第06章-酶课件

1、第六章 酶Enzyme酶的概念：酶是生物体内由活细胞产生的，具有催化活性和特定空间构象的生物大分子，包括蛋白质和核酸，又称为生物催化剂。（E） 概述酶学研究简史公元前两千多年，我国已有酿酒记载。一百余年前，Pasteur认为发酵是酵母细胞生命活动的结果。1877年，Kuhne首次提出Enzyme一词。1897年，Buchner兄弟用不含细胞的酵母提取液，实现了发酵。1926年，Sumner首次从刀豆中提纯出脲酶结晶。1982年，Cech首次发现RNA也具有酶的催化活性，提出核酶(ribozyme)的概念。1995年，Jack W.Szostak研究室首先报道了具有DNA连接酶活性的DNA片段，

2、称为脱氧核酶(deoxyribozyme)。1、催化剂 加快化学反应的速度。2、化学本质 生物大分子物质，绝大多数是蛋白质，少数是RNA或DNA。将具有酶活性的核酸及脱氧核酸称为核酶或脱氧核酶。专一作用于抗原，有催化活性的蛋白质称 为抗体酶（Abzyme）。 酶所催化的体内化学反应称为酶促反应；被酶催化的物质叫底物（Substrate, S）；催化所产生的物质叫产物（Product, P）一、酶的生物学意义1、酶与一般催化剂的相同点： *在化学反应前后没有质与量的改变； *只催化在热力学允许的化学反应； *只加速可逆反应的进程，而不能改变反应的平衡点。第一节 酶是生物催化剂 （1）不稳定性：酶

3、是蛋白质，对外界环境极敏感。 任何导致蛋白质变性的因素都会使酶发生变性。 （2）高度催化效率：使反应加快1031017倍 （3）高度专一性：酶对所催化的底物有严格的选择性 2、主要特点（4）可调控性： （5）酶催化体内某些重要的合成反应。对酶生成与降解量的调节酶催化效力的调节通过改变底物浓度对酶进行调节等二、酶的专一性 （酶对S的严格选择性） 一种酶只能作用于一类化合物或一型化学键，发生一定的化学反应，生成 一定的产物。这种酶对S的特异要求，即对S的严格选择，称之为酶的专一性。一概念：二分类：1、立体化学专一性（1）立体异构专一性作用于某种旋光异构体（D或L型其中一种）丙酮酸L-乳酸乳酸脱氢酶

4、（2）几何异构专一性酶只能作用于顺反异构体的一种，这种专一性称为几何异构专一性。延胡索酸酶 延胡索酸（反丁烯二酸)L（+）苹果酸2、非立体化学专一性（1）键专一性：作用于一类化学键（2）基团专一性：作用于一种基团各种水解酶类：磷酸酶 ROP 酯酶 R1COOR2 蛋白酶 肽键如胰蛋白酶作用于赖或精氨酸的羧基形成的肽键（3）绝对专一性：作用一种底物 脲酶尿素 锁钥学说（Fisher）及诱导契合学说（Koshland） 酶活性中心的某些AA残基或基团可在S诱导下，其空间构象发生变化，以使有利于ES的生成。3、酶作用专一性的机理 三、酶的分类与命名一、酶的分类 IEC（国际酶学委员会）1961年制定

5、： 氧化还原、转移、水解、裂合、异构、合成 1 2 3 4 5 6 1、氧化还原酶类： 脱氢或加氢；加氧或脱 氧；电子得失 2、转移酶类：基团从一个化合物转移到另一个 化合物 3、水解酶类：水解某类化学键 4、裂合酶类：从双键上去掉基团或将基团 加至双键上；包括“裂”及“合” 5、异构酶类：分子基团重排 6、合成酶类：使二分子缔合 二、酶的命名 一习惯命名法 酶的来源或特点+底物名称+反应性质+“酶” 水解酶类，用底物名或来源加底物名来命名。 如：蛋白酶（胃蛋白酶，胰蛋白酶） 淀粉酶（唾液淀粉酶，胰淀粉酶） 磷酸酶（酸性、碱性磷酸酶）二系统命名法1、一酶一名：S（S1：S2）+反应类型 例：醇

6、脱氢酶 醇：NAD+氧化还原酶 2、EC（酶号） 四码分类编号（如EC.1.1.1.1） EC . . . 类 亚类 亚亚类 序号底物反应的性质 一、酶的化学本质与分子组成 单纯酶 = 蛋白质 结合酶 = 蛋白质+非蛋白质 （全酶） （酶蛋白）（辅助因子） 按组成分类(holoenzyme)(apoenzyme)(cofactor)第二节 酶的化学本质、结构与功能 辅酶：非共价松散结合，可用透析除去。 辅助因子 辅基：共价牢固结合，不能用透析除去。 小分子有机物：维生素、铁卟啉无机金属离子：Zn2+、Mn2+、Fe2+ 、Cu2+蛋白质辅酶 化学本质丙酮酸乳酸NADH+ H+NAD+ 乳酸脱氢

7、酶例如：异柠檬酸-酮戊二酸异柠檬酸脱氢酶NAD+NADH+H+结合酶的酶蛋白或辅助因子单独存在时无催化活性;只有当它们结合为全酶时才具有催化活性。酶蛋白决定酶的专一性，辅助因子决定反应类型。根据酶蛋白特点和分子大小分为：单体酶只由一条多肽链构成的酶，称为单体酶。(monomeric enzyme)寡聚酶由多个相同或不同多肽链亚基以非共价键连接的酶。 (oligomeric enzyme)多酶复合体即多酶体系（multienzyme system), 是在细胞内由几种不同功能的酶彼此聚合形成。多功能酶即由一条多肽链组成却具有多种不同催化功能的酶。（P137） (multifunctional e

8、nzyme) 二、酶蛋白的结构 （一）酶的活性中心和必需基团1、活性中心酶分子中（表面的局部区域） 由必需基团构成的，能直接与底物结合并 发挥催化作用的部位。2、活性中心位于酶分子表面，呈口袋或裂缝状。 酶的活性中心3.必需基团(essential group)酶分子中氨基酸残基侧链的化学基团中，一些与酶活性密切相关的化学基团。 结合基团活性中心内 催化基团 -COOH、-NH2、 -OH、-SH、咪唑基。活性中心外的必需基团 SS活性中心内的必需基团结合基团(binding group)与底物相结合催化基团(catalytic group)催化底物转变成产物 位于活性中心以外，维持酶活性中心

