2023學(xué)年完整公開(kāi)課版酶化學(xué)

酶《正常人體機(jī)能》院校：江蘇醫(yī)藥職業(yè)學(xué)院主講教師：潘艷職業(yè)教育康復(fù)治療技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)酶---板書設(shè)計(jì)1.酶的概念以及酶促反應(yīng)的概念及特點(diǎn)2.酶的化學(xué)組成：?jiǎn)渭兠?、結(jié)合酶、全酶3.酶的活性中心、必需基團(tuán)4.酶原以及酶原的激活的概念及生理意義5.影響酶作用的因素：酶濃度—Km值及意義抑制劑—不可逆性抑制--有機(jī)磷中毒抑制劑—可逆性性抑制—競(jìng)爭(zhēng)性與非競(jìng)爭(zhēng)性6.說(shuō)說(shuō)磺胺類藥物的作用于細(xì)菌機(jī)制酶來(lái)源：功能：化學(xué)本質(zhì)：活細(xì)胞催化作用主要成分是蛋白質(zhì)1.酶：由活細(xì)胞產(chǎn)生的、主要成分是蛋白質(zhì)的生物催化劑。催化劑生物體生物催化劑酶一、酶及其相關(guān)的概念2.酶促反應(yīng)：（酶促反應(yīng)方程式）酶所催化的化學(xué)反應(yīng)。SEPSubstrate

底物Product

產(chǎn)物*Enzyme

酶酶一、酶及其相關(guān)的概念(二)結(jié)合酶

(conjugatedenzyme)，即全酶(一)單純酶

(simpleenzyme)蛋白質(zhì)部分：酶蛋白(apoenzyme)輔助因子(cofactor)

小分子有機(jī)化合物全酶(holoenzyme)只有蛋白質(zhì)部分，無(wú)輔助因子的酶即單純酶。金屬離子(常見(jiàn)）酶二、酶的結(jié)構(gòu)與功能—化學(xué)組成1.輔助因子類型(1)輔酶(coenzyme)：與酶蛋白結(jié)合疏松，可用透析或超濾的方法除去。

(2)輔基(prostheticgroup)：與酶蛋白結(jié)合緊密，不能用透析或超濾的方法除去。2.結(jié)合酶的酶蛋白與輔助因子協(xié)同作用才能發(fā)揮催化作用。3.全酶各部分在催化反應(yīng)中的作用(1)酶蛋白決定反應(yīng)的特異性。(2)輔助因子決定反應(yīng)的種類與性質(zhì)。酶維生素的分類脂溶性維生素：A、D、E、K水溶性維生素：B族、VitC維生素維生素脂溶性維生素種類活性形式生理功能缺乏癥存在部位VitA視黃醛、視黃醛、視黃酸視覺(jué)功能維持上皮組織的功能抗氧化劑、抗腫瘤夜盲癥干眼病動(dòng)物性食物VitD1,25(OH)2-D3促進(jìn)鈣和磷的吸收佝僂病軟骨病轉(zhuǎn)變和合成VitEα－生育酚最重要的抗氧化劑抗衰老、增強(qiáng)免疫一般無(wú)植物油VitK甲基萘醌衍生物促進(jìn)凝血酶原合成促進(jìn)凝血因子合成皮下出血合成或綠色蔬菜酶B族維生素和輔酶維生素輔助因子形式主要功能VitB1TPP脫羧基VitB2FMN/FAD遞氫VitB5NAD/NADP遞氫VitB6磷酸吡哆醛轉(zhuǎn)氨基、氨基酸脫羧基泛酸輔酶A（CoA）?；D(zhuǎn)移葉酸FH4一碳單位轉(zhuǎn)移VitB12甲基B12甲基轉(zhuǎn)移酶三、酶催化作用的特點(diǎn)1.高度的催化效率2.高度的專一性3.高度的不穩(wěn)定性4.可調(diào)控性酶與普通催化劑的相同點(diǎn)有哪些？高度的催化效率；過(guò)氧化氫溶液20%肝臟研磨液

滴入2滴12123.5%氯化鐵溶液

滴入2滴三、酶催化作用的特點(diǎn)

2.酶催化作用的特點(diǎn)

高度的專一性；淀粉酶淀粉溶液淀粉酶蔗糖溶液Cu2+Cu2+ΔΔ高度的催化效率；三、酶催化作用的特點(diǎn)2.酶催化作用的特點(diǎn)

