02 Enzyme.pptx

第1页：第二章酶Enzyme高效率、高专一性

第二章酶Enzyme高效率、高专一性、活性可调节的高分子生物催化剂。具有催化功能的蛋白质或RNA。

第2页：常用生物化学数据库网址

常用生物化学数据库网址：本节要点如下。

• 常用网址
• KEGG（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes）http://www.genome.ad.jp/kegg
• ENZYME（Enzyme nomenclature database）http://ca.expasy.org/enzyme
• IntEnz（Integrated Enzyme Database）http://www.ebi.ac.uk/intenz/index.html

第3页：了解酶的化学本质、催化特点、分类及命名

了解酶的化学本质、催化特点、分类及命名：本节要点如下。

• 2.掌握酶催化高效性的机理
• 3.掌握底物浓度、温度、pH、激活剂、抑制剂反应速度的影响，了解可逆抑制作用
• 4.了解多酶体系、别构酶、共价调节酶、同工酶、固定化酶的概念
• 5.掌握酶的纯化方法、酶活力、比活力的概念目的与要求

第4页：酶与底物分子结合

酶与底物分子结合

第5页：1857年Pasteur

1857年Pasteur：本节要点如下。

• 提出酒精发酵是酵母细胞活动的结果。1897年Buchner
• 兄弟证明发酵与细胞的活动无关，不含活细胞的酵母汁也能进行乙醇发酵1913年Michaelis
• 和Menten
• 提出酶促动力学。1926年Sumner
• 从刀豆中提出脲酶结晶，并证明具有蛋白质的性质。

第6页：1969年，化学合成核糖核酸酶

1969年，化学合成核糖核酸酶：本节要点如下。

• 中发现I和II类限制性核酸内切酶1986年，Cech
• 发现了具有催化功能的RNA（ribozyme）-核酶

第7页：第一节酶学概论一、概念

第一节酶学概论一、概念：本节要点如下。

• 1.酶的生物学意义大肠杆菌生命周期最快30分钟，化学反应快速限制性核酸内切酶（限制-修饰）
• 2.酶是一种生物催化剂

第8页：第一节酶学概论一、概念（续）

第一节酶学概论一、概念（续）：本节要点如下。

• 3.Ribozyme（具有催化功能的RNA）1980以前，生物催化剂化学本质是蛋白质。80年代初，ThomasCech
• 和SidneyAltman
• 发现RNA具有催化功能，1989诺贝尔化学奖。

第9页：二、酶催化反应的特点

二、酶催化反应的特点：本节要点如下。

• 1.高催化效率酶催化反应速度是无催剂的108-1020倍
• 2.高度专一性酶对反应的底物和产物都有极高的专一性，几乎没有副反应发生。
• 3.反应条件温和温度＜100℃，压力－大气压，pH中性。

第10页：二、酶催化反应的特点（续）

二、酶催化反应的特点（续）：本节要点如下。

• 4.活性可调节别构调节、酶的共价修饰、酶的合成、活化与降解等
• 5.有辅酶、辅基、金属离子参与

第11页：与非酶催化剂相比的共性：A.催化效率高

与非酶催化剂相比的共性

A.催化效率高，用量少（在细胞中含量低）B.不改变化学反应平衡点C.降低反应活化能D.反应前后自身结构不变改变化学反应途径，通过一条活化能低的途径进行。催化效应只反映在动力学上，不影响反应的热力学。

第12页：

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第15页：

第16页：亲环素碳酸酐酶丙糖磷酸异构酶羧肽酶葡萄糖

亲环素碳酸酐酶丙糖磷酸异构酶羧肽酶葡萄糖磷酸变位酶乳清苷酸脱羧酶

第17页：

第18页：三、酶的化学本质经典概念

酶的组成仅由蛋白质组成的酶

溶菌酶、淀粉酶、脂肪酶、核糖核酸酶等酶蛋白+辅助因子（全酶）：超氧化物歧化酶（Cu2+、Zn2+）乳酸脱氢酶（NAD+）

第19页：三、酶的化学本质经典概念（续）

酶的辅助因子主要有金属离子

Fe2+、Fe3+、Cu2+、Mn2+、Zn2+、Mg2+、K+、Na+、Mo6+、Co2+及有机化合物辅酶：与酶蛋白结合较松，可透析除掉。辅基：与酶蛋白结合较紧。