9、应有的空间构象所必需。活性中心外的必需基团底 物 活性中心以外的必需基团结合基团催化基团 活性中心 一些酶活性中心的氨基酸残基 酶 残基总数 活性中心残基牛胰核糖核酸酶 124 His12, His119, Lys41溶菌酶 129 Asp52, Glu35牛胰蛋白酶 238 His46, Asp90, Ser183木瓜蛋白酶 212 Cys25, His159 弹性蛋白酶 240 His45, Asp93, Ser188枯草杆菌蛋白酶 275 His46, Ser221碳酸酐酶 258 His93-Zn-His95 His117 酶活性中心的几点说明所占体积小，1%2%；活性中心是个三维实体

10、；活性中心可发生空间结构的变化诱导契合；位于酶分子表面的裂缝内，内部疏水，有利于催化。 二、酶的辅助因子（一）无机金属离子对酶的作用。 1、稳定酶构象，参与组成酶的活性中心 2、传递电子： 各种细胞色素（Cyt） 3、结合底物（桥梁作用） EM+S 丙酮酸激酶 ，EMg2+ATP，使丙酮酸磷酸化 4、中和电荷金属酶：金属离子和酶蛋白结合牢固金属活化酶：酶蛋白不和金属离子结合，但发挥活 性时离不开金属离子的存在。 1、维生素（Vit）概念：维持细胞正常功能所必需、但需要量极少、许多动物体内不能合成而必须由食物提供的一类低分子有机化合物。 2、分类：（公认为13种） 脂溶性（4种）：A、D、E、K

11、 水溶性（9种）（二）维生素与辅酶的关系B族：B1、B2、PP、B6、泛酸、 生物素（H）、叶酸、 B12 VitC 脂溶性维生素的主要生理功用 VitA 视蛋白的辅基 感光（暗视光）（抗干眼病V） 组织发育和分化 VitD 1,25(OH)2D3 促进Ca、P的吸收 （抗佝偻病V） 与成骨 VitE 抗氧化，避免脂质过氧(-生育酚) 化物的产生，保护生物膜 抗不育（动物） VitK 谷氨酸羧化酶的辅(凝血V) 助因子，维持凝血因子 、的正常水平维生素B1维生素B1又名硫胺素(thiamine)体内活性形式为焦磷酸硫胺素(TPP)（一）化学本质及性质3、水溶性维生素与辅酶TPP是-酮酸氧化脱羧

12、酶的辅酶，也是转酮醇酶的辅酶。在神经传导中起一定的作用，抑制胆碱酯酶的活性。（二）生化作用及缺乏症1. 生化作用2. 缺乏症脚气病，末梢神经炎维生素B2（二）生化作用及缺乏症生化作用：FMN及FAD是体内氧化还原酶的辅基，主要起氢传递体的作用。缺乏症：口角炎，唇炎，阴囊炎等。（一）化学本质及性质维生素B2又名核黄素(riboflavin)体内活性形式为黄素单核苷酸(FMN)黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)维生素PP维生素PP包括： 尼克酸(nicotinic acid) 尼克酰胺(nicotinamide)体内活性形式： 尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+) 尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP+)

13、（一）维生素PP是NAD+和NADP+的组成成分生化作用 NAD+及NADP+是体内多种不需氧脱氢酶（如苹果酸脱氢酶、乳酸脱氢酶）的辅酶， 起传 递氢的作用。 （二）维生素PP的作用2. 缺乏症: 癞皮病泛酸（一）化学本质及性质泛酸(pantothenic acid)又名遍多酸体内活性形式为辅酶A(CoA) 酰基载体蛋白(ACP) （二）生化作用及缺乏症CoA及ACP是酰基转移酶的辅酶，参与酰基的转移作用。生物素生化作用生物素(biotin)是多种羧化酶（如丙酮酸羧化酶）的辅酶，参与CO2的羧化过程。与羧基结合生成羧基生物素与赖氨酸残基-氨基结合成生物胞素维生素B6（一）化学本质及性质维生素B

14、6包括吡哆醇，吡哆醛及吡哆胺体内活性形式为磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺（二）生化作用及缺乏症磷酸吡哆醛是氨基酸转氨酶及脱羧酶的辅酶，也是-氨基-酮戊酸合酶（ALA合酶）的辅酶。叶酸生化作用：FH4是一碳单位转移酶的辅酶，参与一碳单位的转移。缺乏症：巨幼红细胞贫血（一）化学本质及性质（二）生化作用及缺乏症叶酸(folic acid)又称蝶酰谷氨酸体内活性形式为四氢叶酸(FH4)叶酸二氢叶酸还原酶NADPH+H+NADP+二氢叶酸二氢叶酸还原酶NADPH+H+NADP+四氢叶酸5, 6, 7, 8-四氢叶酸 维生素B12生化作用：参与体内甲基转移作用缺乏症：巨幼红细胞贫血、神经疾患（一）化学本质及性质维

15、生素B12又称钴胺素(coholamine)体内活性形式为甲基钴胺素5 -脱氧腺苷钴胺素（二）生化作用及缺乏症学名 别 名辅酶（辅基）形式 主要功能B1硫胺素、抗脚气维生素TPP（焦磷酸硫胺素）1、a-酮酸脱氢酶系辅酶2、转酮基酶辅酶B2核黄素FMN（黄素单核苷酸）、FAD（黄素腺嘌吟二核苷酸）递氢体、脱氢酶辅基B6吡哆醇、吡哆醛、吡哆胺P-CHO（磷酸吡哆醛）P-CH2NH2（磷酸吡哆胺）AA转氨酶AA脱羧酶辅酶泛酸遍多酸CoA（辅酶A）ACP（酰基载体蛋白）酰基转移酶辅酶参与FA合成学名别名辅酶（辅基）形式主要功能PP尼克酸、尼克酰胺NAD+（Co，尼克酰胺腺嘌吟二核苷酸）NADP+（Co

