuán)既可以提供質(zhì)子又可以接受質(zhì)子6.5 酶的作用

19、機(jī)制酸堿催化:酶活性中心酸堿催化基團(tuán)咪唑基團(tuán)廣義酸催化6.5 酶的作用機(jī)制廣義堿催化酸堿催化無催化劑廣義酸催化6.5 酶的作用機(jī)制廣義堿催化酸堿催化無催化共價催化催化劑與底物形成相對不穩(wěn)定的共價中間產(chǎn)物，改變反應(yīng)的歷程，使活化能降低，從而提高反應(yīng)速率。 共價催化 親電子催化:吸收電子攻擊底物的負(fù)電子中心親核催化：提供電子攻擊底物的缺電子中心6.5 酶的作用機(jī)制共價中間產(chǎn)物共價催化共價催化 親電子催化:吸收電子攻擊底物的負(fù)電子中心親6.5 酶的作用機(jī)制金屬離子催化：提高水的親核性能； 例：碳酸酐酶活性部位含有Zn離子，能與水結(jié)合形成親核試劑。 靜電作用屏蔽負(fù)電荷； 例：Mg2+ -ATP能屏蔽磷

20、酸基團(tuán)的負(fù)電荷，不會對親核試劑產(chǎn)生斥力。所帶正電荷使反應(yīng)過程中負(fù)電荷穩(wěn)定；與底物結(jié)合為反應(yīng)定向；傳遞電子。6.5 酶的作用機(jī)制金屬離子催化：6.5 酶的作用機(jī)制微環(huán)境作用：疏水環(huán)境酸性環(huán)境堿性環(huán)境有助于底物與酶的結(jié)合有助于酶的催化基團(tuán)與底物之間相互作用。6.5 酶的作用機(jī)制微環(huán)境作用：上節(jié)內(nèi)容回顧1酶的專一性：結(jié)構(gòu)專一：絕對專一和相對專一（基團(tuán)專一和化學(xué)鍵專一）立體異構(gòu)專一：旋光異構(gòu)專一和幾何異構(gòu)專一酶的專一性學(xué)說：鎖鑰學(xué)說、誘導(dǎo)契合學(xué)說和過渡態(tài)互補(bǔ)學(xué)說2.酶的作用機(jī)制：酶的活性部位（活性中心）：催化基團(tuán)和結(jié)合基團(tuán)必需基團(tuán)活性中心的特點(diǎn)：體積小、空間立體結(jié)構(gòu)、構(gòu)象能變化和微環(huán)境3.高效催化的分

21、子機(jī)制臨近效應(yīng)和定向效應(yīng)酶與底物非共價作用（底物形變）酸堿催化：廣義酸、堿，氨基酸側(cè)鏈基團(tuán)共價催化：酶與底物形成相對不穩(wěn)定的中間復(fù)合物金屬離子催化：增加水參與反應(yīng)的能力、屏蔽負(fù)電荷、穩(wěn)定反應(yīng)形成的負(fù)電荷、結(jié)合底物為反應(yīng)定向、傳遞電子活性部位的微環(huán)境：疏水、酸性、堿性上節(jié)內(nèi)容回顧1酶的專一性：胰凝乳蛋白酶三個肽鏈組成，通過5個二硫鍵相連，形成球狀三級結(jié)構(gòu)His57, Asp102, Ser195組成活性中心酶作用機(jī)制的實(shí)例6.5 酶的作用機(jī)制胰凝乳蛋白酶三個肽鏈組成，通過5個二硫鍵相連，形成球狀三級結(jié)過度態(tài)四面體肽鍵斷裂His提供質(zhì)子，釋放第一個產(chǎn)物水結(jié)合活性部位His作為廣義堿從Ser得到質(zhì)子

