中科大生化8.溫度和pH對(duì)酶活力影響

酶學(xué)研究酶的基本酶的基本酶的酶的催化抗體溫度和pH對(duì) 的影酶反應(yīng)動(dòng)酶的RNA

Louis(1822-②1897EduardBuchner(1860-1917,德國(guó)化學(xué)一次將發(fā)酵的物質(zhì)與化學(xué)獎(jiǎng)FrederickWKühne后來(lái)把這種催化物質(zhì)稱為enzymes(酶)（在酵母中③1926JamesSumner提取1930s，JohnNorthrop和MosesKunitz獲得了胃蛋白酶JamesSumner&JohnNorthrop獲得了的NobelPrize。酶學(xué)研究極大地促進(jìn)了生物化學(xué)的發(fā)Altman(左 ④1980sCech&Altman各自獨(dú)立地發(fā)現(xiàn)具有催化能力的RNARibozyme(RNA酶）。他們獲得了1989年的NobelPrize。1⑤1986年，Schultz&Lerner等研制成功（abzyme），對(duì)酶

酶的一些簡(jiǎn)單酶和結(jié)合酶(綴合酶Cofactor(輔因子):包括金屬離子、輔基和輔酶(coenzyme):結(jié)合酶所包含的有機(jī)小輔基(prostheticgroup):與酶蛋白緊密結(jié)合的(apoenzyme,apoprotein):除許多酶需要金屬離子做為輔2.1.2.維生素轉(zhuǎn)化為輔酶發(fā)揮其生物學(xué)維生素轉(zhuǎn)化為輔酶發(fā)揮其生物學(xué)生物素(Biotin生物胞素(Biocytin轉(zhuǎn)移VitaminB12(鈷胺素輔酶B12：轉(zhuǎn)HVitaminB2(核黃素FAD:轉(zhuǎn)移電NAD+:轉(zhuǎn)移HVitaminB6(吡哆醇磷酸吡哆醛：轉(zhuǎn)移氨基VitaminB1(硫胺素磷酸硫胺素：轉(zhuǎn)移醛基輔助因2.酶的一些酶的活2.2.酶的活性中心(活性位點(diǎn)酶的活性中心含有催化殘基和結(jié)合殘活性中心是三維的并且有由多種弱相互作用來(lái)實(shí)現(xiàn)特異性結(jié)合依賴活性中心溶菌酶的酶的酶具有極高的催化效率酶具有極高的催化效率酶酶的高催化效率使生命活動(dòng)成半衰期：非酶催化7.8億（提高1.4x1017倍

酶催化0.22D2O 酶催化（對(duì)底物和產(chǎn)物都具有高專一性浪費(fèi)的副反應(yīng)非常不同的酶具有不同的專一性(specificity)蛋白水解的特異性-專一SpecificityofsomeTrp, Lys,特異性由底物結(jié)合口

Gly,Ala,33.3酶催溫度壓力：1個(gè)大氣pH：中HotspringatYellow33.4.酶的催化反應(yīng)在體內(nèi)受到嚴(yán)格①控制酶的合成速酶的降解速②改變酶的催小分子的別構(gòu)效應(yīng)或直接共價(jià)修飾改變 (如磷酸化酶與底物的不同定位（真核生物3.4.酶的催化反應(yīng)在體內(nèi)產(chǎn)物抑制催化途徑早期步驟的酶 ，是謝調(diào)控的常見(jiàn)機(jī)好處節(jié)省能量

天冬氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰氨甲酰磷CTP的合成依據(jù)其催化的反應(yīng)，酶可4.依據(jù)其催化的反應(yīng)，酶可((1) 氧化-還原酶 (Oxidase)。如，乳酸(Lactate)脫氫酶催化乳酸的脫氫反CH3CHCOOHNAD+ CH3CCOOH 依據(jù)其催化的反應(yīng)，酶可轉(zhuǎn)移酶TransferaseO

4.依據(jù)其催化的反應(yīng)，酶可水解酶例如，脂肪酶(Lipase)催化的脂的水解反應(yīng)： COOCH

CH 依據(jù)其催化的反應(yīng)，酶可(4)(4) 裂合酶例如，延胡索酸水合酶催化的反應(yīng)。 4.依據(jù)其催化的反應(yīng)，酶可5) 異構(gòu)酶O

4.依據(jù)其催化的反應(yīng)，酶可6) 合成酶LigaseorN以及C-S鍵的形成反應(yīng)。這類反A+B+ATP+H-O-H==AB+ADP + 草酰乙國(guó)際酶 的系統(tǒng)命名和酶的編ATP:葡萄糖磷酸轉(zhuǎn)移酶（俗名：己糖激酶(EC亞類、亞亞類、排號(hào)隔開(kāi)，編號(hào)前冠以E.C.(Enzymecommission)酶的國(guó)際系酶的國(guó)際系習(xí)慣名國(guó)際系統(tǒng)名催化的乙醇脫乙醇:NAD+氧化還乙醇乙醛谷丙轉(zhuǎn)丙氨酸+-酮戊二谷氨酸＋脂肪脂肪水脂肪脂肪酸甘酶的國(guó)際系亞亞類別中酶的國(guó)際系亞亞類別中的序號(hào)ADP+亞亞亞類別亞亞亞類別號(hào)號(hào)類別號(hào)類 號(hào)類別號(hào)系統(tǒng)分催化的反應(yīng)類1氧化還原酶類(OxidoreduOxidation-reduction2轉(zhuǎn)移酶類Transferoffunctional3水解酶類Hydrolysis4裂合酶類Groupeliminationtoformdouble5異構(gòu)酶類6連接酶類Bondformationcoupledwith5.1.5.1.lockand