第20页：

第21页：酶辅助因子CuZn-SODCu2+

酶辅助因子CuZn-SODCu2+、Zn2+Mn-SODMn2+过氧化物酶Fe2+或Fe3+II型限制性核酸内切酶Mg2+羧肽酶Zn2+

第22页：酶蛋白决定酶的专一性

酶蛋白决定酶的专一性，辅助因子决定酶催化反应的类型。NAD+构成各种专一性强的乳酸脱氢酶、醇脱氢酶、苹果酸脱氢酶、异柠檬酸脱氢酶、生物体内酶种类很多，辅助因子种类很少，一种辅助因子可与多种酶蛋白结合。

第23页：四、酶按照亚基组成及结构特点分类单体酶

1.单体酶由一条或多条共价相连肽链组成的酶。牛胰RNase124单链鸡卵清溶菌酶129单链胰凝乳蛋白酶三条肽链单体酶种类较少，一般催化水解反应。

第24页：四、酶按照亚基组成及结构特点分类（续）

2.寡聚酶由两个或两个以上亚基组成的酶。A.含相同亚基的寡聚酶苹果酸脱氢酶（鼠肝），2个相同的亚基。B.含不同亚基的寡聚酶琥珀酸脱氢酶（牛心），α和β亚基。大多数寡聚酶是胞内酶，而胞外酶一般是单体酶。

第25页：

第26页：

第27页：四、酶按照亚基组成及结构特点分类（续）

3.多酶复合体两种以上的酶非共价结合（聚集）。大肠杆菌丙酮酸脱氢酶复合体：丙酮酸脱氢酶（E1）2×96000二氢硫辛酸转乙酰基酶（E2）70000二氢硫辛酸脱氢酶（E3）2×5600012个E1二聚体，24个E2单体，6个E3二聚体，总分子量560万。

第28页：五、酶的活性中心酶分子上只有少数氨基酸与催化活性

五、酶的活性中心酶分子上只有少数氨基酸与催化活性直接相关。这些氨基酸在一级结构上往往相距较远，但它们空间结构上相距很近，集中在酶分子特定区域，形成具有催化功能的活性中心。

第29页：酶的活性中心

酶的活性中心

第30页：第二节酶的命名和分类一、习惯命名

第二节酶的命名和分类一、习惯命名：本节要点如下。

• 1.根据底物命名（绝大多数酶）蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶
• 2.根据催化反应的性质命名水解酶、转氨酶
• 3.结合上述两个原则命名底物＋反应琥珀酸脱氢酶
• 4.有时加上酶的来源胃蛋白酶、牛胰凝乳蛋白酶

第31页：二、国际系统命名标明酶的全部底物及催化反应的性质草酸氧化

二、国际系统命名标明酶的全部底物及催化反应的性质草酸氧化酶的系统名称：草酸：氧氧化酶谷丙转氨酶的系统名称：丙氨酸：α-酮戊二酸氨基转移酶

第32页：三、国际系统分类法及编号EC编号

三、国际系统分类法及编号EC编号（EnzymeCommission）http://www.genome.ad.jp/kegghttp://ca.expasy.org/enzymehttp://www.ebi.ac.uk/intenz/index.html乳酸：NAD+氧化还原酶EC1.1.1.27酶的EC编号由4个数字组成，中间用“·”隔开，每一个数字表示不同的含意。

第33页：脱氢酶的EC编号

脱氢酶的EC编号：下表列出相关数据。

第34页：

第35页：氧化还原酶类催化氧化还原反应

转移酶类催化基团转移反应

AB+C=A+BCAla：酮戊二酸氨基移换酶（EC2.6.1.2）习惯名：谷丙转氨酶

第36页：氧化还原酶类催化氧化还原反应（续）

氧化还原酶类催化氧化还原反应（续）：本节要点如下。

• 3.水解酶类催化水解反应，包括淀粉酶、核酸酶、蛋白酶、脂酶。亮氨酸氨基肽水解酶（EC3.4.1.1）习惯名：Ile氨肽酶
• 4.裂合酶类（裂解酶）催化从底物上移去一个基团而形成双键的反应或其逆反应。二磷酸酮糖裂合酶（EC4.1.2.7）习惯名：醛缩酶

