第二章 酶 总结

1、第二章 酶总结第一节 酶是生物催化剂一、酶是生物催化剂1.酶与一般催化剂的共同性质l 用量少而催化效率高l 不改变化学反应的平衡点l 可降低反应的活化能2.酶作为生物催化剂特性l 催化效率高l 高度专一性l 酶的活性受调节和控制l 酶易失活二、酶的化学本质 到目前为止，除了具有催化活性的RNA核酶之外，已经发现的大多数酶都是蛋白质。蛋白质的一切性质酶也都具有。具有催化作用的蛋白质是酶。三、酶的化学组成和分类1.根据酶的化学组成成分可将酶分为以下两类：单纯酶蛋白：只含有蛋白质辍和酶蛋白：脱辅酶+辅因子=全酶（脱辅酶决定酶催化的专一性，辅因子起着电子、原子或化学基团的传递作用。）2.根据酶分子的特

2、点可分为以下三类： 单体酶：由一条多肽链组成 寡聚酶：由两个或两个以上的亚基组成 多酶复合体：由几种酶嵌合形成复合体第二节 酶的分类和命名一、国际系统分类及酶的编号酶分为六大类：氧化还原酶类、转移酶类、水解酶类、裂合酶类、异构酶类、连接酶类（合成酶）。 二、习惯命名命名原则：1.酶的底物 2.催化的反应性质 3.结合上述两个原则命名第三节 酶的反应速度和活力单位一、酶的反应速度及酶活力酶的反应速度可用单位时间内底物的减少量或产物的增加量来表示。一定要用初速度来表示。二、酶的活力测定及活力单位酶活力：又称酶活性。即酶催化一定化学反应的能力。通常以在一定条件下酶所催化的化学反应速度表示。酶活力单位

3、：一定条件下，在一定时间内将一定量的底物转化为产物所需要的酶量。通常以每克酶制剂或每毫升酶制剂含有多少酶单位来表示。 1.国际单位（IU）：最适条件下，每分钟催化1微摩尔底物转化为产物所需要的酶量。即：1IU=1mol/min 2.习惯单位 3.Kat单位（Katal）: 每秒钟催化1摩尔底物转化为产物所需要的酶量。即：1Kat=1mol/s 4.转换数：每微摩尔酶每秒钟转化底物的微摩尔数。 5.比活力：表示每毫克蛋白含有的酶活力单位数。酶的比活力代表酶的纯度，比活力越大纯度越高。第四节 酶促反应动力学1、 在酶的浓度不变的情况下，底物浓度对反应速度影响的作用呈现矩形双曲线2、 米氏方程V=V

4、maxS/Km+S （Vmax指该酶促反应的最大速度，S为底物浓度，Km是米氏常数，V是在某一底物浓度时相应的反应速度）3、 Km =（K2+K1）/K3 4、 Km值愈大，酶与底物的亲和力愈小；Km值愈小，酶与底物亲和力愈大。Km值是酶的特征性常数，只与酶的性质，酶所催化的底物和酶促反应条件(如温度、pH、有无抑制剂等)有关，与酶的浓度无关。酶的种类不同，Km值不同，同一种酶与不同底物作用时，Km值也不同。当K3不远远小于K2和K1时，Km表示整个反应的化学平衡的常数。5、 双倒数作图将米氏方程两边取倒数，可转化为下列形式：1V= KmVmax·1S+1Vmax1/V对1/S的作图

5、得一直线，其斜率是Km /V，在纵轴上的截距为1/ Vmax,横轴上的截距为-1/ Km。此作图除用来求Km和Vmax值外，在研究酶的抑制作用方面还有重要价值。6、 直线性作图法将米氏方程换成Vmax =v Km /S+v将S标在副半轴上，把测的反映速度v的数值标在纵轴上。相应的S和v联成直线，这一族直线相交于一点，这一点的坐标为Km和Vm。第5节 影响没反应速度的主要因素一、抑制剂对酶反应速度的影响抑制剂：能引起酶分子活性中心上的必须基因化学性质（结合、构象变化），但酶未变性，从而导致酶活力降低或丧失的物质。1、 不可逆抑制作用：抑制剂与酶的必须基因以共价键而结合引起酶失活，不能用透析、超滤

6、等物理方法出去抑制剂而使酶复活。2、 可逆抑制作用：抑制剂与没以非共价键结合而引起酶活力降低或丧失，能用物理方法除去抑制剂而使酶恢复活性。可逆抑制作用分为三种类型：竞争性抑制、非竞争性抑制、反竞争性抑制。1 竞争性抑制：抑制剂和底物竞争酶的结合部位从而影响了底物与酶的正常结合。特点：这种抑制作用可以通过增加底物浓度而解除、竞争性抑制剂的结构和第五类似2 非竞争性抑制剂：这类抑制作用的特点是底物和抑制剂同时和酶结合二者没有竞争作用。特点：降低最大反应速度、不影响Km值。3 反竞争性抑制剂;酶只有与底物结合后才能与抑制剂结合，三无复合物（ESI）不能进一步分解为产物。特点：降低最大反应速度、增加酶