16、，尼克酰胺腺嘌吟二核苷酸磷酸）不需氧脱氢酶辅酶生物素（生物胞素）羧化酶辅酶、CO2载体叶酸FH4(四氢叶酸)一碳单位代谢辅酶B12钴胺素甲基钴胺素5-脱氧腺苷钴胺素氰钴胺素羟钴胺素转甲基酶辅酶参与相邻基团的转移反应 分子较小，有更高的热稳定性。 金属离子、铁硫复合体和血红素是存在于这些蛋白质类辅酶中的反应中心。如：细胞色素是含有血红素辅基的蛋白质类辅酶（三）蛋白质类辅酶 某些蛋白质起辅酶作用，它们自身不起催化作用，但为某些酶所必需，这些酶称基团转移蛋白或蛋白质类辅酶。（一）酶的活性中心与酶作用的专一性酶催化的高效率及其对底物的高度专一性的基础是：酶的特殊分子结构。酶活性中心的空间结构决定了酶的

17、专一性。四、酶的结构与功能 不同酶的活性中心是不同的，它只能结合并催 化那些与之相适应的底物。（这也说明了酶为什 么具有专一性）酶底物（二）空间结构与催化活性保持活性中心的结构是维持酶活性必需的。酶原 (zymogen)有些酶(大多数是蛋白酶)在细胞内合成或初分泌时只是酶的无活性前体，此前体物质称为酶原。 酶原的激活在一定条件下，酶原向有活性酶转化的过程。（三）酶原的激活 酶原激活的机理酶 原分子构象发生改变形成或暴露出酶的活性中心 一个或几个特定的肽键断裂，水解掉一个或几个短肽在特定条件下赖缬天天天天甘异赖缬天天天天缬组丝SSSS46183甘异缬组丝SSSS肠激酶胰蛋白酶活性中心胰蛋白酶原的

18、激活过程 酶原激活的生理意义避免细胞产生的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，保证体内代谢正常进行。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，发挥其催化作用。 第三节 酶的作用机制一、酶能显著降低反应活化能 酶和一般催化剂一样，加速反应的作用都是通过降低反应的活化能 (activation energy) 实现的。 活化能：底物分子从初态转变到过渡态所需的能量。反应总能量改变 非催化反应活化能 酶促反应 活化能 一般催化剂催化反应的活化能 能量 反 应 过 程 底物 产物 酶促反应活化能的改变 中间产物学说 E + SESE + P S 底物（受

19、酶催化的物质） ES酶与底物形成的中间复合物，ES 结合为非共价结合,中间产物的产 生降低了反应的活化能，加快了 反应的速度。二、中间复合物学说和酶作用的过渡态 反应历程： A + B AB C+D 反应产物 中间产物 产物 （初态） （过渡态） （终态）酶底物复合物E + SE + PES(过渡态) E + S ES E + P 诱导契合 趋近效应 定向效应 张力作用 酸碱催化 共价催化三、酶作用高效率的机制（一）趋近和定向效应（见图） 当A、B两底物分子结合于酶分子表面的某一区域，其反应基团互相靠近，降低了活化能，称为趋近效应。 酶可以使反应物在其表面对着特定的基团几何地定向，即具有定向效

20、应。趋近和定向效应 （二）底物变形与张力作用： （见图） 底物与酶结合后，酶的活性中心的某些基团 可以作用于底物的某些敏感键，从而使底物 分子内部产生张力，底物扭曲,键易断裂， 促进化学反应的进行。底物变形与张力作用 3、共价催化作用 E与S形成共价复合物。（不稳定的中间复合 物）亲核催化，亲电子催化4、酸碱催化作用 酶可以作为质子供体（H，如ECOOH） 或质子受体（ENH2）或二者 兼之而发挥 作用。 第四节酶促反应动力学Kinetics of Enzyme-Catalyzed Reaction 研究反应动力学的原因为研究酶的结构与功能的关系提供证据；为研究酶的作用机制提供证据；寻找最有利

21、的反应条件；了解酶在代谢中的作用。概念研究酶催化反应的速度及各种因素对酶促反应速度的影响，并加以定量的阐述。影响因素包括有酶浓度、底物浓度、pH、温度、抑制剂、激活剂等。 研究一种因素的影响时，其余各因素均恒定。酶促反应速度一般在规定的反应条件下，用单位时间内底物的消耗量和产物的生成量来表示：V=S / t; 或=P / t研究前提 在其他因素不变的情况下，底物浓度对反应速度的影响呈矩形双曲线关系。一、底物浓度对酶反应速度的影响底物浓度对反应速度的影响是一种特殊的饱和现象。E + P 酶底物复合物 E + S ES 当底物浓度较低时反应速度与底物浓度成正比；反应为一级反应。SVVmax随着底物

22、浓度的增高反应速度不再成正比例加速；反应为混合级反应。SVVmax当底物浓度高达一定程度反应速度不再增加，达最大速度；反应为零级反应SVVmax（一）米曼氏方程式中间产物 酶促反应模式中间产物学说E + S k1k2k3ESE + P 1913年Michaelis和Menten推导了米氏方程 1913年Michaelis和Menten提出反应速度与底物浓度关系的数学方程式，即米曼氏方程式，简称米氏方程式(Michaelis equation)。S：底物浓度V：不同S时的反应速度Vmax：最大反应速度(maximum velocity) m：米氏常数(Michaelis constant) Vm

23、axS Km + S 米曼氏方程式推导基于两个假设：E与S形成ES复合物的反应是快速平衡反应，而ES分解为E及P的反应为慢反应，反应速度取决于慢反应即 Vk3ES。 (1)S的总浓度远远大于E的总浓度，因此在反应的初始阶段，S的浓度可认为不变。 米曼氏方程只适用于单底物、单产物的酶体系。推导过程稳态：是指ES的生成速度与分解速度相等，即 ES恒定。 K1 (EES) SK2 ES + K3 ESK2+K3 Km （米氏常数） K1令：则(2)变为: (EES) S Km ES(2)(EES)SK2+K3ES K1整理得：当底物浓度很高，将酶的活性中心全部饱和时，即EES，反应达最大速度Vmax