第37页：氧化还原酶类催化氧化还原反应（续）

氧化还原酶类催化氧化还原反应（续）：本节要点如下。

• 5.异构酶（EC5.3.1.9）催化同分异构体相互转化6-磷酸Glc异构酶
• 6.合成酶（连接酶）催化一切必须与ATP分解相偶联、并由两种物质合成一种物质的反应。UTP：氨连接酶（CTP合成酶）L-酪氨酸：tRNA连接酶（酪氨酰tRNA合成酶）T4DNA连接酶

第38页：国际分类不考虑酶的物种差异和组织差异SOD

国际分类不考虑酶的物种差异和组织差异SOD：EC1.15.1.1只有一个编号2O2-+2H+→H2O2+O2三类不同的SOD：CuZn-SOD真核生物细胞质中Mn-SOD真核生物线粒体中来自牛红细胞与猪红细胞的CuZn-SOD，一级结构有很大不同。在讨论一个具体的酶时，应说明它的来源。

第39页：第三节酶动力学酶催化动力学研究酶促反应的

第三节酶动力学酶催化动力学研究酶促反应的速度以及影响酶促反应速度的各种因素，包括底物浓度、酶浓度、pH、温度、激活剂与抑制剂等。

第40页：一、酶的量度用酶的活力单位表示酶的量度

酶活力与酶促反应速度酶活力

一定条件下酶催化某一反应的速度。酶促反应速度：单位时间内、单位体积中底物的减少量或产物的增加量。单位：浓度/单位时间

第41页：用初速度表示酶促反应速度

用初速度表示酶促反应速度

第42页：酶的活力单位（U）标准单位

2.酶的活力单位（U）标准单位（IU）：在特定条件下，1分钟内转化1umol底物所需的酶量，称一个国际单位。特定条件：25℃，pH及底物浓度采用最适条件。实际工作中，每一种酶的活力测定方法不同，对酶单位分别有一个明确的定义。

第43页：限制性核酸内切酶活力单位的3种定义

限制性核酸内切酶活力单位的3种定义

用粘度法：30℃，1分钟，使底物DNA溶液的比粘度下降25%的酶量为1个酶单位。转化率法：5分钟使1ug供体DNA残留37%的转化活性所需的酶量为1个酶单位。凝胶电泳法：37℃，1小时，使1ugλDNA完全水解的酶量为1个酶单位。

第44页：酶的比活力Specificactivit

每毫克酶蛋白所具有的酶活力。单位

U/mg

蛋白质比活力表示酶的纯度在酶分离纯化

蛋白质比活力表示酶的纯度在酶分离纯化过程中，总蛋白减少，总活力减少，比活力增高。

第45页：

第46页：酶的纯化倍数：酶的回收率：×100%

酶的纯化倍数

酶的回收率：×100%

第47页：酶的转换数和催化周期每秒钟每个酶分子转换

4.酶的转换数和催化周期每秒钟每个酶分子转换底物的分子数。转换数的倒数是催化周期，即一个酶分子每催化一个底物分子所需的时间。乳糖脱氢酶转换数为1000/秒，它的催化周期是10-3秒。

第48页：过氧化氢酶碳酸酐酶乙酰胆碱脂酶内酰胺酶苄

过氧化氢酶碳酸酐酶乙酰胆碱脂酶内酰胺酶苄青霉素延胡索酸酶ATP酶

第49页：二、底物浓度对酶促反应速度的影响

二、底物浓度对酶促反应速度的影响：本节要点如下。

• 和Menten
• 提出米-曼方程

第50页：底物浓度对反应速度的影响

1．底物浓度对反应速度的影响

第51页：底物浓度对反应速度的影响（续）

2.稳态平衡假说推导米式方程稳态平衡假说：A.[S]>>[Et]，Et完全形成ES时，[S]几乎不变。B.只考虑初速度，S消耗极少，P生成极少，E+PES忽略不计。C.ES极快达到平衡，ES的生成速度等于分解速度。

