C酶的催化活性和调节机制ppt课件

1、酶的催化活性和调理机制酶的催化活性和调理机制(2)3.6 酶促反响动力学酶促反响动力学v3.6.1 酶与底物之间的作用酶与底物之间的作用v酶的中间产物实际酶的中间产物实际v 酶分子酶分子E外表与底物外表与底物S结结合构成不稳定中间产物即酶合构成不稳定中间产物即酶-底物复合物底物复合物ES，它较底物需求较少的活化能就，它较底物需求较少的活化能就可继续反响，分解成产物可继续反响，分解成产物P并释放酶。并释放酶。因此，因此，ES 浓度决议着整个酶促反响速度。浓度决议着整个酶促反响速度。S + E ES E + P3.6.1 酶与底物之间的作用酶与底物之间的作用v 米氏方程米氏方程v 当当 Km= S

2、 时，那么时，那么 v = 1/2 Vmax ，即当酶，即当酶促反响速度到达其最大反响速度的一半时，促反响速度到达其最大反响速度的一半时，Km值即为此时的底物浓度，其单位是值即为此时的底物浓度，其单位是 mol/L。v当当 Km远大于远大于 S 时，分母时，分母S不计，那么不计，那么v = Vmax S/Km，初速度与底物浓度呈一级反响，初速度与底物浓度呈一级反响。v当当 Km远小于远小于 S 时，时， Km不计，那么不计，那么v = Vmax，初速度与底物浓度呈零级反响。，初速度与底物浓度呈零级反响。v = VmaxSKm + S3.6.1 酶与底物之间的作用酶与底物之间的作用KmVmax1

3、2v=VmaxS/Km3.6.1 酶与底物之间的作用酶与底物之间的作用v米氏常数米氏常数Km的特性的特性v Km与酶的性质有关，与酶浓度无关；与酶的性质有关，与酶浓度无关；v Km最小的底物为该酶的最适底物；最小的底物为该酶的最适底物；v Km值与温度、值与温度、pH等环境要素相关；等环境要素相关；v 1/Km近似表示对底物亲和性大小；近似表示对底物亲和性大小；v K3K1和和K2时，时，KmKsv Km随不同底物而异酶专注性判别随不同底物而异酶专注性判别目的目的米氏方程求解方法米氏方程求解方法vLineweaver-Burk法法v (双倒数法双倒数法v横轴截距为横轴截距为-1/Km，纵轴截距

4、，纵轴截距v 1/Vmax，斜率，斜率Km/ Vmax。v缺陷：点过分集中在直线左下缺陷：点过分集中在直线左下v 方，而低浓度方，而低浓度S点因倒数后误点因倒数后误v 差较大，偏离直线，影响结果。差较大，偏离直线，影响结果。1v=KmVmax.1S+1Vmax米氏方程求解方法米氏方程求解方法vHanes-Woolf法法v横轴截距为横轴截距为-Km，纵轴截，纵轴截v 距距Km /Vmax，斜率，斜率1/ Vmax。KmVmaxSVmaxv=+SKm /Vmax米氏方程求解方法米氏方程求解方法vWoolf-Hofstee法法v = - Km.Vmaxv+SVmax /Km以以vv/S作图作图, 得

5、不断得不断线。横轴截距为线。横轴截距为Vmax /Km,纵轴截距纵轴截距Vmax, 斜斜率率 -Km3.6.2 单底物较复杂的酶反响单底物较复杂的酶反响v多种活性中间产物多种活性中间产物v v底物的抑制：酶分子上有两个底物结合位点，底物的抑制：酶分子上有两个底物结合位点，一为高亲和性，另一个为低亲和性。当其完全一为高亲和性，另一个为低亲和性。当其完全被底物占据时会抑制高亲和性位点的结协作用，被底物占据时会抑制高亲和性位点的结协作用，使酶促反响速度降低，假设糖二磷酸酶。使酶促反响速度降低，假设糖二磷酸酶。v多个活性部位：有多个亚基、多个活性中心，多个活性部位：有多个亚基、多个活性中心，其动力学实

6、验常很复杂，不符合米氏方程。其动力学实验常很复杂，不符合米氏方程。E+S ES E+PE+S ES ES E+P3.6.3 pH影响下酶促反响动力学影响下酶促反响动力学 E2- ES2- K2 K2 EH- + S ESH- EH- +P K1 K1 EH2 ESH2v = VmaxSKm) +S(1+H+ K2H+)K1(1+H+ K1+ K2H+pH对酶构对酶构象的影响象的影响即对其解即对其解离基团的离基团的影响，就影响，就是是H+和解和解离基团间离基团间的结合与的结合与解离的变解离的变化过程化过程3.6.4 酶的抑制动力学酶的抑制动力学1不可逆抑制：抑制剂与酶分子中的不可逆抑制：抑制剂与