24、K3ESK3E (5)ES ESKm + S(3) 整理得:将(5)代入(4)得米氏方程式：VmaxS Km + S V 将(3)代入(1) 得K3ES Km + S (4) V当反应速度为最大反应速度一半时 Km值的推导KmS Km值等于酶促反应速度为最大反应速度一半时的底物浓度，单位是mol/L。2Km + S Vmax VmaxSVmaxVSKmVmax/2 （二）Km的意义和应用Km的意义 a) Km是酶的特征性常数之一； b) Km可近似表示酶对底物的亲和力； c) 同一酶对于不同底物有不同的Km值。 （三）m值的测定1. 双倒数作图法(double reciprocal plot)

25、，又称为 林-贝氏(Lineweaver- Burk)作图法-1/Km 1/Vmax 1/S 1/V VmaxS Km+SV = （林贝氏方程） + 1/V=KmVmax 1/Vmax 1/S 两边同取倒数 2. Hanes作图法S S/V -Km Km/Vm 在林贝氏方程基础上，两边同乘SS/V=Km/Vmax + S/Vmax 2005年硕士研究生入学考试西医综合科目试题一个简单的酶促反应，当S Km时，出现的现象是：A. 反应速度最大 B. 反应速度太慢难以测定C. 反应速度与底物浓度成正比D. 增加底物浓度反应速度不变E. 增加底物浓度反应速度降低血糖浓度低时，脑仍能摄取葡萄糖而肝不能

26、是因为：A. 脑细胞膜葡萄糖载体易将葡萄糖转运入细胞 B. 脑己糖激酶的Km值低C. 肝葡萄糖激酶的Km值低D.葡萄糖激酶具有特异性E. 血脑屏障在血糖低时不起作用 pH对V的关系曲线：V0714pH二、 pH对反应速度的影响二、 pH对反应速度的影响最适pH (optimum pH)：酶催化活性最大时的环境pH0酶活性 pH pH对某些酶活性的影响 胃蛋白酶 淀粉酶 胆碱酯酶 246810应用最适pH不是酶的特征性常数，它受底物浓度、缓冲液的种类与浓度、以及酶的纯度等因素的影响。除少数例外，体内多数酶的最适pH接近中性。pH影响酶蛋白、辅酶及底物的解离，最终影响酶蛋白与辅酶的结合及酶与底物的

27、结合。过高、过低的pH导致酶蛋白变性。双重影响温度升高，酶促反应速度升高；由于酶的本质是蛋白质，温度升高，可引起酶的变性，从而反应速度降低 。 三、温度对反应速度的影响最适温度 (optimum temperature)：酶促反应速度最快时的环境温度。酶活性0.51.02.01.50 10 20 30 40 50 60 温度 C 温度对淀粉酶活性的影响 温度对V影响的表现（1）温度较低时，V随温度升高而增大。（2）使酶促反应V达到最大时的反应温度称为 酶的最适温度（不是酶的特征性常数）。 (3) 反应温度达到或超过最适温度后,随着反应 温度的升高,V 下降。* 低温的应用一般的酶在低温下活性降

28、低，但酶本身不被破坏，其活性可随温度的回升而恢复。 四、酶浓度对反应速度的影响当SE，酶可被底物饱和的情况下，反应速度与酶浓度成正比。关系式为：V = K3 E0 V E 当SE时，Vmax = k3 E 酶浓度对反应速度的影响 酶的激活剂（activator） 使酶从无活性变为有活性或使酶活性增加的物质 必需激活剂（essential activator）为酶促反应所必需，如缺乏则测不到酶的活性。 Mg2+为己糖激酶的必需激活剂 非必需激活剂（non-essential activator）可以提高酶的催化活性，但不是必需的。 Cl-对唾液淀粉酶的激活作用 五、激活剂对反应速度的影响六、抑制

29、剂对反应速度的影响酶的抑制剂(inhibitor)凡能使酶的催化活性下降而不引起酶蛋白 变性的物质称为酶的抑制剂。 区别于酶的变性 抑制剂对酶有一定选择性 引起变性的因素对酶没有选择性抑制作用分类 不可逆抑制可逆性抑制非专一性 如：巯基酶的抑制专一性 如: 羟基酶的抑制竞争性抑制非竞争性抑制反竞争性抑制(一) 不可逆性抑制作用* 概念抑制剂通常以共价键与酶活性中心的必需基团相结合，使酶失活。不能用透析、超滤等方法去除抑制剂使酶恢复活性。 1.非专一性不可逆抑制：重金属离子及砷化合物 巯基酶解毒 - - - 二巯基丙醇(BAL) 失活的酶BAL巯基酶BAL与砷剂结合物路易士气巯基酶失活的酶酸有机

30、磷化合物羟基酶失活的酶酸E-O-P+解磷定E-OH解磷定+P解救方法：加入解磷定（PAM） 2. 专一性不可逆抑制胆碱酯酶（羟基酶）作用:乙酰胆碱 乙酸 + 胆碱胆碱酯酶 乙酰胆碱是神经递质，当胆碱酯酶失活，乙酰胆碱在体内堆积，引起胆碱能神经兴奋性增强的中毒症状。（二） 可逆性抑制作用* 概念抑制剂通常以非共价键与酶或酶-底物复合物可逆性结合，使酶的活性降低或丧失；抑制剂可用透析、超滤等方法除去。竞争性抑制非竞争性抑制反竞争性抑制 * 类型. 竞争性抑制作用+IEIE + SE + PES反应模式定义抑制剂与底物的结构相似，能与底物竞争酶的活性中心，从而阻碍酶底物复合物的形成，使酶的活性降低。

31、这种抑制作用称为竞争性抑制作用。 Competitive inhibition+EESIESEIE P * 特点2、抑制程度取决于抑制剂与酶的相对亲和力及底物浓度；1、I与S结构类似，竞争酶的活性中心；3、动力学特点：Vmax不变，表观Km增大。 抑制剂 无抑制剂 1/V 1/S * 举例 丙二酸与琥珀酸竞争琥珀酸脱氢酶琥珀酸琥珀酸脱氢酶FADFADH2延胡索酸 磺胺类药物的抑菌机制与对氨基苯甲酸竞争二氢叶酸合成酶二氢蝶呤啶 对氨基苯甲酸 谷氨酸二氢叶酸合成酶二氢叶酸四氢叶酸核酸2. 非竞争性抑制* 反应模式E+SESE+P+ S S+ S S+ESIEIEESEP+IEI+S EIS +In