高度的不穩(wěn)定性；理化性質(zhì)改變和生物學(xué)活性喪失理化因素的作用破壞空間結(jié)構(gòu)

高度的專一性；高度的催化效率；三、酶催化作用的特點(diǎn)

2.酶催化作用的特點(diǎn)

高度的不穩(wěn)定性；

高度的專一性；高度的催化效率；

可調(diào)控性；

酒量是可以練出來(lái)的。三、酶催化作用的特點(diǎn)

2.酶催化作用的特點(diǎn)酶活性的調(diào)節(jié)（快速調(diào)節(jié)）酶含量的調(diào)節(jié)（緩慢調(diào)節(jié)）調(diào)節(jié)方式調(diào)節(jié)對(duì)象：關(guān)鍵酶(限速酶)酶四、酶活性的調(diào)節(jié)

指必需基團(tuán)在空間結(jié)構(gòu)上彼此靠近，組成特定空間結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)能與底物特異結(jié)合，并催化底物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

基團(tuán)（aa側(cè)鏈）必需基團(tuán)非必需基團(tuán)集中分散活性中心活性中心外必需基團(tuán)結(jié)合基團(tuán)催化基團(tuán)酶五、酶的結(jié)構(gòu)與功能—活性中心活性中心部位：酶分子表面一小的區(qū)域組成：結(jié)合基團(tuán)、催化基團(tuán)功能：結(jié)合底物、催化底物酶活性中心概念底物結(jié)合基團(tuán)催化基團(tuán)活性中心

+-酶五、酶的結(jié)構(gòu)與功能1、酶原和酶原的激活2、同功酶酶五、酶的結(jié)構(gòu)與功能--同功酶概念：能催化同一化學(xué)反應(yīng)的一類酶。（1同3異）1同：活性中心相似或相同：催化同一化學(xué)反應(yīng)。3異：分子結(jié)構(gòu)不同；理化性質(zhì)；免疫學(xué)性質(zhì)不同心肌型骨骼肌型LDH2LDH1LDH3LDH4LDH5酶乳酸脫氫酶--同功酶酶六、影響酶促反應(yīng)速度的因素1.底物濃度對(duì)酶促反應(yīng)速度影響在低底物濃度時(shí),反應(yīng)速度與底物濃度成正比。當(dāng)?shù)孜餄舛冗_(dá)到一定值，幾乎所有的酶都與底物結(jié)合后，反應(yīng)速度達(dá)到最大值（Vmax），此時(shí)再增加底物濃度，反應(yīng)速度不再增加中間產(chǎn)物E+S

k1k2k3ESE+P※1913年Michaelis和Menten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，簡(jiǎn)稱米氏方程式(Michaelisequation)。(一)米－曼氏方程式

1.酶促反應(yīng)模式——中間產(chǎn)物學(xué)說(shuō)(一)米－曼氏方程式2.米－曼氏方程式ＶVmax[S]

Km+[S]＝──[S]：底物濃度V：不同[S]時(shí)的反應(yīng)速度Vmax：最大反應(yīng)速度Ｋm：米氏常數(shù)

(1)Vmax是酶完全被底物飽和時(shí)的反應(yīng)速度，與酶濃度成正比.(二)Km值及其意義1.Km值等于酶促反應(yīng)速度為最大反應(yīng)速度一半時(shí)的底物濃度2.Km值的意義(1)Km是酶的特征性常數(shù)之一(2)Km可近似表示酶對(duì)底物的親和力（成反比）(3)同一酶對(duì)于不同底物有不同的Km值

酶濃度與酶促反應(yīng)速度呈正比[E]

0V

[E]