7、酶分子中的必要基团发生共价结合，使酶失活。必要基团发生共价结合，使酶失活。 按其选择性差别，不可逆抑制剂分：按其选择性差别，不可逆抑制剂分： 专注性：仅与活性部位有关的基团反响；专注性：仅与活性部位有关的基团反响； 非专注性：可与几类基团反响。如有机非专注性：可与几类基团反响。如有机磷、砷、重金属磷、砷、重金属Ag、Pb、Hg、氰、氰化物化物 (沙林毒气、沙林毒气、CO及青霉素等。及青霉素等。3.6.4 酶的抑制动力学酶的抑制动力学2可逆抑制：可逆抑制： 竞争性抑制：竞争性抑制：参与参与 I 后，后，Vmax不变，不变，Km变大变大(KmKm)I与与S构造类似构造类似, 但但E不能同时与不能同

8、时与S和和I结合结合3.6.4 酶的抑制动力学酶的抑制动力学2可逆抑制：可逆抑制：非竞争性抑制：非竞争性抑制： 参与参与 I 后，后，Vmax变小，变小，Km不变不变(Km=Km)3.6.4 酶的抑制动力学酶的抑制动力学2可逆抑制：可逆抑制：反竞争性抑制：反竞争性抑制： 参与参与 I 后，后， Km 和和Vmax都变都变小，且小，且KmKm , Vmax Vmax3.6.5 双底物酶促反响动力学双底物酶促反响动力学v顺序有序反响顺序有序反响 (如如NAD+或或NADP+的脱氢酶的脱氢酶)v A B P Qv E Ev EA EAB EPQ EQv顺序随机反响顺序随机反响 (如肌酸激酶使肌酸磷酸

9、化反响如肌酸激酶使肌酸磷酸化反响)v乒乓反响或双乒乓反响或双-置换反响置换反响 (如氨基酸转移酶如氨基酸转移酶)v A P B Qv E Ev EA FP F FB EQEAEBEPEQEEABBAPQQPEAB EPQ四、酶的调理作用四、酶的调理作用v生命景象调理和控制层次：生命景象调理和控制层次：v 整体程度调控：神经系统和激素；整体程度调控：神经系统和激素；v 器官、组织和细胞程度调控：体液；器官、组织和细胞程度调控：体液；v 分子程度调控：酶为中心的调控。分子程度调控：酶为中心的调控。v酶分子的调控方式：环境要素调控、别酶分子的调控方式：环境要素调控、别构调控、共价调控、酶原激活调控、

10、分构调控、共价调控、酶原激活调控、分子聚合调控。子聚合调控。4.1 酶本身活性的调控酶本身活性的调控4.1.1 环境要素调控环境要素调控环境要素改动使酶构象稳定的力的平衡环境要素改动使酶构象稳定的力的平衡;环境要素的种类：环境要素的种类：pH 、温度、金属离子、有、温度、金属离子、有机溶剂等；机溶剂等；例如溶菌酶：在细胞内合成后即具有完好的例如溶菌酶：在细胞内合成后即具有完好的空间构造，但细胞内空间构造，但细胞内pH值约为中性，酶值约为中性，酶的活力很低，当溶菌酶分泌到细胞外偏酸的活力很低，当溶菌酶分泌到细胞外偏酸性环境中性环境中pH 5时，溶菌酶的活性显著提高。时，溶菌酶的活性显著提高。4.

11、1.2 别构酶的调控别构酶的调控v别构酶的特点：普通有多个亚基别构酶的特点：普通有多个亚基, 分子量大，构分子量大，构造复杂。有担任调理的别构中心和担任催化的活造复杂。有担任调理的别构中心和担任催化的活性中心。两中心位于不同亚基性中心。两中心位于不同亚基, 或同一亚基的不或同一亚基的不同部位。同部位。v别构效应：调理物或效应物与别构中心结合后，别构效应：调理物或效应物与别构中心结合后，诱导或稳定酶分子的某构象，使酶催化中心的催诱导或稳定酶分子的某构象，使酶催化中心的催化作用遭到调理，从而调理酶反响速度和代谢过化作用遭到调理，从而调理酶反响速度和代谢过程。程。v同促效应：酶分子上有两个以上底物结