第52页：稳态假说推导米式方程ES生成速度

稳态假说推导米式方程ES生成速度：本节要点如下。

• （1）[E] = [Et]-[ES]
• （2）v = k3[ES]
• （3）Vmax= k3[Et]
• （4）

第53页：反应速度：Km

反应速度：Km：本节要点如下。

• 称米氏常数当Km
• 及Vmax
• 已知时，即可确定酶催化反应速度与底物浓度的关系。

第54页：米氏方程讨论①Km

米氏方程讨论①Km：本节要点如下。

• 的意义反应速度v=1/2Vmax
• 时，[S]=Km，反应速度达到最大反应速度一半时底物的浓度。Km
• 是酶的特征常数之一，一般只与酶的性质有关，与酶浓度无关，不同酶的Km
• 值不同。

第55页：

第56页：Km

Km：本节要点如下。

• 可表示酶与底物的亲和力如果一个酶有几种底物，则每一种底物各有一个特定的Km，其中Km
• 最小的底物称该酶的最适底物或一天然底物。Km
• 越小，达到Vmax
• 一半所需底物浓度愈小，表示底物与酶的亲和力越大。

第57页：相对速度

③相对速度（酶活性中心被占据分数Ys）v=Vmax时，v与[S]无关，只和[Et]成正比，酶的活性部位已全部被底物占据。v=1/2Vmax时，活性部位有一半被占据。若已知一个酶的Km，则任何底物浓度下酶活性部位的被占据分数是：

第58页：米氏方程所作曲线的曲度，不随Km

米氏方程所作曲线的曲度，不随Km：本节要点如下。

• 和Vmax
• 变化。任何米氏酶，到达任何两个特定Vmax
• 分数时，对应底物浓度之比为常数。设达到最大反应速度0.9倍时，底物浓度是[S]0.90.9Vmax→[S]0.90.9Vmax=

第59页：0.9Km+0.9[S]0.9=[S

0.9Km+0.9[S]0.9=[S]0.9[S]0.9=9Km同理有：[S]0.8=4Km[S]0.7=2.33Km[S]0.6=1.5Km[S]0.5=1Km[S]0.1=1/9Km[S]0.9/[S]0.1=81[S]0.7/[S]0.1=21

第60页：Km

Km：本节要点如下。

• 和Vmax
• 的求解方法双倒数作图法

第61页：双倒数作图法

双倒数作图法

第62页：多底物酶促反应米氏方程适用于单底物酶促反

5.多底物酶促反应米氏方程适用于单底物酶促反应，如异构、水解及部分裂合反应，不适用于多底物反应。

第63页：

第64页：三、pH对酶促反应速度的影响

1.pH影响酶活力的因素A.影响酶蛋白构象，过酸或过碱会使酶变性B.影响酶酶活性中心残基的解离状态，最终影响ES形成C.影响底物分子中某些基团解离

第65页：三、pH对酶促反应速度的影响（续）

2．酶的最适pH酶催化反应速度达到最大时的pH。

第66页：

第67页：酶的pH活性曲线

酶的pH活性曲线

第68页：动物体内多数酶的最适pH值接近中性

动物体内多数酶的最适pH值接近中性，但是，胃蛋白酶pH1.8，肝精氨酸酶pH9.8

第69页：四、温度对酶促反应速度的影响

增加反应速度

①增加反应速度

酶变性失活温度系数Q10

温度升高10℃，反应速度与原反应速度之比，Q10一般为1－2温血动物体内的酶，35-40℃植物体内的酶，40-50℃，细菌TaqDNA聚合酶，70℃。

第70页：

第71页：酶的稳定性温度在一定条件下、一定时间内

2.酶的稳定性温度在一定条件下、一定时间内，酶活性不降低的最高温度称稳定性温度。

第72页：酶浓度高、不纯、有底物

酶浓度高、不纯、有底物：本节要点如下。

• ①液体酶可以利用上述几种因素。
• ②酶干粉可在室温下短期保存，长期保存应在低温冰箱中。

第73页：五、酶浓度对酶促反应速度的影响若底物浓度

五、酶浓度对酶促反应速度的影响若底物浓度足够大，使酶饱和，此时的反应速度与酶浓度成正比。Vmax= K3[E][S]过量且不变时，v∝[E]

