3.第三章 酶ppt课件

1、问题问题1：酶在哪里？：酶在哪里？问题问题2：酶的功能是什么？：酶的功能是什么？催化生化反应催化生化反应问题问题3：酶与检验医学有什么关系？：酶与检验医学有什么关系？二、酶的不同形式二、酶的不同形式蛋白质部分：酶蛋白蛋白质部分：酶蛋白 (apoenzyme) (apoenzyme)辅助因子辅助因子(cofactor) (cofactor) 金属离子金属离子小分子有机化合物小分子有机化合物全酶全酶(holoenzyme)(holoenzyme)(outline) 1.辅助因子类型辅助因子类型(1) 辅酶辅酶 (coenzyme)：与酶蛋白结合疏松，可用：与酶蛋白结合疏松，可用透析或超滤的方法除去

2、。透析或超滤的方法除去。 (2) 辅基辅基 (prosthetic group)：与酶蛋白结合紧密，：与酶蛋白结合紧密，不能用透析或超滤的方法除去。不能用透析或超滤的方法除去。4.金属酶金属酶(metalloenzyme) 其金属离子与酶结合紧密，提取过程中不易丢其金属离子与酶结合紧密，提取过程中不易丢失。失。 5.金属激活酶金属激活酶(metal-activated enzyme) 其金属离子为酶的活性所必需，但与酶的结合其金属离子为酶的活性所必需，但与酶的结合不甚紧密。不甚紧密。6.金属离子的作用金属离子的作用 (1) 稳定酶的构象。稳定酶的构象。 (2) 参与催化反应，传递电子。参与催化

3、反应，传递电子。 (3) 在酶与底物间起桥梁作用。在酶与底物间起桥梁作用。 (4) 中和阴离子，降低反应中的静电斥力等。中和阴离子，降低反应中的静电斥力等。7.小分子有机化合物的作用小分子有机化合物的作用 反应中起运载体作用，传递电子、质子或其他基团。反应中起运载体作用，传递电子、质子或其他基团。族维生素与辅酶或辅基的关系族维生素与辅酶或辅基的关系维生素维生素辅酶或辅基辅酶或辅基转移的基团转移的基团维生素维生素B1 (硫胺素硫胺素)焦磷酸硫胺素焦磷酸硫胺素(TPP)醛基醛基维生素维生素B2 (核黄素核黄素)黄素单核苷酸黄素单核苷酸(FMN)黄素腺嘌呤二核苷酸黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)氢原子氢

4、原子(质子质子)氢原子氢原子(质子质子)维生素维生素PP(尼克酰胺尼克酰胺)尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+，辅酶，辅酶)尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP+ ，辅酶，辅酶)氢原子氢原子(质子质子)氢原子氢原子(质子质子)维生素维生素B6(吡哆醛，吡哆胺吡哆醛，吡哆胺)磷酸吡哆醛，磷酸吡哆胺磷酸吡哆醛，磷酸吡哆胺氨基氨基泛酸泛酸辅酶辅酶A酰基酰基生物素生物素生物素生物素二氧化碳二氧化碳叶酸叶酸四氢叶酸四氢叶酸一碳单位一碳单位维生素维生素B12 钴胺素辅酶类钴胺素辅酶类一碳单位一碳单位1.习惯命名法习惯命名法推荐名称推荐名称(1) 依据酶所催化的

5、底物命名，如淀粉酶等。依据酶所催化的底物命名，如淀粉酶等。(2) 依据催化反应类型命名，如脱氢酶、转氨酶等。依据催化反应类型命名，如脱氢酶、转氨酶等。(3) 综合上述两项原则命名，如乳酸脱氢酶等。综合上述两项原则命名，如乳酸脱氢酶等。 2. 系统命名法系统命名法系统名称系统名称(二二) 酶的分类酶的分类1.氧化还原酶类氧化还原酶类(oxidoreductases)2.转移酶类转移酶类 (transferases )3.水解酶类水解酶类 (hydrolases)4.裂解酶类裂解酶类 (lyases)5.异构酶类异构酶类( isomerases)6.合成酶类合成酶类 (ligases, synth