32、oncompetitive inhibition* 特点抑制剂与酶活性中心外的必需基团结合，底物与抑制剂之间无竞争关系；抑制程度取决于抑制剂的浓度；动力学特点：Vmax降低，表观Km不变。 抑制剂 1 / V 1/S 无抑制剂 . 反竞争性抑制* 反应模式E+SE+P ES+IESI+ESESESIEP* 特点：a)抑制剂只与酶底物复合物结合；抑制程度取决于抑制剂的浓度及底物的浓度；动力学特点：Vmax降低，表观Km降低。 抑制剂 1/V 1/S 无抑制剂 各种可逆性抑制作用的比较 动力学参数表观Km Km增大不变减小最大速度Vmax不变降低降低林-贝氏作图斜率Km/Vmax增大增大不变纵轴截

33、距1/Vmax不变增大增大横轴截距-1/Km增大不变减小与I结合的组分EE、ESES作用特征无抑制剂竞争性抑制非竞争性抑制反竞争性抑制第五节 酶的分离、提纯及活性测定1选材：选择含酶最丰富的材料2破碎细胞： 细胞外酶用水或缓冲液浸泡，得粗抽提液 细胞内酶研磨（动物细胞）等 超声波（细菌细胞）等 一、酶的分离、提纯3抽提： 用稀盐、稀酸、稀碱溶液；在合适的pH范围内，远离pI，温度04；4去核酸、去多糖： 鱼精蛋白或氯化锰去除核酸， 醋酸铅去除粘多糖；5纯化： 去除杂蛋白，利用溶解度，分子大小，电荷性质等的不同，进行分离纯化；6保存由于酶的特殊性，在提纯过程中要注意 :1全部操作在低温04。 2

34、在分离提纯过程中，不能剧烈搅拌。3在提纯溶剂中加一些保护剂，如少量EDTA、少量-巯基乙醇。 4在分离提纯过程中要不断测定酶活力和蛋白质浓度，从而求得比活力，还要计算总活力。酶的纯度用比活力表示比活力=活力单位毫克蛋白总活力酶的活性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。酶促反应速度可在适宜的反应条件下，用单位时间内底物的消耗或产物的生成量来表示。 二、酶的活力测定用酶活力测定来定性、定量的原因酶蛋白含量低；与多种蛋白混杂，提纯困难，难以直接定量。酶活力测定更能反映酶的功能状态。酶的活力单位在最适条件下，单位时间内酶催化底物的减少量或产物生成量。1961年国际酶学会议规定：1个酶

35、活力的国际单位（IU）=特定条件下，一分钟内生成1微摩尔产物的酶量。(1mol/min)1972年国际酶学委员会又推荐催量(Katal, Kat)单位:1个Katal=最适条件下，每秒钟催化1摩尔底物 的酶量。(1mol/sec)1 Kat=6107 IU酶活力的习惯单位一、寡聚酶 由两个或两个以上，乃至多达数十个亚基组成的酶称为寡聚酶。其分子量从35000到几百万，可分为几种不同的类型：1 含相同亚基的寡聚酶2 含不同亚基的寡聚酶第六节 重要的酶类1.含相同亚基的寡聚酶目前，带倾向性的认为单体酶（仅含一条肽链，如一些蛋白水解酶、核糖核酸酶等）比较少见，而更普遍的是以寡聚酶的形式存在。例如，在

36、糖酵解（糖的无氧分解代谢）中的许多酶都是寡聚酶，各有不同数目的亚基。2.含不同亚基的寡聚酶双功能寡聚酶具有底物载体亚基的寡聚酶（1）双功能寡聚酶有的寡聚酶所含的亚基结构不同，每种亚基表现不同的功能，因而整个酶分子催化两个相关的反应，这种寡聚酶称为双功能寡聚酶。 （2）具有底物载体亚基的寡聚酶 在某些寡聚酶中，亚基作为底物载体而起作用。这种寡聚酶可以看作是由具有酶活性的蛋白部分和作为底物载体的蛋白部分组成。 3. 寡聚酶的意义亚基之间互相配合，完成功能；通过亚基之间的聚合与解聚进行活性调节。二、同工酶(Isoenzyme) 一概念 能催化相同的化学反应，但酶的分子结构、 理化性质、免疫学性质乃至

37、生物学功能有所 不同的一组酶。 二分布 同工酶可以存在于同一机体的不同组织中， 亦存在于同一细胞的不同亚细胞结构中。同工酶是基因分化的产物。同工不同功。 不同的同工酶其专一性、与底物亲和力及动 力学不同。* 举例：乳酸脱氢酶(LDH1 LDH5) NAD+ NADH + H+ OH CH3-CH-COOH CH3-CO-COOH 乳酸 LDH 丙酮酸每个酶分子有四个亚基；亚基有两种：心脏亚基（H）；肌肉亚基（M）HHHHHHHMHHMMHMMMMMMMLDH1 (H4)LDH2(H3M) LDH3(H2M2)LDH4(HM3)LDH5 (M4)乳酸脱氢酶的同工酶乳酸 丙酮酸 LDH5骨骼肌:乳

38、酸 丙酮酸 心肌:LDH1人体各组织器官中LDH同工酶的分布同工酶百分比组织器官 LDH1 LDH2 LDH3 LDH4 LDH5心肌 67 29 4 1 1肾 52 28 16 4 1肝 2 4 11 27 56骨骼肌 4 7 21 27 41红细胞 42 36 15 5 2肺 10 20 30 25 15胰腺 30 15 50 - 5脾 10 25 40 25 5子宫 5 25 44 22 4*生理及临床意义在代谢调节上起着重要的作用；用于解释发育过程中阶段特有的代谢特征；同工酶谱的改变有助于对疾病的诊断；同工酶可以作为遗传标志，用于遗传分析研究。心肌梗死和肝病病人血清LDH同工酶谱的变化