第74页：六、激活剂对酶促反应速度的影响凡是能提高酶活性

六、激活剂对酶促反应速度的影响凡是能提高酶活性的物质，都称为激活剂。提高酶活性：使酶活性进一步提高，离子或简单有机化合物。激活酶原：无活性→有活性，离子或蛋白质。

第75页：无机离子的激活作用金属离子K+、Na+

1.无机离子的激活作用金属离子K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Zn2+、Fe2+；阴离子Cl-、Br-；氢离子A.不同离子激活不同的酶B.不同离子之间有拮抗作用，如Na+与K+，但有些可替代，例如Mg+与Zn+C.浓度适中，过高有抑制作用，1~50mM

第76页：无机离子的激活作用金属离子K+（续）

2.简单有机分子的激活作用A.还原剂（还原型谷胱甘肽）能激活某些活性中心含有-SH的酶。B.金属螯合剂（EDTA）能去除重金属离子，解除抑制作用。

第77页：七、抑制剂对酶促反应速度的影响抑制作用

七、抑制剂对酶促反应速度的影响抑制作用：酶活力下降，但酶蛋白不变性。应用A.抑制剂型药物B.调控生物体的代谢途径，控制发酵。C.研究酶的活性中心化学基团的功能，化学修饰酶。

第78页：不可逆抑制作用抑制剂与酶活性

（一）不可逆抑制作用抑制剂与酶活性中心基团共价结合，使酶的活性下降，不能用透析法去除抑制剂。

第79页：非专一性不可逆抑制

1.非专一性不可逆抑制剂酶分子的全部敏感基团A.有机磷二异丙基磷酰氟酯（DIFP）和许多有机磷农药与酶Ser的－OH结合（含活性中心），抑制某些蛋白酶及酯酶作用机理：抑制与中枢神经系统有关的乙酰胆碱脂酶，乙酰胆碱积累，神经系统过度兴奋。

第80页：二异丙基磷酰氟酯

二异丙基磷酰氟酯（DIFP）

第81页：B.有机汞、有机砷有机汞

B.有机汞、有机砷有机汞、有机砷都是烷化剂，可以使酶的巯基烷化。可以加入过量的巯基化合物解除抑制。例如：半胱氨酸、GSH和巯基丙醇。

第82页：C.氰化物与含铁扑啉的酶的Fe2+结合

C.氰化物与含铁扑啉的酶的Fe2+结合，阻抑细胞呼吸D.重金属Ag、Cu、Hg、Pb能使大多数酶失活，EDTA可解除抑制E.青霉素与糖肽转氨酶的Ser-OH结合，抑制细菌细胞壁合成。

第83页：专一性不可逆抑制剂只与酶活性

2.专一性不可逆抑制剂只与酶活性中心的特定基团反应A. Ks型专一性不可逆抑制剂（亲和修饰剂）具有与底物相似结构，可以与酶特异结合，还有一个能与酶活性中心必须基团反应的活泼基团。

第84页：胰凝乳蛋白酶的最适底物

型不可逆抑制剂

对甲苯磺酰-L-苯丙氨酰氯甲烷-CH2-Cl

与酶活性部位的一个His-咪唑基距离很近

与酶活性部位的一个His-咪唑基距离很近，使之烷基化。

第85页：B.Kcat型专一性不可逆抑制剂

B.Kcat型专一性不可逆抑制剂（自杀性底物）与底物结构类似，既能与酶结合，也能被催化发生反应。潜伏反应基团（latentreactivegroup）被酶催化而活化，并立即与酶活性中心的必须基团进行不可逆结合，使酶受到抑制。

第86页：可逆抑制抑制剂与酶蛋白可逆结合

1.竞争性抑制（Competitiveinhibition）底物的结构类似物竞争酶的活性中心，与酶形成可逆的EI复合物，阻止底物与酶结合，增加底物浓度可以解除抑制。