22、His作為廣義堿從水分子得到質(zhì)子使水親核攻擊ES，形成過度態(tài)四面體。His提供質(zhì)子使過度態(tài)四面體瓦解結(jié)合釋放第二個產(chǎn)物過度態(tài)四面體肽鍵斷裂His提供質(zhì)子，水結(jié)合His作為廣義堿H酶促反應(yīng)速率6.6酶促反應(yīng)的動力學(xué)測定時間的反應(yīng)速率？應(yīng)該測定反應(yīng)的初速度酶促反應(yīng)動力學(xué)： 研究酶促反應(yīng)速率以及影響該速率的因素即底物的消耗量很?。ㄒ话阍?以內(nèi)）時的反應(yīng)速度單位時間內(nèi)反應(yīng)物或產(chǎn)物濃度的變化酶促反應(yīng)速率6.6酶促反應(yīng)的動力學(xué)測定時間的反應(yīng)速率？應(yīng)該測底物濃度對反應(yīng)速率的影響6.6酶促反應(yīng)的動力學(xué)化學(xué)反應(yīng)速率方程：根據(jù)反應(yīng)物與速率的關(guān)系分為，零級反應(yīng)和一級反應(yīng)蔗糖酶催化蔗糖水解反應(yīng)：酶的濃度一定底物濃度和

23、反應(yīng)速率作圖零級反應(yīng)一級反應(yīng)混合級反應(yīng)底物濃度對反應(yīng)速率的影響6.6酶促反應(yīng)的動力學(xué)化學(xué)反應(yīng)速率方當(dāng)?shù)孜餄舛容^低時反應(yīng)速度與底物濃度成正比；反應(yīng)為一級反應(yīng)。SVVmax6.6酶促反應(yīng)的動力學(xué)酶-底物中間產(chǎn)物學(xué)說當(dāng)?shù)孜餄舛容^低時反應(yīng)速度與底物濃度成正比；反應(yīng)為一級反應(yīng)。Pf很小，可忽略不計(jì)Ef= E ES 其中E總酶濃度，ES復(fù)合物濃度Sf= S ES Pf S 6.6酶促反應(yīng)的動力學(xué)酶促反應(yīng)動力學(xué)方程k2k-1k-2穩(wěn)態(tài)學(xué)說：中間復(fù)合物的生成速率和分解速率相等Pf很小，可忽略不計(jì)6.6酶促反應(yīng)的動力學(xué)酶促反應(yīng)動力學(xué)米氏常數(shù)的意義米氏常數(shù)Km的涵義是：當(dāng)反應(yīng)速度為最大反應(yīng)速度一半時，底物的濃度當(dāng)

24、SKm時，=Vmax，反應(yīng)為零級反應(yīng)；當(dāng)S = Km時，v=1/2 Vmax6.6酶促反應(yīng)的動力學(xué)米氏常數(shù)的意義米氏常數(shù)Km的涵義是：當(dāng)反應(yīng)速度為最大反應(yīng)速度Km是酶的一個特征性常數(shù)只與酶的性質(zhì)有關(guān)，與酶的濃度無關(guān)米氏常數(shù)的意義6.6酶促反應(yīng)的動力學(xué)Km是酶的一個特征性常數(shù)只與酶的性質(zhì)有關(guān)，與酶的濃度無關(guān)米氏當(dāng)酶能催化幾種不同的底物時，Km值一樣嗎？如己糖激酶：以葡萄糖為底物時，km=0.15mmol/L 以果糖為底物時， km=1.5mmol/L哪個是最適底物？當(dāng)k-1k2時Km= k-1 /k1,因此，Km可以反映酶與底物親和力的大小，即Km值越小，則酶與底物的親和力越大；反之，則越小米氏

25、常數(shù)的意義6.6酶促反應(yīng)的動力學(xué)當(dāng)酶能催化幾種不同的底物時，Km值一樣嗎？如己糖激酶：以葡萄雙倒數(shù)作圖法（Lineweaver-Burk作圖法） 米氏方程的轉(zhuǎn)換 如何測定米氏常數(shù)？雙倒數(shù)作圖法（Lineweaver-Burk作圖法） 米氏方上節(jié)內(nèi)容回顧上節(jié)內(nèi)容回顧抑制劑的影響 抑制作用：通過改變酶的必需基團(tuán)的化學(xué)性質(zhì)，使酶 活力降低甚至完全喪失的作用抑制劑：具有抑制作用的物質(zhì)6.7酶促反應(yīng)速率的影響因素不可逆抑制劑可逆抑制劑抑制劑的影響 抑制作用：通過改變酶的必需基團(tuán)的化學(xué)性質(zhì)，使酶可逆抑制劑（2）非競爭性抑制（1）競爭性抑制抑制劑的影響 6.7酶促反應(yīng)速率的影響因素（3）反爭性抑制可逆抑制劑