39、1酶活性心肌梗死酶谱正常酶谱肝病酶谱2345三、诱导酶诱导酶（induced enzyme）：当细胞中加入特定诱导物质而诱导产生的酶。诱导物往往是该酶底物的类似物或底物本身。例如：大肠杆菌利用乳糖共价修饰调节变构调节 调节方式 调节对象 关键酶 四、 调节酶 限速反应、限速酶与关键酶 概念：在多酶体系催化的代谢途径中，各步酶促 反应的速度不一样。其中，反应速度最慢，决定着 整个代谢途径速率的少数一、二步反应，称为限速 反应。催化限速反应的酶称为限速酶。限速酶是催化单向反应的酶，其活力大小决定了代谢途径的速率乃至代谢方向，故又称为关键酶。 限速酶（关键酶）的特点： 控制整个代谢途径的速率与方向。

40、 往往在代谢途径的起始反应或分叉点起作 用。 多受代谢途径终产物的反馈抑制。（一） 酶的共价修饰调节共价修饰(covalent modification)在其他酶的催化作用下，某些酶蛋白肽链上的一些基团可与某种化学基团发生可逆的共价结合，从而改变酶的活性，此过程称为共价修饰。 常见类型磷酸化与脱磷酸化（最常见）乙酰化和脱乙酰化甲基化和脱甲基化腺苷化和脱腺苷化SH与SS互变 酶的磷酸化与脱磷酸化 -OHThrSerTyr酶蛋白H2OPi磷蛋白磷酸酶 ATPADP蛋白激酶ThrSerTyr-O-PO32-酶蛋白（二）变构酶变构效应剂 (allosteric effector)变构激活剂变构抑制剂

41、变构调节 (allosteric regulation) 变构酶 (allosteric enzyme) 变构部位 (allosteric site)代谢物可与酶分子活性中心外的部位（变构中心）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。变构酶常为多个亚基构成的寡聚体，具有协同效应 变构激活变构抑制 变构酶的形曲线S V 无变构效应剂 变构调节的机制变构酶催化亚基调节亚基变构效应剂：底物、终产物其他小分子代谢物变构酶常为多个亚基构成的寡聚体 变构效应剂 + 酶的调节亚基酶的构象改变酶的活性改变（激活或抑制 ）疏松亚基聚合紧密亚基解聚酶分子多聚化 *协同作用 变构酶为

42、多亚基组成，当一个配体（调节物或底物分子）与酶蛋白结合后，可以影响另一配体与酶的结合，亚基之间的这种互相影响，称为协同效应。 同种效应：影响与同一物质（配体）的结合， 异种效应：影响与另一物质（配体）的结合 正协同效应 （变构激活） 负协同效应 （变构抑制）影响的方式影响的效果四、核酶与抗体酶 研究发现RNA分子具有酶的活性，称为核酶，又称为核糖酶、类酶、酶性RNA。 1、核酶（ribozyme）：具有生物催化活性的RNA。 主要参与RNA的自我剪接过程。 (一)核酶 (ribozyme) 1982年美国T. Cech等人发现四膜虫的rRNA前体能在完全没有蛋白质的情况下进行自我加工，发现RN

43、A有催化活性 Thomas Cech, University of Colorado at Boulder, USA 1983年美国S.Altman等研究RNaseP（由20%蛋白质和80%的RNA组成），发现RNaseP中的RNA可催化E. coli tRNA的前体加工。 Sidney Altman Yale University New Haven, CT, USA Cech和Altman各自独立地发现了RNA的催化活性，并命名这一类酶为ribozyme（核酶），2人共同获1989年诺贝尔化学奖。 3、核酶发现的意义： 1对研究生命起源和进化有重大意义：核 酶大多在古老生物中发现，或许是现

44、代 生物物种内存在的“活化石”。 2人工核酶：可用人工合成的核酶连接于 病原体（如RNA病毒）、有害基因（如 癌细胞基因）的RNA或DNA并使其破坏。（二）抗体酶（Catalysis antibody）既有酶活性又有抗体活性的模拟酶称为抗体酶抗体酶催化的反应：酰基转移反应水解反应氨基酸的活化反应酯水解酰胺水解第七节 酶在医药学上的应用一、酶在疾病诊断上的应用（一）血清酶测定应用于肝胆疾病1、转氨酶2、卵磷脂-胆固醇转酰基酶（LCAT）3、-谷氨酰转肽酶（ -GT）（二）血清酶测定应用于急性心肌梗塞的诊断1、LDH同工酶2、CK同工酶（三）血清酶测定应用于诊断肿瘤1、 GT2、半乳糖基转移酶（G

45、al T）同工酶二、酶在疾病治疗上的应用1、帮助消化的酶2、消炎酶3、治疗冠心病用酶4、止血酶和抗血栓酶5、抗肿瘤酶6、其他酶类药物胰弹性蛋白酶等凝血酶及溶栓酶三、固定化酶及其在医药上的应用（一）概念借助于物理和化学的方法把酶束缚在一定空间内并仍具有催化活性的酶制剂称为固定化酶。 （immobilized enzyme）（二）优点1、稳定性提高2、可反复使用，提高效率，降低成本3、有一定机械强度，适合现代规模生产4、极易和产物分离，可简化产品纯化工艺（三）固定化酶的制备方法1、吸附法2、共价结合法3、交联法4、包埋法R-NH2 R-N=N-ENaNO2，HClE如：戊二醛与酶蛋白的交联物理吸附

46、：高岭土、磷酸钙凝胶离子吸附：CM-纤维素等载体（四）固定化酶在医药上的应用1、药物生产中的应用2、亲和层析中的应用3、医疗上的应用：人工肾11醉翁亭记 1反复朗读并背诵课文，培养文言语感。2结合注释疏通文义，了解文本内容，掌握文本写作思路。3把握文章的艺术特色，理解虚词在文中的作用。4体会作者的思想感情，理解作者的政治理想。一、导入新课范仲淹因参与改革被贬，于庆历六年写下岳阳楼记，寄托自己“先天下之忧而忧，后天下之乐而乐”的政治理想。实际上，这次改革，受到贬谪的除了范仲淹和滕子京之外，还有范仲淹改革的另一位支持者北宋大文学家、史学家欧阳修。他于庆历五年被贬谪到滁州，也就是今天的安徽省滁州市。