6、etases)(一一)酶的活性酶的活性 是指酶催化化学反应的能力，其衡是指酶催化化学反应的能力，其衡量的标准是酶促反应速度。量的标准是酶促反应速度。(三三)酶的活性单位酶的活性单位1. 国际单位国际单位(IU) 在特定的条件下，每分钟催在特定的条件下，每分钟催化化1mol底物转化为产物所需的酶量为一个国际底物转化为产物所需的酶量为一个国际单位。单位。 2. 催量单位催量单位 催量催量(kat)是指在特定条件下，每是指在特定条件下，每秒钟使秒钟使mol底物转化为产物所需的酶量。底物转化为产物所需的酶量。 3. kat与与IU的换算：的换算： 1 IU=16.6710-9 kat 酶的催化效率通常

7、比非催化反应高酶的催化效率通常比非催化反应高1081020倍，比一般催化剂高倍，比一般催化剂高1071013倍。倍。二、高度的特异性二、高度的特异性一种酶只能作用于一种立体异构底物。一种酶只能作用于一种立体异构底物。三、酶催化活性的可调节性三、酶催化活性的可调节性(一一) 对酶生成与降解量的调节。对酶生成与降解量的调节。(二二) 酶催化活性的调节。酶催化活性的调节。酶促反应受多种因素的调控，以适应机体酶促反应受多种因素的调控，以适应机体对不断变化的内外环境和生命活动的需要。其对不断变化的内外环境和生命活动的需要。其中包括三方面的调节。中包括三方面的调节。四、酶催化活性的不稳定性四、酶催化活性的

8、不稳定性 酶的本质是蛋白质，凡是影响蛋白质酶的本质是蛋白质，凡是影响蛋白质生物学活性的因素都能影响酶的活性。生物学活性的因素都能影响酶的活性。活性中心或称活性部位活性中心或称活性部位(active site)，指，指必需基团在空间结构上彼此靠近，组成具有必需基团在空间结构上彼此靠近，组成具有特定空间结构的区域，能与底物特异结合并特定空间结构的区域，能与底物特异结合并将底物转化为产物。将底物转化为产物。结合基团结合基团(binding group)(binding group)与底物相结合与底物相结合催化基团催化基团(catalytic group)(catalytic group)催化底物转变

9、成产物催化底物转变成产物 位于活性中心以外，维持酶活性中心应有的空间位于活性中心以外，维持酶活性中心应有的空间构象所必需。构象所必需。2.活性中心外的必需基团活性中心外的必需基团(二二)必需基团必需基团 (essential group) 酶分子中氨基酸残基侧酶分子中氨基酸残基侧链的化学基团中，一些与酶链的化学基团中，一些与酶活性密切相关的化学基团。活性密切相关的化学基团。+底底 物物 活性中心以外活性中心以外的必需基团的必需基团结合基团结合基团催化基团催化基团 活性中心活性中心 (一一)酶原酶原 有些酶在细有些酶在细胞内合成或初分胞内合成或初分泌时无活性，此泌时无活性，此无活性前体称为无活性

10、前体称为酶原。酶原。(二二)酶原的激活酶原的激活 酶原在一定条酶原在一定条件下，水解掉一个件下，水解掉一个或几个短肽，形成或几个短肽，形成或暴露出活性中心，或暴露出活性中心，转化为有活性酶的转化为有活性酶的过程。过程。(三三)激活过程激活过程特定的肽链水解特定的肽链水解酶酶 原原分子构象发生改变分子构象发生改变酶的活性中心形成酶的活性中心形成在特定在特定条件下条件下赖赖缬缬天天天天天天天天甘甘异异赖赖缬缬天天天天天天天天缬缬组组丝丝甘甘异异缬缬组组丝丝(四四) 酶原激活的意义酶原激活的意义1.避免酶对细胞进行自身消化，并使酶在特避免酶对细胞进行自身消化，并使酶在特定的部位和环境中发挥作用。定的

11、部位和环境中发挥作用。2.有的酶原可以视为酶的储存形式。在需要有的酶原可以视为酶的储存形式。在需要时，酶原适时地转变成有活性的酶，发挥其催时，酶原适时地转变成有活性的酶，发挥其催化作用。化作用。(一一)活化分子与活化能活化分子与活化能反应总能量改变反应总能量改变 非催化反应活化能非催化反应活化能 酶促反应酶促反应 活化能活化能 一般催化剂催一般催化剂催化反应的活化能化反应的活化能 能能量量 反反 应应 过过 程程 底物底物 产物产物 酶促反应活化能的改变酶促反应活化能的改变 1.活化能：底物分子从基态转变到活化态所需的能量。活化能：底物分子从基态转变到活化态所需的能量。2.活化分子：从基态转变