12、合中心，同促效应：酶分子上有两个以上底物结合中心，经过酶上结合底物分子数量而调理其活性。经过酶上结合底物分子数量而调理其活性。v异促效应：经过非底物分子的结合调理其活性。异促效应：经过非底物分子的结合调理其活性。4.1.2 别构酶的调控别构酶的调控v别构酶的动力学特征：不遵照米氏动力学方程，别构酶的动力学特征：不遵照米氏动力学方程，具有正协同效应和负协同效应。具有正协同效应和负协同效应。v 故有米氏活力酶、负协同效应酶和正协同效故有米氏活力酶、负协同效应酶和正协同效应酶的区分应酶的区分Koshland规那么规那么v v Rs 为协同指数，为协同指数，n代表协同系数代表协同系数Hill系数。系数

13、。Rs=81：米氏方程：米氏方程; Rs 81：正协同：正协同; Rs 81：负协同。：负协同。酶与配基结合到达酶与配基结合到达0.9饱和度时的配基浓度饱和度时的配基浓度酶与配基结合到达酶与配基结合到达0.1饱和度时的配基浓度饱和度时的配基浓度Rs= 811/n4.1.2 别构酶的调控别构酶的调控v别构酶机理模型别构酶机理模型v MWC模型齐变模型：模型齐变模型：1965年年Monod, Wyman和和Changeux提出。提出。v 无无RT混合态混合态4.1.2 别构酶的调控别构酶的调控v别构酶机理模型别构酶机理模型vKNF模型序变模型：模型序变模型：1966年年Koshland, Neme

14、thy 和和Filmer提出提出无无RT平衡态平衡态存在存在RT混合态混合态4.1.2 别构酶的调控别构酶的调控v研讨得较为清楚的别构酶是研讨得较为清楚的别构酶是E. coli. 天冬氨酸转氨甲酰天冬氨酸转氨甲酰酶酶(ATCase), 它催化以下反响：它催化以下反响：v v 这个反响是合成这个反响是合成CTP的第一步的第一步, 它受终产物它受终产物CTP反响抑制反响抑制, 而被而被ATP激活。酶反响速度与底物浓度激活。酶反响速度与底物浓度的关系曲线为的关系曲线为S型型, 阐明底物有正协同性。参与负效应阐明底物有正协同性。参与负效应物物CTP,活力降低活力降低, S型更明显。参与正效应物型更明显

15、。参与正效应物ATP, 活活力升高力升高, S型趋势变小，接近双曲线。型趋势变小，接近双曲线。v大多数别构酶均有这种大多数别构酶均有这种S型曲线。型曲线。 氨甲酰磷酸氨甲酰磷酸 + L-Asp N-氨酰基氨酰基-L-Asp +磷酸磷酸4.1.2 别构酶的调控别构酶的调控v别构酶用加热、化学试剂或其它方法处置后，别构酶用加热、化学试剂或其它方法处置后，它仍具有活力，但丧失了酶的调理性质。它仍具有活力，但丧失了酶的调理性质。v如如ATC酶经过温暖的化学处置酶经过温暖的化学处置, 如用对羟基汞如用对羟基汞苯甲酸苯甲酸PCMB处置可解聚为两个催化亚基处置可解聚为两个催化亚基为三聚体和为三聚体和 3个调

16、理亚基为二聚体。个调理亚基为二聚体。催化亚基仍有催化活力催化亚基仍有催化活力, 但不再受效应物影响但不再受效应物影响, 调理亚基无催化活力调理亚基无催化活力, 但仍能结合效应物。更但仍能结合效应物。更猛烈的处置猛烈的处置, 如用如用SDS处置处置, 那么催化亚基和调那么催化亚基和调理亚基都各解聚成理亚基都各解聚成6个单体。个单体。4.1.2 别构酶的调控别构酶的调控vATC酶受酶受CTP抑制的生物学意义是防止合成过多抑制的生物学意义是防止合成过多的的CTP, 而受而受ATP激活是为了坚持嘌呤和嘧啶核激活是为了坚持嘌呤和嘧啶核苷酸合成的速度相称苷酸合成的速度相称, 以满足合成核酸的需求。以满足合