47、也是在此期间，欧阳修在滁州留下了不逊于岳阳楼记的千古名篇醉翁亭记。接下来就让我们一起来学习这篇课文吧！【教学提示】结合前文教学，有利于学生把握本文写作背景，进而加深学生对作品含义的理解。二、教学新课目标导学一：认识作者，了解作品背景作者简介：欧阳修(10071072)，字永叔，自号醉翁，晚年又号“六一居士”。吉州永丰(今属江西)人，因吉州原属庐陵郡，因此他又以“庐陵欧阳修”自居。谥号文忠，世称欧阳文忠公。北宋政治家、文学家、史学家，与韩愈、柳宗元、王安石、苏洵、苏轼、苏辙、曾巩合称“唐宋八大家”。后人又将其与韩愈、柳宗元和苏轼合称“千古文章四大家”。关于“醉翁”与“六一居士”：初谪滁山，自号醉

48、翁。既老而衰且病，将退休于颍水之上，则又更号六一居士。客有问曰：“六一何谓也？”居士曰：“吾家藏书一万卷，集录三代以来金石遗文一千卷，有琴一张，有棋一局，而常置酒一壶。”客曰：“是为五一尔，奈何？”居士曰：“以吾一翁，老于此五物之间，岂不为六一乎？”写作背景：宋仁宗庆历五年(1045年)，参知政事范仲淹等人遭谗离职，欧阳修上书替他们分辩，被贬到滁州做了两年知州。到任以后，他内心抑郁，但还能发挥“宽简而不扰”的作风，取得了某些政绩。醉翁亭记就是在这个时期写就的。目标导学二：朗读文章，通文顺字1初读文章，结合工具书梳理文章字词。2朗读文章，划分文章节奏，标出节奏划分有疑难的语句。节奏划分示例环滁/

49、皆山也。其/西南诸峰，林壑/尤美，望之/蔚然而深秀者，琅琊也。山行/六七里，渐闻/水声潺潺，而泻出于/两峰之间者，酿泉也。峰回/路转，有亭/翼然临于泉上者，醉翁亭也。作亭者/谁？山之僧/曰/智仙也。名之者/谁？太守/自谓也。太守与客来饮/于此，饮少/辄醉，而/年又最高，故/自号曰/醉翁也。醉翁之意/不在酒，在乎/山水之间也。山水之乐，得之心/而寓之酒也。节奏划分思考“山行/六七里”为什么不能划分为“山/行六七里”？明确：“山行”意指“沿着山路走”，“山行”是个状中短语，不能将其割裂。“望之/蔚然而深秀者”为什么不能划分为“望之蔚然/而深秀者”？明确：“蔚然而深秀”是两个并列的词，不宜割裂，“望

50、之”是总起词语，故应从其后断句。【教学提示】引导学生在反复朗读的过程中划分朗读节奏，在划分节奏的过程中感知文意。对于部分结构复杂的句子，教师可做适当的讲解引导。目标导学三：结合注释，翻译训练1学生结合课下注释和工具书自行疏通文义，并画出不解之处。【教学提示】节奏划分与明确文意相辅相成，若能以节奏划分引导学生明确文意最好；若学生理解有限，亦可在解读文意后把握节奏划分。2以四人小组为单位，组内互助解疑，并尝试用“直译”与“意译”两种方法译读文章。3教师选择疑难句或值得翻译的句子，请学生用两种翻译方法进行翻译。翻译示例：若夫日出而林霏开，云归而岩穴暝，晦明变化者，山间之朝暮也。野芳发而幽香，佳木秀而

51、繁阴，风霜高洁，水落而石出者，山间之四时也。直译法：那太阳一出来，树林里的雾气散开，云雾聚拢，山谷就显得昏暗了，朝则自暗而明，暮则自明而暗，或暗或明，变化不一，这是山间早晚的景色。野花开放，有一股清幽的香味，好的树木枝叶繁茂，形成浓郁的绿荫。天高气爽，霜色洁白，泉水浅了，石底露出水面，这是山中四季的景色。意译法：太阳升起，山林里雾气开始消散，烟云聚拢，山谷又开始显得昏暗，清晨自暗而明，薄暮又自明而暗，如此暗明变化的，就是山中的朝暮。春天野花绽开并散发出阵阵幽香，夏日佳树繁茂并形成一片浓荫，秋天风高气爽，霜色洁白，冬日水枯而石底上露，如此，就是山中的四季。【教学提示】翻译有直译与意译两种方式，直

52、译锻炼学生用语的准确性，但可能会降低译文的美感；意译可加强译文的美感，培养学生的翻译兴趣，但可能会降低译文的准确性。因此，需两种翻译方式都做必要引导。全文直译内容见我的积累本。目标导学四：解读文段，把握文本内容1赏析第一段，说说本文是如何引出“醉翁亭”的位置的，作者在此运用了怎样的艺术手法。明确：首先以“环滁皆山也”五字领起，将滁州的地理环境一笔勾出，点出醉翁亭坐落在群山之中，并纵观滁州全貌，鸟瞰群山环抱之景。接着作者将“镜头”全景移向局部，先写“西南诸峰，林壑尤美”，醉翁亭坐落在有最美的林壑的西南诸峰之中，视野集中到最佳处。再写琅琊山“蔚然而深秀”，点山“秀”，照应上文的“美”。又写酿泉，其

53、名字透出了泉与酒的关系，好泉酿好酒，好酒叫人醉。“醉翁亭”的名字便暗中透出，然后引出“醉翁亭”来。作者利用空间变幻的手法，移步换景，由远及近，为我们描绘了一幅幅山水特写。2第二段主要写了什么？它和第一段有什么联系？明确：第二段利用时间推移，抓住朝暮及四季特点，描绘了对比鲜明的晦明变化图及四季风光图，写出了其中的“乐亦无穷”。第二段是第一段“山水之乐”的具体化。3第三段同样是写“乐”，但却是写的游人之乐，作者是如何写游人之乐的？明确：“滁人游”，前呼后应，扶老携幼，自由自在，热闹非凡；“太守宴”，溪深鱼肥，泉香酒洌，美味佳肴，应有尽有；“众宾欢”，投壶下棋，觥筹交错，说说笑笑，无拘无束。如此勾画