7、对底物的亲和力，Km值减小。3、 可逆抑制和不可逆抑制 除了用透析、超滤等方法外还可采用动力学的方法拉鉴别：4、可抑制动力学：类型方程KmVm无抑制V=Vmax【s】/（Km+【s】）KmVm竞争型抑制V=Vmax【s】/Km（1=1/K、）+【s】增大不变非竞争型抑制V=Vmax【s】/（1+【i】/k）（Km+【s】）不变减小反竞争型抑制V=Vmax【s】/Km+【s】（1+【i】/k、）减小减小二、温度对酶反应的影响温度系数Q10 酶促反应与其他化学反应一样，随温度的增加，反应速度加快。化学反应中温度每增加10反应速度增加的倍数称为温度系数Q10. 最适温度：动物组织中的酶3540、植物

8、与微生物中的酶3060、少数酶可达到60以上，例如细菌淀粉水解酶90以上。温度对酶促反应的影响机理：（1）、温度影响酶的活性：过高温度会使酶定性失活反应速度下降。（2）、温度影响反应体系的活化分子数：温度增加，活化分子数增加，反应速度加快。三、PH对酶的活性的影响一些酶的最适PH酶胃蛋白酶胰蛋白酶过氧化氢酶精氨酸酶延胡索酸酶核糖核酸酶最适PH1.87.77.69.87.87.8PH影响酶活性的机理：1. 过酸过碱使酶的空间结构破坏，酶蛋白变性而失活2. Ph影响维持酶分子空间结构的有关基因解离，从而影响酶活性中心的构像，进而影响酶的活性。3. 当pH改变不是很剧烈时，酶虽不变性，但活力受到影响

9、。 pH影响底物的解离状态 pH影响酶活性中心有关基团的解离状态 pH影响ES的解离状态四、激活剂对酶反应速度的影响凡是能提高酶反应速度的物质都称为没得激活剂金属离子（K、Na、Ca、Mg、Zn、Fe2+等）阴离子（Cl、Br、I、CN等）小分子有机化合物（半胱氨酸、还原性谷胱甘肽、EDTA）激活剂对酶的作用具有选择性。 第六节 酶的专一性及活性中心1、 酶的专一性 酶对它所作用的底物有严格的选择性，一种酶只能催化一类反应作用于一种或一类物质。 1,、结构专一性: 绝对专一性：酶对底物要求非常严，只作用于一种底物， 相对专一性：酶对底物的结构要求不太严格，作用于一类底物。 2、立体异构专一性

10、当底物具有立体异构体时，酶只能作用于其中一种。（1）旋光仪够专一性、（2）、几何异构专一性。二、关于酶作用专一性的假说 1、锁与钥匙的学说2、诱导契合学说三、酶的活性部位活性部位：1、结合部位：负责和底物的结合决定酶的专一性。2、催化部位：负责催化底物决定没的催化性质。酶的活性部位有其共同的特点：1. 活性部位在酶分子的总体中只占有相当小的一部分2. 酶的活性部位是一个三维结构的实体3. 酶的活性部位的结构与底物的结构不是互补的4. 酶的活性部位是位于酶分子表面的一个裂缝内5. 底物通常通过次级键与酶结合6. 酶的活性部位具有柔性和可运动性四、研究酶活性部位的方法 酶分子化学侧链基团的化学修饰

11、法 某些化学试剂能和酶分子中的氨基酸侧链基团反应而引起共价结合，氧化或还原的修饰反应，是氨基酸侧链基团的结构和性质发生改变。如果酶活力降低或丧失，则表明此基团可能是酶的必需基团。反之，没活力不发生改变说明该基团与酶的活性中心无关。 第七节 酶的作用机理及实力一、定酶高效率催化的机制1.底物和酶的邻近与定向效应2.底物变形与诱导契合3.共价催化4.酸碱催化5.活性部位的微环境效应6.多元催化与协同效应二、溶菌酶底物：通过水解某些细菌的细胞壁的多糖组分来溶解细胞壁，细胞壁的多糖有两种组成，N-己酰基葡萄糖（NAG),N-己酰基葡萄糖乳酸（NAM)结构：129个氨基酸残基构成，单链蛋白，分子内含有四

12、对二硫键，活性中心氨基酸残基是Glu35和Asp52.催化作用机理：邻近与定向效应，底物变形，酸碱催化三、凝乳蛋白酶组成：241个氨基酸，分子量25000，椭圆状，活性部位由Ser195,His57,Asp102三个氨基酸组成，这三个氨基酸残基形成催化三联体。催化机理：广义的酸碱催化，共价催化四、氨酸蛋白酶是一类最有特色的酶家族，包括胰蛋白酶，胰凝乳蛋白酶，弹性蛋白酶，凝血酶，枯草杆菌蛋白酶等。胰蛋白酶，胰凝乳蛋白酶，弹性蛋白酶我为消化酶。胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、弹性蛋白酶的比较：一级结构上有40%的氨基酸顺序相同的；三维结构相似；含有Ser195,His57,Asp102的催化三联体；催化作用机理相似，专一性是完全不同的。第八节 酶原激活、寡聚酶、同工酶、诱导酶、固定化酶一、几种蛋白酶的激活及他们之间的相互作用胰蛋白酶原 肠激酶