17、成核酸的需求。v别构酶在代谢调理中起着重要的作用。在合成代别构酶在代谢调理中起着重要的作用。在合成代谢中催化第一步反响的酶或分支点的第一个酶往谢中催化第一步反响的酶或分支点的第一个酶往往是别构酶，以防止构成一系列过多的中间体和往是别构酶，以防止构成一系列过多的中间体和终产物。在分解代谢途径中，那么有一个或几个终产物。在分解代谢途径中，那么有一个或几个关键酶为别构酶。关键酶为别构酶。4.1.2 别构酶的调控别构酶的调控v如糖酵解途径中的磷酸果糖激酶是一个重要的如糖酵解途径中的磷酸果糖激酶是一个重要的调理酶，它受调理酶，它受ATP抑制，而抑制，而AMP可逆转可逆转 ATP的的抑制造用。故当抑制造用

18、。故当 ATPAMP比值降低时，也就比值降低时，也就是细胞内能荷降低时，糖酵解被促进，从而提是细胞内能荷降低时，糖酵解被促进，从而提供较多的能量。供较多的能量。4.1.3 共价调理酶共价调理酶v经过在酶蛋白某些氨基酸残基上增、减基团的方法调经过在酶蛋白某些氨基酸残基上增、减基团的方法调理酶的活性态与非活性态间的相互转化可逆。理酶的活性态与非活性态间的相互转化可逆。v有些酶存在两种方式，在其它酶的共价修饰后可以相有些酶存在两种方式，在其它酶的共价修饰后可以相互转变，如磷酸化酶催化下述反响：互转变，如磷酸化酶催化下述反响：v磷酸化酶磷酸化酶a: 不依赖不依赖AMP即有活性即有活性; Ser-14磷

19、酸化磷酸化;v磷酸化酶磷酸化酶b: 依赖依赖AMP才有活性才有活性; Ser-14无磷酸化。无磷酸化。vb a 转变需转变需Mg2+、ATP(糖原糖原)n + 磷酸磷酸 (糖原糖原)n-1 + 1-磷酸磷酸-D-Glc4.1.3 共价调理酶共价调理酶A. 共价调理酶的类型共价调理酶的类型磷酸化磷酸化/去磷酸化去磷酸化乙酰化乙酰化/去乙酰化去乙酰化腺苷酰化腺苷酰化/去腺苷酰化去腺苷酰化尿苷酰化尿苷酰化/去尿苷酰化去尿苷酰化甲基化甲基化/去甲基化去甲基化S-S/SH糖基化糖基化脂酰化脂酰化B. 常见共价调理酶常见共价调理酶酶酶来源来源修饰机制修饰机制活性变化活性变化糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶真核细胞

20、生物真核细胞生物磷酸化磷酸化/去磷酸化去磷酸化/磷酸化酶激酶磷酸化酶激酶哺乳动物哺乳动物磷酸化磷酸化/去磷酸化去磷酸化/糖原合成酶糖原合成酶真核细胞生物真核细胞生物磷酸化磷酸化/去磷酸化去磷酸化/丙酮酸脱氢酶丙酮酸脱氢酶真核细胞生物真核细胞生物磷酸化磷酸化/去磷酸化去磷酸化/激素敏感性脂酶激素敏感性脂酶哺乳动物哺乳动物磷酸化磷酸化/去磷酸化去磷酸化/乙酰乙酰CoA羧化酶羧化酶哺乳动物哺乳动物磷酸化磷酸化/去磷酸化去磷酸化/谷氨酰胺合成酶谷氨酰胺合成酶大肠杆菌大肠杆菌腺苷酰化腺苷酰化/去腺苷酰化去腺苷酰化/黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶哺乳动物哺乳动物S-S/SH/4.1.4 酶原的激活酶原的激活v酶

21、原激活的特点：酶原激活的特点：v不可逆的共价修饰调理；不可逆的共价修饰调理；v在正常生理条件下，酶原不会过在正常生理条件下，酶原不会过v 早地在不适当的地方激活；早地在不适当的地方激活；v激活酶受抑制剂调控；激活酶受抑制剂调控；v 酶原的激活伴随着信号的放大。酶原的激活伴随着信号的放大。4.1.4 酶原的激活酶原的激活v酶原激活常见的类型：酶原激活常见的类型：v A. 消化酶酶原的激活：消化酶酶原的激活：v胃蛋白酶：从胃蛋白酶：从N端切除端切除42个氨基酸，胃个氨基酸，胃酸或胃蛋白酶；酸或胃蛋白酶；v胰蛋白酶：从胰蛋白酶：从N端切除端切除6个氨基酸，肠激个氨基酸，肠激酶或胰蛋白酶；酶或胰蛋白酶