第87页：

第88页：

第89页：对氨基苯磺酰胺是对氨基苯甲酸的结构类似物

对氨基苯磺酰胺是对氨基苯甲酸的结构类似物，竞争性抑制二氢叶酸合成酶的活性。

第90页：非竞争性抑制

2.非竞争性抑制

第91页：抑制剂与酶活性中心以外的基团结合

抑制剂与酶活性中心以外的基团结合，其结构可能与底物无关。酶可以同时与底物及抑制剂结合，但是中间产物ESI不能生成产物，降低了酶的活性。不能通过增加底物浓度的办法来消除非竞争性抑制作用。

第92页：反竞争性抑制酶只在与底物结合后

3.反竞争性抑制酶只在与底物结合后，才与抑制剂结合E+S→ES+I≠P

第93页：可逆抑制作用的动力学

1.竞争性抑制[Et]=[E]+[ES]+[EI]

第94页：竞争性抑制动力学方程

竞争性抑制动力学方程

第95页：竞争性抑制曲线

竞争性抑制曲线

第96页：竞争性抑制作用

竞争性抑制作用：本节要点如下。

• （1）Vmax不变，Km变大
• （2）抑制程度取决于[I]、[S]、Km和KiA.[I]不变，增加[S]，减小抑制程度B.[S]不变，增加[I]，增大抑制程度C.[I]和[S]不变，Ki越大，抑制作用越小D.[I]和[S]不变，Km值越低，抑制程度越小E.[I]=Ki时，双倒数图中直线的斜率加倍

第97页：非竞争性抑制[Et]=[E]+[ES

2.非竞争性抑制[Et]=[E]+[ES]+[EI]+[ESI]

第98页：非竞争抑制动力学方程

非竞争抑制动力学方程

第99页：非竞争性抑制曲线

非竞争性抑制曲线

第100页：非竞争性抑制

非竞争性抑制：本节要点如下。

• （1）Km不变，Vmax降至Vmax/（1+[I]/Ki）
• （2）抑制程度去决于[I]和Ki，与酶的Km和[S]无关。
• （3）定[I]和[S]不变，Ki越大，抑制作用越小。

第101页：反竞争性抑制[Et]=[E]+[ES

3.反竞争性抑制[Et]=[E]+[ES]+[ESI]

第102页：反竞争抑制动力学方程

反竞争抑制动力学方程

第103页：反竞争抑制曲线

反竞争抑制曲线

第104页：反竞争性抑制

反竞争性抑制：本节要点如下。

• （1）Km及Vmax都变小
• （2）双倒数方程的斜率不变

第105页：

第106页：第四节酶的作用机理一、专一性的机理

第四节酶的作用机理一、专一性的机理（一）酶专一性类型

第107页：结构专一性

结构专一性：本节要点如下。

• （1）键专一性限制键，不限制键两侧基团例如：脂酶，R1-CO-OR2-
• （2）基团专一性限制键，还限制键一端的基团，但不限制键另一端的基团例如：α-D-Glc苷酶，水解蔗糖和麦芽糖
• （3）绝对专一性只能催化一个底物，麦芽糖酶只催化麦芽糖水解。

第108页：结构专一性（续）

结构专一性（续）：本节要点如下。

• 2.立体异构专一性
• （1）旋光异构专一性Glu脱氢酶只催化L-Glu，乳酸脱氢酶只催化L-乳酸
• （2）几何异构专一性反丁烯二酸水化酶只催化反丁烯二酸生成苹果酸立体化学专一性还表现在酶能催化对称分子中的两个等同基团中的一个，而对另一个无作用。顺-乌头酸酶只催化柠檬酸两个-CH2COOH中的一个。

第109页：顺乌头酸酶

顺乌头酸酶

第110页：酶专一性的解释

1.三点结合及锁钥模型（刚性模板假说）酶活性中心的形状与底物分子形状互补。底物分子或其一部分像钥匙一样，专一的插入酶活性中心，通过多个结合位点的结合，形成酶底物复合物。酶活性中心的催化基团正好对准底物的敏感键，进行催化反应。