26、（2）非競爭性抑制（1）競爭性抑制抑制劑的影響 61、不可逆抑制作用（irreversible inhibition） E + I EI例: DFP（DIFP）對胰凝乳蛋白酶的抑制 抑制劑與酶分子上的某些基團(tuán)共價結(jié)合抑制劑的影響 6.7酶促反應(yīng)速率的影響因素1、不可逆抑制作用（irreversible inhibit2、可逆抑制作用（1）競爭性抑制作用E+I EI 6.7酶促反應(yīng)速率的影響因素EI 非共價結(jié)合，可以通過透析、超濾等方法去除2、可逆抑制作用（1）競爭性抑制作用E+I 例: 丙二酸對琥珀酸脫氫酶的抑制作用 抑制劑的結(jié)構(gòu)與某種底物的結(jié)構(gòu)類似6.7酶促反應(yīng)速率的影響因素例: 丙二酸對琥

27、珀酸脫氫酶的抑制作用 抑制劑的結(jié)構(gòu)與某種底物競爭性抑制作用動力學(xué)方程EI+S no reaction 推導(dǎo)出的方程 6.7酶促反應(yīng)速率的影響因素競爭性抑制作用動力學(xué)方程EI+S no reaction競爭性抑制作用動力學(xué)方程的特征 當(dāng) I 0時，方程還原成米氏方程。 當(dāng) I 時， 1/2Vmax6.7酶促反應(yīng)速率的影響因素競爭性抑制作用動力學(xué)方程的特征 當(dāng) I 0時，方程還原競爭抑制作用特點(diǎn)：1 抑制劑與底物在結(jié)構(gòu)上有類似之處;2 可能結(jié)合在底物所結(jié)合的位點(diǎn)（如結(jié)合基團(tuán)）上，從而阻斷了底物和酶的結(jié)合;3 Km值增加，降低酶和底物的親和力 ，Vmax值不變。競爭抑制作用特點(diǎn)：6.7酶促反應(yīng)速率的

28、影響因素（2）非競爭性抑制:6.7酶促反應(yīng)速率的影響因素（2）非競爭性抑制:（2）非競爭性抑制6.7酶促反應(yīng)速率的影響因素（2）非競爭性抑制6.7酶促反應(yīng)速率的影響因素非競爭性抑制作用動力學(xué)方程特征當(dāng)I0 I 6.7酶促反應(yīng)速率的影響因素非競爭性抑制作用動力學(xué)方程特征當(dāng)I0 I 6.非競爭性抑制劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)與底物的分子結(jié)構(gòu)不相似； 底物和抑制劑分別獨(dú)立地與酶的不同部位相結(jié)合； 抑制劑對酶與底物的結(jié)合無影響，故底物濃度的改變對抑制程度無影響； 動力學(xué)參數(shù)：Km值不變，Vm值降低。非競爭性抑制作用動力學(xué)方程特征6.7酶促反應(yīng)速率的影響因素非競爭性抑制劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)與底物的分子結(jié)構(gòu)不相似；非競爭性（3

29、）反競爭性抑制6.7酶促反應(yīng)速率的影響因素（3）反競爭性抑制6.7酶促反應(yīng)速率的影響因素反競爭性抑制作用動力學(xué)方程特征6.7酶促反應(yīng)速率的影響因素反競爭性抑制作用動力學(xué)方程特征6.7酶促反應(yīng)速率的影響因素1.這種抑制作用使得Vmax，Km都變小，但Vmax/Km比值不變。2.抑制劑不能與游離酶相結(jié)合，而只能與絡(luò)合物ES相結(jié)合生成ESI絡(luò)合物6.7酶促反應(yīng)速率的影響因素1.這種抑制作用使得Vmax，Km都變小，但Vmax/Km比溫度對酶反應(yīng)速度的影響 6.7酶促反應(yīng)速率的影響因素不同的酶具有不同的最適溫度酶催化不同底物是也具有不同的最適溫度溫度對酶反應(yīng)速度的影響 6.7酶促反應(yīng)速率的影響因素不同