12、到活化态的底物分子。活化分子：从基态转变到活化态的底物分子。(二二)酶催化作用机制酶催化作用机制1.酶作用的专一性假说酶作用的专一性假说（1锁钥学说锁钥学说（2诱导契合学说诱导契合学说酶底物复合物酶底物复合物 E + S E + P ES （1锁钥学说锁钥学说酶与底物相互接近时，其结构相互诱导、酶与底物相互接近时，其结构相互诱导、相互变形和相互适应，进而相互结合。这一过相互变形和相互适应，进而相互结合。这一过程称为酶程称为酶- -底物结合的诱导契合假说底物结合的诱导契合假说 。（2诱导契合学说诱导契合学说2.邻近效应与定向排列邻近效应与定向排列3.多元催化多元催化4.表面效应表面效应一些代谢物

13、可与某些酶分子活性中心外的一些代谢物可与某些酶分子活性中心外的某部分可逆地结合，使酶构象改变，从而改变某部分可逆地结合，使酶构象改变，从而改变酶的催化活性，此种调节方式称变构调节。酶的催化活性，此种调节方式称变构调节。(influencing factor of Enzyme-Catalyzed Reaction)EEEEEEEEEEEE当底物浓度较低时当底物浓度较低时反应速度与底物浓度成正比。反应速度与底物浓度成正比。VS表示表示SaVSEEEEEEEEEEEE随着底物浓度的增高随着底物浓度的增高反应速度不再成正比例加速。反应速度不再成正比例加速。bVS当底物浓度高达极大时当底物浓度高达极大

14、时反应速度不再增加，达最大速度。反应速度不再增加，达最大速度。EEEEEEEEEEEEcE + S k1k2k3ESE + PS：底物浓度：底物浓度V：不同：不同S时的反应速度时的反应速度Vmax：最大反应速度：最大反应速度m：米氏常数：米氏常数VmaxS Km + S (1) Vmax是酶完全被底物饱和时的反应速度，是酶完全被底物饱和时的反应速度，与酶浓度成正比，与酶浓度成正比，Vmax=K3 E，如果酶的总浓度，如果酶的总浓度已知，可从已知，可从Vmax计算计算 动力学常数动力学常数K3。0 V E 当当SE时，时，Vmax = k3 E 酶浓度对反应速度的影响酶浓度对反应速度的影响 (二

15、二)最适温度最适温度酶促反应速度最大时的环境酶促反应速度最大时的环境温度。温度。(三三) 应用意义应用意义温度温度 C V0.51.02.01.50 10 20 30 40 50 60 温度对淀粉酶活性的影响温度对淀粉酶活性的影响 如生物样本的低温保存、如生物样本的低温保存、高温高压灭菌等。高温高压灭菌等。 四、四、 pH对反应速度的影响对反应速度的影响0V pH pH对某些酶活性的影响对某些酶活性的影响 246810(一一) 强酸、强碱强酸、强碱可使酶变性失活。可使酶变性失活。(二二) 最适最适pH 酶酶催化活性最大时的催化活性最大时的环境环境pH。(三三)体内大部分酶体内大部分酶最适最适p

16、H为中性，为中性，例外如例外如胃蛋白酶胃蛋白酶(一一) 遗传性酶缺乏疾病，如白化病，蚕遗传性酶缺乏疾病，如白化病，蚕豆病，苯丙酮酸尿症等。豆病，苯丙酮酸尿症等。(二二) 中毒性疾病，如有机磷中毒，氰化中毒性疾病，如有机磷中毒，氰化物中毒等。物中毒等。白化病，酪氨酸酶缺乏，不能将酪氨酸白化病，酪氨酸酶缺乏，不能将酪氨酸转变成黑色素转变成黑色素(一一)血清浆酶的测定血清浆酶的测定 1血清血清(浆浆)功能性酶的测定功能性酶的测定 2血清血清(浆浆)非功能性酶的测定非功能性酶的测定 在血浆中发挥其特异催化作用的酶，故称血浆功能性酶，如卵磷脂胆固醇酰基转移酶和脂蛋白酯酶等。 在血浆中的浓度很低，来自于全身各组织在血浆中的浓度很低，来自于全身各组织细胞，在血浆中没有实际的功能，被称做非功细胞，在血浆中没有实际的功能，被称做非功能性酶。能性酶。 如转氨酶、淀粉酶等。如转氨酶、淀粉酶等。 肿瘤标志物肿瘤标志物(二二) 同工酶同工酶(isoenzyme) 1.定义定义 是指催化相同的化学反应，而酶蛋白是指催化相同的化学反应，而酶蛋白的