第111页：锁钥模型

锁钥模型

第112页：三点结合及锁钥模型

三点结合及锁钥模型

第113页：诱导楔合模型酶分子与底物分子接近时

2.诱导楔合模型酶分子与底物分子接近时，酶蛋白受底物分子诱导，构象发生有利于与底物结合的变化，酶与底物互补楔合，进行反应。

第114页：诱导楔合模型

诱导楔合模型

第115页：二、高效性的机理

1.邻近效应与定向效应酶把底物分子从溶液中富集出来，使它们固定在活性中心附近，反应基团相互邻近。同时，使反应基团的分子轨道以正确方位相互交叠，反应易于发生。

第116页：对反应速度的影响

对反应速度的影响：本节要点如下。

• ①使底物浓度在活性中心附近增高
• ②酶对底物分子的电子轨道具有导向作用
• ③酶使分子间反应转变成分子内反应
• ④邻近效应和定向效应对底物起固定作用

第117页：

第118页：

第119页：

第120页：Approximation and

Approximation and orientation

第121页：扭曲变形和构象变化的催化效应酶分子中某些

扭曲变形和构象变化的催化效应酶分子中某些：本节要点如下。

• ①酶从低活性形式转变为高活性形式，利于催化
• ②底物扭曲、变形，利于形成ES复合物
• ③底物构象变化，变得更接近过度态结构，大大降低活化能

第122页：扭曲变形

扭曲变形

第123页：共价催化酶作为亲核基团或亲电基团

3.共价催化酶作为亲核基团或亲电基团，与底物形成一个反应活性很高的共价中间物。

第124页：共价催化酶作为亲核基团或亲电基团（续）

4.酸碱催化酶分子的功基团提供质子或接受质子。影响酸碱催化反应速度的两个因素：⑴酸碱强度His咪唑基的解离常数为6，在pH6附近给出质子和结合质子能力相同，是最活泼的催化基团。⑵咪唑基给出质子或结合质子的速度最快。

第125页：

第126页：

第127页：共价催化酶作为亲核基团或亲电基团（续）

共价催化酶作为亲核基团或亲电基团（续）：本节要点如下。

• 5.金属离子催化
• 6.多元催化和协同效应

第128页：共价催化酶作为亲核基团或亲电基团（续）

7.活性中心的微环境⑴疏水环境介电常数低，可加强极性基团间的反应。⑵电荷环境在酶活性中心附近，往往有一电荷离子，可稳定过渡态的离子。

第129页：三、酶作用机理举例

1.胰凝乳蛋白酶的作用机理（1）专一性该酶需要底物有一个疏水基团，定位结合于酶上的疏水部位，使底物敏感键对准酶的催化基团。疏水定位基团：Phe、Tyr、Trp

第130页：胰凝乳蛋白酶的底物专一性

胰凝乳蛋白酶的底物专一性

第131页：丝氨酸蛋白酶底物结合部位

丝氨酸蛋白酶底物结合部位：本节要点如下。

• 进入弹性蛋白酶－Ala、Val
• 小的非极性侧链

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第133页：催化机理①活性中心-催化三联体Asp10

（2）催化机理①活性中心-催化三联体Asp102-His57-Ser195氢键体系通过催化三联体进行酸碱催化及共价催化。

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第138页：含芳香残基的多肽结合到活性中心

含芳香残基的多肽结合到活性中心

第139页：Ser 195-OH的O与肽键的羰基C共

Ser 195-OH的O与肽键的羰基C共价结合H与His 57的N结合

第140页：His提供H给肽键N

His提供H给肽键N，生成NH2肽键断裂，释放第一个产物。

第141页：加水，His的N攻击水的HOH-的O攻击

加水，His的N攻击水的HOH-的O攻击羰基C

第142页：水分子裂解

水分子裂解

第143页：His-NH提供H给Ser-O生成第二个

His-NH提供H给Ser-O生成第二个产物

第144页：释放第二个产物酶再生

释放第二个产物酶再生

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第149页：第五节多酶体系与酶活性的调节一、多酶体系

多酶体系及其分类多酶体系

在完整的细胞内，某一代谢途径由几个酶组成的反应链体系。可溶性的、结构化的在细胞内有定位关系的（结构化程度更高）

第150页：多酶体系

多酶体系

第151页：多酶体系的调节

多酶体系的调节：本节要点如下。

• （1）第一步反应往往是限速步骤，控制着整个反应速度
• （2）反馈抑制与底物激活催化第一步反应的酶大多都是别构酶，能被终产物抑制；有时反应分支处的酶受到终产物的抑制，称为反馈抑制。有的别构酶可以被底物激活。