30、的酶6.7酶促反應(yīng)速率的影響因素pH對酶反應(yīng)速度的影響 最適pH6.7酶促反應(yīng)速率的影響因素pH對酶反應(yīng)速度的影響 最適pHpH影響反應(yīng)速度的原因 ( 1 )過高、過低的pH導(dǎo)致酶蛋白變性； ( 2 ) pH影響了酶分子中催化、結(jié)合或必需基團(tuán)的解離（3）pH影響底物分子和ES復(fù)合物的 解離狀態(tài)。 6.7酶促反應(yīng)速率的影響因素pH影響反應(yīng)速度的原因 ( 1 )過高、過低的pH導(dǎo)致激活劑對酶反應(yīng)速度的影響 酶的激活劑：能提高酶活力的物質(zhì)無機(jī)離子 金屬離子，如Na+、K+、Mg2+、Ca2+、 Cu2+、Zn2+、Fe2+等。 陰離子：如Cl-、Br-、I-、CN- 等 6.7酶促反應(yīng)速率的影響因素

31、激活劑對酶反應(yīng)速度的影響 酶的激活劑：能提高酶活力的物質(zhì)無機(jī)酶活性調(diào)節(jié)方式： 調(diào)節(jié)酶的數(shù)量和分布 調(diào)節(jié)酶的結(jié)構(gòu)： 別構(gòu)調(diào)控、可逆共價修飾和酶原激活6.8酶活性調(diào)節(jié)酶活性調(diào)節(jié)方式：6.8酶活性調(diào)節(jié)1.酶的別構(gòu)調(diào)控： 酶具有活性部位和調(diào)節(jié)部位，調(diào)節(jié)部位能夠與某些基團(tuán)發(fā)生可逆的非共價結(jié)合，使酶的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，進(jìn)而改變催化活性。別構(gòu)酶：具有別構(gòu)調(diào)控作用有多亞基活性中心和別構(gòu)中心6.8酶活性調(diào)節(jié)效應(yīng)物：對酶分子具有別構(gòu)調(diào)節(jié)作用的化合物 正效應(yīng)物和負(fù)效應(yīng)物1.酶的別構(gòu)調(diào)控：別構(gòu)酶：6.8酶活性調(diào)節(jié)效應(yīng)物：+ATP- CTP 別構(gòu)酶的形曲線S V 1/2Vmax- 大腸桿菌天冬氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶6.8酶活性調(diào)節(jié)

32、+ATP- CTP 別構(gòu)酶的形曲線S V 1/2、可逆的共價修飾調(diào)節(jié)可逆的共價修飾方式：可逆磷酸化(phosphorylation)可逆腺苷酰化(adenylylation)尿苷?；?uridylylation)甲基化(methylation)6.8酶活性調(diào)節(jié)可逆的共價修飾調(diào)節(jié)：某些酶在其他酶的催化下，肽鏈基團(tuán)發(fā)生可逆的共價修飾作用。2、可逆的共價修飾調(diào)節(jié)可逆的共價修飾方式：可逆磷酸化(pho可逆磷酸化(phosphorylation)6.8酶活性調(diào)節(jié)SerATPADP可逆磷酸化(phosphorylation)6.8酶活性調(diào)節(jié)糖原磷酸化酶磷酸化酶b (活性低)磷酸化酶a (活性高)糖原磷酸化

33、酶b糖原磷酸化酶a磷酸化酶激酶2ATP2ADP磷酸化酶磷酸酶2Pi2H2O6.8酶活性調(diào)節(jié)糖原磷酸化酶磷酸化酶b (活性低)磷酸化酶a (活性高)糖原3.酶原的激活胃蛋白酶原(pepsinogen) 胰蛋白酶原(trypsinogen)胰凝乳蛋白酶原(chymotrypsinogen)酶原(zymogen)：不具催化活性的酶的前體酶原的激活：某種物質(zhì)作用于酶原使之轉(zhuǎn)變?yōu)橛谢?性的酶的過程。6.8酶活性調(diào)節(jié)3.酶原的激活胃蛋白酶原(pepsinogen) 酶原(zy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賴?yán)i天天天天甘異賴?yán)i天天天天纈組絲SSSS46183甘異纈組核酶的發(fā)現(xiàn)Cech發(fā)現(xiàn)RNA原生動物四膜蟲的rRNA前體是一種具有自催化性能的核酶。L19 RNA片段具有催化活性6.9核酶、抗體酶和同工酶核酶的發(fā)現(xiàn)Cech發(fā)現(xiàn)RNA原生動物四膜蟲的rRNA前體是一抗體酶本質(zhì)是免疫球蛋白(immunologlobulins)人工的方法使其獲得了酶的屬性，所以又稱為催化性抗體(catalytic antibody)。6.9核酶、抗體酶和同工酶抗體酶的制備方法主要包括以下幾個過程：過渡