22、；v糜蛋白酶：内切糜蛋白酶：内切14-15Aa，147-148Aa，胰蛋白酶；羧肽酶、弹性蛋白酶胰蛋白酶；羧肽酶、弹性蛋白酶 B凝凝血血酶酶和和血血液液凝凝固固 内源性途径内源性途径 损伤外表损伤外表 激肽原激肽原 激肽激肽 释放酶释放酶 外源性途径外源性途径 XII XIIa创伤创伤 XI XIa IX IXa VIIa VII VIIIVIIIa 组织因子组织因子 X Xa X V Va 凝血酶原凝血酶原IIII凝血酶凝血酶IIaIIa 血纤蛋白原血纤蛋白原I I 血纤蛋白血纤蛋白IaIa XIII XIIIa 交联血纤蛋白凝块交联血纤蛋白凝块 创伤创伤C. 某些蛋白激素的激活某些蛋白激素

23、的激活v胰岛素、甲状旁腺素、胰高血糖素、促胰岛素、甲状旁腺素、胰高血糖素、促肾上腺皮质激素等；肾上腺皮质激素等；v胰岛素：前胰岛素原胰岛素：前胰岛素原N端切除端切除20信号信号肽肽-胰岛素原进入内质网腔，在中胰岛素原进入内质网腔，在中间切下间切下29-35AA的的C肽肽-A链和链和B链。链。v 人、猪和牛的人、猪和牛的C肽长度分别为肽长度分别为31AA、29AA和和26AA。D. 发育过程和酶原激活发育过程和酶原激活v动物在发育的特定阶段，激活特定的酶动物在发育的特定阶段，激活特定的酶发扬特殊的作用。发扬特殊的作用。v青蛙：在蝌蚪去除尾部时，体内胶原蛋青蛙：在蝌蚪去除尾部时，体内胶原蛋白酶被激

24、活；白酶被激活；v哺乳动物：分娩后，子宫内部的许多胶哺乳动物：分娩后，子宫内部的许多胶原蛋白也被激活的胶原蛋白酶降解；原蛋白也被激活的胶原蛋白酶降解；v蚕蛾：在蛹成蛾过程中，激活茧酶，将蚕蛾：在蛹成蛾过程中，激活茧酶，将蚕茧降解。蚕茧降解。E. 酶分子的聚合和解聚酶分子的聚合和解聚v由于酶与一些小分子调理因子的非共价结合，由于酶与一些小分子调理因子的非共价结合，引起酶的聚合和解聚，实现酶在活性和无活性引起酶的聚合和解聚，实现酶在活性和无活性间相互转化。如间相互转化。如Glu脱氢酶和乙酰脱氢酶和乙酰CoA羧化酶羧化酶v乙酰乙酰CoA羧化酶：催化脂肪酸合成。亚基的聚羧化酶：催化脂肪酸合成。亚基的聚

25、合和解聚，构成酶的三种存在形状：合和解聚，构成酶的三种存在形状：四个不同的亚基四个不同的亚基 原体原体 多聚体多聚体 无活性无活性 无活性无活性 有活性有活性ATP-Mg2+柠檬酸异柠檬酸柠檬酸异柠檬酸常见酶的聚合和解聚与酶活性常见酶的聚合和解聚与酶活性酶酶来源来源聚合聚合/解聚解聚影响因素影响因素活性变化活性变化磷酸果糖磷酸果糖激激 酶酶兔骨骼肌兔骨骼肌聚合聚合解聚解聚F-6-P, FDPATP异柠檬酸异柠檬酸脱脱 氢氢 酶酶牛心牛心聚合聚合解聚解聚ADPNADH苹苹 果果 酸酸脱脱 氢氢 酶酶猪心猪心单体单体二聚体二聚体NAD+谷谷 氨氨 酸酸脱脱 氢氢 酶酶牛肝牛肝聚合聚合解聚解聚ADP

26、，LeuGTP (GDP)4.2 参与代谢调控的酶参与代谢调控的酶v4.2.1 细胞空间上酶分布的分隔性：细胞空间上酶分布的分隔性：v 不同部位分布不同的酶，保证生物反响不同部位分布不同的酶，保证生物反响不相互关扰。如脂肪酸的氧化和合成分处于线不相互关扰。如脂肪酸的氧化和合成分处于线粒体内外，细胞液中的脂酰粒体内外，细胞液中的脂酰CoA需经肉毒碱脂需经肉毒碱脂酰基转移酶酰基转移酶I和和II催化，才干进入线粒体内进展催化，才干进入线粒体内进展-氧化氧化; 而胞液要进展脂肪酸合成，线粒体中而胞液要进展脂肪酸合成，线粒体中的乙酰的乙酰CoA需经柠檬酸合成酶催化，与草酰乙需经柠檬酸合成酶催化，与草酰乙