induced鎖鑰模型lock世紀(jì) 提出開(kāi)一把鎖”；誘導(dǎo)契合模型induced導(dǎo)，使其構(gòu)象發(fā)生變化，以利于與底物結(jié)合;例：己糖激酶與底物的誘導(dǎo)x-raydiffractionstudiesoftheenzymehexokinase己糖激酶bothwithout(a)andwith(b)glucoseboundbindingofglucosecausestwo softheenzymetofoldtowardeachother酶的酶催化反應(yīng)前必需形成酶-底復(fù)合細(xì)胞色素P-450與底物龍腦(camphol)化學(xué)反應(yīng)的過(guò)渡態(tài)單的碰撞就變成產(chǎn)物，經(jīng)過(guò)一個(gè)能量較高的A+

P+A

P+

G?：活化酶通過(guò)降低反應(yīng)活化能來(lái)催酶可通過(guò)結(jié)合自由能降低反應(yīng)活自由能(bindingenergy),結(jié)合自由能是6.4.酶可通過(guò)結(jié)合自由能降低反應(yīng)活鄰近效應(yīng)有效濃度大大分子取向有利于反GHTSi：過(guò)渡態(tài)r：反應(yīng)

酶的例：RNaseAacid-baseNHis：pKa＝

NHis(generalsprotonfromhydroxylofHis(general

O-

OHHO

HNHH OOHH

HisH

CNOdonatesaprotonto5’hydroxylof

His C H6.5.1酶的RNasecyclicO

N N

NHis Nettransfer

His119toHis

His119C

ONNH

NO 6.5.1酶的NRnaseOProduct O

N

NHisWaterreplacesthereleasedAcidandbaserolesare

-

HHO-

NHH

CreversedH12and

His119HNCHN H酶的廣義酸堿催

RNase statesare

OHHOHHHHO

His NHis C 酶的例：acetoacetatedecarboxylase－schiffsbaseintermediate酶的例：carbonicanhydrase(碳酸酐酶AsourceofatneutralpH6.5.3酶的例：carbonicanhydrase(碳酸酐酶6.5.3酶的例：carbonicanhydrase(碳酸酐酶抗體7.1酶的過(guò)(1940s);1969;RichardLernerandPeterSchultz得到了第一個(gè)抗體酶1986;Thetransitionstate:ahighenergyfleetingBondbeingBenkovic,S.J.(1992)“CatalyticAnnu.Rev.Biochem.,61:29-AgeneralADiels-Alderantibody Transition Xuetal.,(1999)Science,286,2345-

bindingsite7.2.過(guò)渡態(tài)Thepoweroftransitionstate ogsisnowevident:ProvideinsightintocatalyticServeaspotentandspecificinhibitorsofenzymesBeusedasimmunogenstogenerateawiderangeofnovelcatalysis溫度和pH對(duì) 的影鐘罩形曲低溫下 很在最適溫度 最高(37℃左右 pH對(duì) 的影鐘罩形曲 酶保持酶保 的pH范圍一般較過(guò)高或過(guò)低的pH酶反應(yīng)動(dòng)力Briggs-Haldane穩(wěn)態(tài)假S+

ESk-

E+3年，pn。適和。年，Briggs和-。d[ES]k[E][S]( )[ES]dt 1 d[P]k[ES Briggs-Haldane米氏方程：Michaelis-Menten米氏方程：Michaelis-Menten

S+k

ES

E+

-k)[ES]

1 k1

米氏方程：Michaelis-Mentenvk[ES]

k2[E]0[S Vmax[S

Vmax[S2m m

11

k1k2[S

Km[S

vK [SVmaxKm[S

v2Km[SKm[S

vvVmax[SKmKm：米氏Km當(dāng)k-1>>k2

k K 21 Km就是底物與酶結(jié)合的真實(shí)解離常當(dāng)k

時(shí)

k2

-

Km大于底物與酶結(jié)合的真實(shí)解離常數(shù) S+

kEk-

k E+vv Vmax[SKm[SVmax物的分子數(shù)，又稱為轉(zhuǎn)換數(shù)（Turnover，通稱為催化常數(shù)(kcat),是一級(jí)反應(yīng)速度常數(shù)越大，催化效率越S+

ESk-

E+一些酶的轉(zhuǎn)kcat/Km的意義當(dāng)?shù)孜餄舛群艿蜁r(shí)，酶-底物復(fù)合物的濃度可以忽[E][E]0，因此

vkcat[E]0[S]kcat[E][SKm[S kcatKm也被稱為表觀二級(jí)反應(yīng)速數(shù)度常數(shù)，是反映酶kcatKm的重要意義在于它反映了反應(yīng)速度與自由酶和kcatKm的意義酶的失活作用使酶蛋白變性而引起酶降低或喪失.引起抑制作用的物質(zhì)稱可逆抑析、超濾等物理方法除去抑制劑而使酶。 可逆抑制可分為四種競(jìng)爭(zhēng)性抑制非競(jìng)爭(zhēng)性抑制 反競(jìng)爭(zhēng)性抑制 混合型抑制（mixed競(jìng)爭(zhēng)性抑制：抑制劑與底物競(jìng)vk2[ES]

k2[E]0[S[I]

[I]1

Kmk-3

[S

1

Km