第152页：反馈抑制与底物激活

反馈抑制与底物激活

第153页：二、酶活性的调节调节酶：活性可被调节的酶

二、酶活性的调节调节酶

活性可被调节的酶，主要有别构酶和共价调节酶。（一）别构调节别构效应：调节物（或效应物）与别构酶分子的别构中心结合后，诱导出或稳定住酶分子的某种构象，使酶活性改变，从而调节酶促反应速度。

第154页：别构酶

别构酶

第155页：

第156页：别构酶的结构特点和性质

别构酶的结构特点和性质：本节要点如下。

• （1）别构酶一般是寡聚酶
• （2）别构酶具有协同效应

第157页：K型效应和V型效应K型效应-改变K0.5

（3）K型效应和V型效应K型效应-改变K0.5，不改变Vmax

第158页：V型效应-改变Vmax，不改变K0.5

V型效应-改变Vmax，不改变K0.5

第159页：加热脱敏，无调节活性，同米氏酶

（4）加热脱敏，无调节活性，同米氏酶

第160页：别构酶动力学曲线

2.别构酶动力学曲线

第161页：正协同效应－S型曲线当底物浓度发生较小变

（2）负协同效应的别构酶是近似双曲线负协同效应的酶，反应速度对底物浓度的化不敏感。

第162页：别构酶调节活性的机理（1）齐变模型

3.别构酶调节活性的机理（1）齐变模型（WMC）

第163页：序变模型（KNF）酶分子亚基结合底物后

（2）序变模型（KNF）酶分子亚基结合底物后，构象依次变化。

第164页：别构酶的鉴定-[S]0.9／[S

4.别构酶的鉴定-[S]0.9／[S]0.1Rs=81米氏酶Rs＜81正协同效应Rs＞81负协同效应Hill系数：[S]0.9／[S]0.1＝81n=1米氏酶n＞1正协同效应n＜1负协同效应

第165页：可逆共价修饰调节共价调节酶

可逆共价修饰调节共价调节酶

酶分子被其它的酶催化，进行共价修饰，在活性形式与非活性形式之间转变。举例：糖原磷酸化酶

第166页：糖原磷酸化酶b

糖原磷酸化酶b

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第169页：酶原的激活不可逆性消化系统

酶原的激活不可逆性消化系统：本节要点如下。

• 1.胰凝乳蛋白酶原的激活被胰蛋白酶激活
• 2.胰蛋白酶原的激活被肠激酶激活

第170页：胰凝乳蛋白酶原和胰蛋白酶原的激活

胰凝乳蛋白酶原和胰蛋白酶原的激活

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第175页：胃蛋白酶原的激活

胃蛋白酶原的激活

第176页：专一性调控蛋白

（四）专一性调控蛋白（调控因子）对酶活性的调节钙调蛋白、激素结合蛋白，促进或抑制酶活性。

第177页：同工酶催相同化学反应

（五）同工酶催相同化学反应，但酶蛋白的分子结构不同的一组酶，存在于生物的同一种属或同一个体的不同组织中。哺乳动物乳酸脱氢酶（LDH）有5种CH3CHOH-COO-+NAD+CH3COCOO-+NADH+H+由H和M亚基组成，HHHH在心肌中占优势，MMMM在骨骼肌中占优势。

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第179页：组成酶：正常细胞内含量较稳定的酶

组成酶

正常细胞内含量较稳定的酶，受外界因素影响小。诱导酶：正常细胞中含量极少或没有，加入特定诱导物后产生的酶，诱导物往往是该酶的底物或底物类似物。大肠杆菌中的β-半乳糖苷酶，在只含乳糖的培养基中。