當(dāng)[S]>>[E]時(shí)，Vmax=k3[E]酶濃度對(duì)反應(yīng)速度的影響V=K3[E]酶2.酶濃度對(duì)酶促反應(yīng)速度影響酶3、溫度對(duì)酶反應(yīng)的影響一方面是溫度升高,酶促反應(yīng)速度加快。另一方面,溫度升高,酶的高級(jí)結(jié)構(gòu)將發(fā)生變化或變性，導(dǎo)致酶活性降低甚至喪失。酶3、溫度對(duì)反應(yīng)速度的影響人工低溫的首要措施是避免機(jī)體的御寒反應(yīng)。所以必須得在全身麻醉狀態(tài)下應(yīng)用，這時(shí)人的中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能已經(jīng)受到抑制，同時(shí)還需要應(yīng)用一些藥物以阻斷自主神經(jīng)系統(tǒng)，使得大腦的體溫中樞以及神經(jīng)系統(tǒng)不能對(duì)低體溫做出調(diào)節(jié)反應(yīng)。臨床應(yīng)用—低溫麻醉酶4、pH對(duì)酶反應(yīng)的影響在一定的pH下,酶具有最大的催化活性,通常稱此pH為最適pH。酶5、激活劑對(duì)酶反應(yīng)的影響凡是能提高酶活力的簡(jiǎn)單化合物都稱為激活劑（activator)。其中大部分是一些無(wú)機(jī)離子和小分子簡(jiǎn)單有機(jī)物。如：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cu2+、Zn2+、Co2+、Cr2+、Fe2+、Cl-、Br-、I-、CN-、NO3-、PO4-等；能夠引起酶的活性下降但沒(méi)使酶變性的物質(zhì)稱為抑制劑（inhibitor)。不可逆抑制作：共價(jià)結(jié)合可逆抑制作用：非共價(jià)結(jié)合抑制劑競(jìng)爭(zhēng)性非競(jìng)爭(zhēng)性反競(jìng)爭(zhēng)性酶6、抑制劑對(duì)酶反應(yīng)的影響酶不可逆抑制--臨床應(yīng)用

青霉素作為不可逆抑制劑，能與糖肽轉(zhuǎn)肽酶活性部位絲氨酸羥基共價(jià)結(jié)合，使酶失活，細(xì)菌細(xì)胞壁合成受阻，細(xì)菌生長(zhǎng)被抑制。(2)反應(yīng)模式(1)定義抑制劑與底物的結(jié)構(gòu)相似，能與底物競(jìng)爭(zhēng)酶的活性中心，從而阻礙酶底物復(fù)合物的形成，使酶的活性降低。這種抑制作用稱為競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用。+++ESESEPEIEI1.競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用1.競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用

(3)特點(diǎn)①I與S結(jié)構(gòu)類似，競(jìng)爭(zhēng)酶的活性中心。②I與酶活性中心結(jié)合后，酶失去催化作用。③抑制程度取決于I與S之間的相對(duì)濃度。④酶不能同時(shí)與I和S結(jié)合。+IEIE+SE+PES磺胺類藥物的抑菌機(jī)制與對(duì)氨基苯甲酸競(jìng)爭(zhēng)二氫葉酸合成酶。二氫蝶呤啶＋對(duì)氨基苯甲酸＋谷氨酸二氫葉酸合成酶二氫葉酸COOH

H2NSO2NHRH2N磺胺類藥物競(jìng)爭(zhēng)性抑制--臨床應(yīng)用(2)反應(yīng)模式(1)定義抑制劑與酶活性中心外的基團(tuán)可逆性結(jié)合，導(dǎo)致酶的三維構(gòu)象改變，降低酶的催化活性，但不影響酶與底物的結(jié)合。+

S－S+

S－S+ESIEIEESEP+

S－S+

S－S+ESIEIEESEP2.非競(jìng)爭(zhēng)性抑制2.非競(jìng)爭(zhēng)性抑制(3)特點(diǎn)①抑制劑與酶活性中心外的必需基團(tuán)結(jié)合，底物與抑制劑之間無(wú)競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。②抑制程度取決于抑制劑的濃度。③酶-底物-抑制劑復(fù)合物不能進(jìn)一步釋放產(chǎn)物。E+SESE+P+IEI+SEIS+I(2)反應(yīng)模式(1)定義抑制劑只能與酶-底物復(fù)合物(ES)結(jié)合，使ES不能分解成產(chǎn)物。ESI++SESEPE3.反競(jìng)爭(zhēng)性抑制①抑制劑只與酶－底物復(fù)合物結(jié)合。②抑制程度取決與抑制劑的濃度及底物的濃度。E+SE+PES+IESI③抑制劑可增加ES之間的親合力，與競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用相反。3.反競(jìng)爭(zhēng)性抑制(3)特點(diǎn)：酶與疾病的發(fā)生白化病酪氨酸酪氨酸酶黑色素酶七、酶在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用

是由于苯丙氨酸代謝途徑中酶缺陷所致，因患兒尿液中排出大量苯丙酮酸等代謝產(chǎn)物而得名。苯丙氨酸酪氨酸苯丙酮酸