54、了游人之乐。4作者为什么要在第三段写游人之乐？明确：写滁人之游，描绘出一幅太平祥和的百姓游乐图。游乐场景映在太守的眼里，便多了一层政治清明的意味。太守在游人之乐中酒酣而醉，此醉是为山水之乐而醉，更是为能与百姓同乐而醉。体现太守与百姓关系融洽，“政通人和”才能有这样的乐。5第四段主要写了什么？明确：写宴会散、众人归的情景。目标导学五：深入解读，把握作者思想感情思考探究：作者以一个“乐”字贯穿全篇，却有两个句子别出深意，不单单是在写乐，而是另有所指，表达出另外一种情绪，请你找出这两个句子，说说这种情绪是什么。明确：醉翁之意不在酒，在乎山水之间也。醉能同其乐，醒能述以文者，太守也。这种情绪是作者遭贬

55、谪后的抑郁，作者并未在文中袒露胸怀，只含蓄地说：“醉能同其乐，醒能述以文者，太守也。”此句与醉翁亭的名称、“醉翁之意不在酒，在乎山水之间也”前后呼应，并与“滁人游”“太守宴”“众宾欢”“太守醉”连成一条抒情的线索，曲折地表达了作者内心复杂的思想感情。目标导学六：赏析文本，感受文本艺术特色1在把握作者复杂感情的基础上朗读文本。2反复朗读，请同学说说本文读来有哪些特点，为什么会有这些特点。(1)句法上大量运用骈偶句，并夹有散句，既整齐又富有变化，使文章越发显得音调铿锵，形成一种骈散结合的独特风格。如“野芳发而幽香，佳木秀而繁阴”“朝而往，暮而归，四时之景不同，而乐亦无穷也”。(2)文章多用判断句，

56、层次极其分明，抒情淋漓尽致，“也”“而”的反复运用，形成回环往复的韵律，使读者在诵读中获得美的享受。(3)文章写景优美，又多韵律，使人读来不仅能感受到绘画美，也能感受到韵律美。目标导学七：探索文本虚词，把握文言现象虚词“而”的用法用法文本举例表并列1.蔚然而深秀者；2.溪深而鱼肥；3.泉香而酒洌；4.起坐而喧哗者表递进1.而年又最高；2.得之心而寓之酒也表承接1.渐闻水声潺潺，而泻出于两峰之间者；2.若夫日出而林霏开，云归而岩穴暝；3.野芳发而幽香，佳木秀而繁阴；4.水落而石出者；5.临溪而渔；6.太守归而宾客从也；7.人知从太守游而乐表修饰1.朝而往，暮而归；2.杂然而前陈者表转折1.而不知

57、人之乐；2.而不知太守之乐其乐也虚词“之”的用法用法文本举例表助词“的”1.泻出于两峰之间者；2.醉翁之意不在酒；3.山水之乐；4.山间之朝暮也；5.宴酣之乐位于主谓之间，取消句子独立性而不知太守之乐其乐也表代词1.望之蔚然而深秀者；2.名之者谁(指醉翁亭)；3.得之心而寓之酒也(指山水之乐)【教学提示】更多文言现象请参见我的积累本。三、板书设计路线：环滁琅琊山酿泉醉翁亭风景：朝暮之景四时之景山水之乐(醉景)风俗：滁人游太守宴众宾欢 太守醉宴游之乐(醉人)心情：禽鸟乐人之乐乐其乐与民同乐(醉情) 可取之处重视朗读，有利于培养学生的文言语感，并通过节奏划分引导学生理解文意，突破了仅按注释疏通文义

58、的桎梏，有利于引导学生自主思考；不单纯关注“直译”原则，同时培养学生的“意译”能力，引导学生关注文言文的美感，在一定程度上有助于培养学生的核心素养。不足之处文章难度相对较高，基础能力低的学生难以适应该教学。11醉翁亭记 1反复朗读并背诵课文，培养文言语感。2结合注释疏通文义，了解文本内容，掌握文本写作思路。3把握文章的艺术特色，理解虚词在文中的作用。4体会作者的思想感情，理解作者的政治理想。一、导入新课范仲淹因参与改革被贬，于庆历六年写下岳阳楼记，寄托自己“先天下之忧而忧，后天下之乐而乐”的政治理想。实际上，这次改革，受到贬谪的除了范仲淹和滕子京之外，还有范仲淹改革的另一位支持者北宋大文学家、

59、史学家欧阳修。他于庆历五年被贬谪到滁州，也就是今天的安徽省滁州市。也是在此期间，欧阳修在滁州留下了不逊于岳阳楼记的千古名篇醉翁亭记。接下来就让我们一起来学习这篇课文吧！【教学提示】结合前文教学，有利于学生把握本文写作背景，进而加深学生对作品含义的理解。二、教学新课目标导学一：认识作者，了解作品背景作者简介：欧阳修(10071072)，字永叔，自号醉翁，晚年又号“六一居士”。吉州永丰(今属江西)人，因吉州原属庐陵郡，因此他又以“庐陵欧阳修”自居。谥号文忠，世称欧阳文忠公。北宋政治家、文学家、史学家，与韩愈、柳宗元、王安石、苏洵、苏轼、苏辙、曾巩合称“唐宋八大家”。后人又将其与韩愈、柳宗元和苏轼合

60、称“千古文章四大家”。关于“醉翁”与“六一居士”：初谪滁山，自号醉翁。既老而衰且病，将退休于颍水之上，则又更号六一居士。客有问曰：“六一何谓也？”居士曰：“吾家藏书一万卷，集录三代以来金石遗文一千卷，有琴一张，有棋一局，而常置酒一壶。”客曰：“是为五一尔，奈何？”居士曰：“以吾一翁，老于此五物之间，岂不为六一乎？”写作背景：宋仁宗庆历五年(1045年)，参知政事范仲淹等人遭谗离职，欧阳修上书替他们分辩，被贬到滁州做了两年知州。到任以后，他内心抑郁，但还能发挥“宽简而不扰”的作风，取得了某些政绩。醉翁亭记就是在这个时期写就的。目标导学二：朗读文章，通文顺字1初读文章，结合工具书梳理文章字词。2朗