27、酸缩合成柠檬酸酸缩合成柠檬酸(三羧酸转运体系三羧酸转运体系)，进入细胞，进入细胞液后，再经柠檬酸裂合酶催化，释放出乙酰液后，再经柠檬酸裂合酶催化，释放出乙酰CoA, 参与脂肪酸合成。参与脂肪酸合成。4.2.2 细胞膜中的酶细胞膜中的酶v担任个区域间传送代谢物及离子。担任个区域间传送代谢物及离子。v周围蛋白：果糖二磷酸醛缩酶、甘油醛磷周围蛋白：果糖二磷酸醛缩酶、甘油醛磷酸脱氢酶等。与磷脂的极性头部由静电引酸脱氢酶等。与磷脂的极性头部由静电引力相连，易于用盐溶液抽提出来；力相连，易于用盐溶液抽提出来；v镶嵌蛋白：氨基肽酶、镶嵌蛋白：氨基肽酶、-D-葡萄糖苷酶、葡萄糖苷酶、腺苷酸三磷酸酶等。与磷脂的

28、烃链因疏水腺苷酸三磷酸酶等。与磷脂的烃链因疏水作用而结合作用而结合, 只能用去污剂或有机溶剂抽只能用去污剂或有机溶剂抽提出来。提出来。4.2.3 细胞核中的酶细胞核中的酶v核液中的酶：糖酵解酶群，戊糖磷酸途径酶群，核液中的酶：糖酵解酶群，戊糖磷酸途径酶群，乳酸脱氢酶，苹果酸脱氢酶，异柠檬酸脱氢酶；乳酸脱氢酶，苹果酸脱氢酶，异柠檬酸脱氢酶；v与染色质结合的酶：与染色质结合的酶：DNA核苷酸转移酶核苷酸转移酶, RNA核苷酸转移酶核苷酸转移酶II和和III等；等；v核仁中的酶：核糖酶，核仁中的酶：核糖酶，RNA甲基转移酶甲基转移酶, RNA核苷酸转移酶核苷酸转移酶I等；等；v核膜酶：葡萄糖核膜酶：

29、葡萄糖-6-磷酸酶，酸性磷酸酶等。磷酸酶，酸性磷酸酶等。4.2.4 线粒体中的酶线粒体中的酶v间质：三羧酸循环酶群，脂肪酸间质：三羧酸循环酶群，脂肪酸-氧化酶群，氧化酶群，丙酮酸羧化酶，谷氨酸脱氢酶等；丙酮酸羧化酶，谷氨酸脱氢酶等；v内膜：内膜：NADH脱氢酶脱氢酶+呼吸链，腺苷三磷酸酶，呼吸链，腺苷三磷酸酶，己糖激酶，细胞色素己糖激酶，细胞色素C氧化酶等；氧化酶等；v内外膜间空隙：腺苷酸激酶，核苷酸磷酸激酶内外膜间空隙：腺苷酸激酶，核苷酸磷酸激酶等；等；v外膜：外膜：NADH脱氢酶，细胞色素脱氢酶，细胞色素b5复原酶，胺复原酶，胺氧化酶，胆碱磷酸转移酶，磷酸脂酶氧化酶，胆碱磷酸转移酶，磷酸脂

30、酶A2，酰基，酰基CoA合成酶等。合成酶等。4.2.5 溶酶体中的酶溶酶体中的酶v含含60多种水解酶多种水解酶, 多适用于酸性反响。多适用于酸性反响。v蛋白水解酶：组织蛋白酶，弹性酶，胶原酶等；蛋白水解酶：组织蛋白酶，弹性酶，胶原酶等；v糖苷水解酶：溶菌酶，糖苷水解酶：溶菌酶，-D-葡萄糖胺酶等；葡萄糖胺酶等；v核酸水解酶：核酸水解酶：DNase II，RNase II；v脂类水解酶：磷酸脂酶脂类水解酶：磷酸脂酶A1和和A2等；等；v其他：酸性磷酸酶、芳香基硫酸酶等。其他：酸性磷酸酶、芳香基硫酸酶等。4.2.6 内质网酶内质网酶v蛋白质的合成和传送、脂肪酸的合成及外来物蛋白质的合成和传送、脂肪

31、酸的合成及外来物质的代谢的场所。质的代谢的场所。v平滑内质网：胆固醇合成酶，肉毒碱脂酰转移平滑内质网：胆固醇合成酶，肉毒碱脂酰转移酶、药物代谢酶等；酶、药物代谢酶等；v粗内质网胞液面：蛋白质合成酶，葡萄糖粗内质网胞液面：蛋白质合成酶，葡萄糖-6-磷酸酶、磷酸酶、ATPase等；等；v粗内质网粗内质网 ( 腔面腔面 ) ：核苷二磷酸酶，：核苷二磷酸酶， -D-葡萄葡萄糖苷酶等。糖苷酶等。4.2.7 胞液酶胞液酶v碳水化合物代谢酶群：糖酵解酶群，糖原碳水化合物代谢酶群：糖酵解酶群，糖原合成酶，戊糖磷酸代谢途径酶群等；合成酶，戊糖磷酸代谢途径酶群等；v脂类代谢酶群：乙酰脂类代谢酶群：乙酰CoA羧化酶

32、，脂肪酸羧化酶，脂肪酸合成酶系等；合成酶系等；v氨基酸和蛋白质代谢酶群：天冬氨酸氨基氨基酸和蛋白质代谢酶群：天冬氨酸氨基转移酶，氨酰转移酶，氨酰tRNA合成酶等；合成酶等；v核酸合成酶：核苷激酶，核苷酸激酶等。核酸合成酶：核苷激酶，核苷酸激酶等。4.2.8 限速步骤中调控作用的关键酶限速步骤中调控作用的关键酶v在代谢反响中有一些反响实践上只需一在代谢反响中有一些反响实践上只需一个方向；这一类酶普通为别构酶。个方向；这一类酶普通为别构酶。v 如：糖酵解中的磷酸果糖激酶，催化如：糖酵解中的磷酸果糖激酶，催化1-磷酸果糖生成磷酸果糖生成1, 6 - 二磷酸果糖；二磷酸果糖；v 还有硫激酶还有硫激酶(

33、 脂酰脂酰CoA 合成酶合成酶)、硫酯酶、硫酯酶、乙酰羧化酶、丙二酰乙酰羧化酶、丙二酰CoA脱羧酶等。脱羧酶等。4.2.8 限速步骤中调控作用的关键酶限速步骤中调控作用的关键酶v同工酶：理化性质不同同工酶：理化性质不同, ,而催化一样反响的一类酶而催化一样反响的一类酶. .对细胞生长、发育、遗传及代谢调理都很重要。对细胞生长、发育、遗传及代谢调理都很重要。v不同脏器来源的同工酶，依机体需求，完成同一代不同脏器来源的同工酶，依机体需求，完成同一代谢义务，如谢义务，如LDH1-5LDH1-5。v一样脏器来源的同工酶，各自起催化作用。如在肝一样脏器来源的同工酶，各自起催化作用。如在肝脏中己糖激酶和葡

34、萄糖激酶，都可以催化葡萄糖磷脏中己糖激酶和葡萄糖激酶，都可以催化葡萄糖磷酸化，但在正常血糖浓度范围内，只需己糖激酶到酸化，但在正常血糖浓度范围内，只需己糖激酶到达最大反响速度，而葡萄糖激酶不同，在血糖浓度达最大反响速度，而葡萄糖激酶不同，在血糖浓度增高时，催化反响速度也同时增长。增高时，催化反响速度也同时增长。4.3 酶调控作用的机制酶调控作用的机制v酶调控作用的连锁性和放大作用酶调控作用的连锁性和放大作用v 如激素如激素-cAMP调理系统。调理系统。v酶调控作用的反响性：即某一序列反响的终产物酶调控作用的反响性：即某一序列反响的终产物(效应效应物物)对催化该反响序列第一步反响的酶对催化该反响

35、序列第一步反响的酶(常为别构酶常为别构酶)所所呈现的效应，分正、负反响。呈现的效应，分正、负反响。v 如如E.coli 天冬氨酸和氨甲酰磷酸合成天冬氨酸和氨甲酰磷酸合成CTP, CTP能反响能反响抑制催化第一步反响的酶，即天冬氨酸甲酰基转移酶抑制催化第一步反响的酶，即天冬氨酸甲酰基转移酶ATC，从而减慢其本身的合成；当由于代谢活动，从而减慢其本身的合成；当由于代谢活动使使CTP浓度减低很多时，此抑制减弱。浓度减低很多时，此抑制减弱。4.3 酶调控作用的机制酶调控作用的机制v酶合成的诱导和阻遏：酶合成的诱导和阻遏：v诱导剂、诱导作用和诱导酶诱导剂、诱导作用和诱导酶v 许多细菌如许多细菌如E.co

36、li 能在能在Glc培育基上正常培育基上正常生长发育，却不能立刻利用生长发育，却不能立刻利用Gal。假设将其移入。假设将其移入含含Gal培育基，培育基，2min后。它们能合成利用后。它们能合成利用Gal的的三种酶即三种酶即-Gal苷酶、苷酶、Gal苷通透酶和硫苷通透酶和硫Gal苷苷转乙酰基酶，一旦转乙酰基酶，一旦Gal耗尽或重移回耗尽或重移回Glc培育基培育基上，这些酶程度立刻下降。上，这些酶程度立刻下降。4.3 酶调控作用的机制酶调控作用的机制v酶合成的诱导和阻遏：酶合成的诱导和阻遏：v阻遏剂、辅阻遏剂和阻遏作用阻遏剂、辅阻遏剂和阻遏作用v 当当E.coli 培育基中有培育基中有Trp存在时

37、，参与存在时，参与E.coli Trp合成过程的一切酶的生成遭到阻遏。合成过程的一切酶的生成遭到阻遏。v支配子模型支配子模型1961年，年，Monod & Jacobv 前提：前提：A. 酶蛋白基因主要有：构造基因、支配酶蛋白基因主要有：构造基因、支配v 基因和基因和 调控基因；调控基因；v B. 基因表达共同控制部位：支配子单位基因表达共同控制部位：支配子单位v如如 Gal 支配子。支配子。4.4 兴奋性和抑制性调控蛋白兴奋性和抑制性调控蛋白v兴奋性调控蛋白兴奋性调控蛋白v 糖原磷酸化酶激酶糖原磷酸化酶激酶(PhK)由由4 组组成成, 催化亚基为催化亚基为, 和和亚基为别构亚基亚基为

38、别构亚基,最令人最令人感兴趣的是感兴趣的是, 它是一种钙调蛋白。它是一种钙调蛋白。v抑制性调控蛋白抑制性调控蛋白v 这类蛋白与酶结合严密，如牛胰蛋白酶这类蛋白与酶结合严密，如牛胰蛋白酶抑制蛋白与胰蛋白酶结合后，解离常数只需抑制蛋白与胰蛋白酶结合后，解离常数只需10-13 M。在脊椎动物和无脊椎动物中广泛存。在脊椎动物和无脊椎动物中广泛存在，能够对于调理激活后的水解酶具有作用。在，能够对于调理激活后的水解酶具有作用。五、五、 酶活性分析酶活性分析v5.1 酶活性概念酶活性概念: 催化一定化学反响的才催化一定化学反响的才干干v酶活性单位酶活性单位U：单位时间内催化一：单位时间内催化一定底物耗费和产

39、物生成量的酶量定底物耗费和产物生成量的酶量.(U/ml U/g)vIU：25C、最适底物浓度、最适、最适底物浓度、最适pH值、值、最适缓冲液等条件下，每分钟催化最适缓冲液等条件下，每分钟催化1mol/ L 底物转化的酶量。底物转化的酶量。vKatalKat：最适条件下，每秒钟催：最适条件下，每秒钟催化化1mol/L底物转化的酶量。底物转化的酶量。vIU和和Kat换算关系换算关系: 1Kat=6107IU5.2 影响酶活性的要素影响酶活性的要素v底物种类和浓度：普通要求底物浓度在底物种类和浓度：普通要求底物浓度在7-10倍倍Km值，以最适底物为参照值，以最适底物为参照, 在在1-3min内测定内测定.vpH值：常见几种酶的最适值：常见几种酶的最适pH值值(具有具有Vmax的的pH)酶酶底底 物物最适最适pHpH值值胃蛋白酶胃蛋白酶鸡蛋清蛋白鸡蛋清蛋白血红蛋白血红蛋白1.52.2淀粉酶淀粉酶淀粉淀粉4.5胰蛋白酶胰蛋白酶苯丙酰精氨酰胺苯丙酰精氨酰胺7.7精氨酸酶精氨酸酶精氨酸精氨酸9.75.2 影响酶活性的要素影响酶活性的要素v酶反响最适酶反响最适pH的测定的测定: 钟型或倒钟型或倒U形曲线形曲线. 最适最适pH与酶的来源、代谢中所处位置及缓冲液种类与酶的来源、代谢中所处位置及缓冲液种类有关。有关。