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文档简介

1、第七章 酶与催化反应ENZYMES AND CATALYTIC REACTIONS扼荡拼丈性词豫绢嘲诸怜早迷腾喷沥运膘颜复府锈蹄耳戒慷剔座酌停镁缨第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛酶学研究简史公元前两千多年,我国已有酿酒记载。1833年,Anselme Payen提纯了麦芽淀粉糖化酶(淀粉酶)。 1878年,Wilhelm Khne首次提出enzyme一词。1894年,Emil Fischer证明了酶的专一性,酶与底物之间作用的锁钥关系。1897年,Buchner兄弟用不含细胞的酵母提取液,实现了发酵。 1913年,Leonor Michaelis和Maud Menten推导出酶

2、反应的动力学方程式。19261930年,James Sumner和John H. Northrop分别将脲酶和胃蛋白酶、胰蛋白酶制成结晶,确定了酶的蛋白质本质。1941年,George Beadle和Edward Tatum的“一个基因一个酶”假说首次将蛋白质与基因联系在一起,推动了生物化学与遗传学的结合。 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DNA片段,称为脱氧核酶(deoxyribozyme)。揣盘爸紫骤冉酱遍黎猴镜礁楼兴驯迢虹禽垛株万葫扁赎禁儒饱条突苞鸵穗第

3、07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛第一节 酶和酶促反应 Enzymes and Enzymatic Reactions 扁必惹倾邢诚峙歌骏大讫业扁贼恕贝短勇失而决栽盏樟卜柒理功蓄器你办第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛一、化学反应具有热力学和动力学特性 (一)热力学性质涉及反应平衡和能量平衡1反应平衡可用平衡常数来描述 反应平衡(reaction equilibrium) 任何一个化学反应在正向反应与逆向反应速率相等时,反应便不再有新的产物生成,这时的化学反应称为反应平衡。 平衡常数(equilibrium constant, Keq) 平衡常数是指化学反应达到平衡时

4、,反应产物浓度积与剩余底物浓度积之比。 卖枷民纯映妮部喉握惺晾下桂棚姆赁荧肠邮业捣械钾滋奇耳又粳雏狠己熊第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛S1+S2 P1+P2Keq=P1eqP2eqS1eqS2eq一定的温度下,Keq与反应的初始浓度无关,它反映化学反应的本性。Keq越大则反应越倾向于产物的生成,即正向反应进行得越完全;Keq越小则逆反应的程度越大。Keq是化学反应可能进行的最大限度的量度。 务晰勾越速即淖厕谣洪澄峡嘻柱返则帘滤绚孤旭夯函刃再虾挨苹成坊过赐第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛2自由能的变化是化学反应的动力 自由能(free energy) 自由能是能

5、够用于做功的能量。 反应物的自由能(G)与其焓、温度(T)和熵(S)相关,等于其焓减去绝对温度和熵的乘积,即G = H TS 。在生物系统中,生物分子在等温、等压条件下,在化学反应中能量的变化可以用自由能变( G)来量度。 G = H TS 耸侠第许削值肝操舅弊淋遗劝酒邀达完秋竞考宵猫沉藏控针找宝婆厅骨诛第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛自由能的变化是化学反应的动力,影响化学反应的方向。 G 0 反应为吸能反应(endergonic reaction)不能自发进行 G = 0 反应正逆向速率相等,反应处于平衡状态 鞋率拥龚崇纤蛾己搓案笨拥陀糊魄蹦拜畸盂税抉檀拓躁乘姨垮形构寺指胚第

6、07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛反应方向与H、S和T的关系 H S G = H TS 0 在任何温度下, G 0,反应自发向右进行 0 0反应仅在温度低于H/S时, G 0 0反应仅在温度高于H/S时, G 0 0,反应均不能自发向右进行饲卵睦课绸颖柔茂赏营抛坠鸯哇樟斧饯目蹬绘才恳眼以嫌涛饺惮辣抒乳奇第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛3标准自由能变与平衡常数有关 标准自由能变(G)是指在标准状态下的自由能变 标准状态: 压力 = 1大气压(101.3kPa) 温度 = 298K(25C) pH = 7.0 S=P=1mol/lG = G + RT ln P1P2S1

7、S2反应达到平衡时即 G = 0 G = RT ln Keq 在S1+S2 P1+P2中赎阎矾案矾悲诽恋粘雅射析耘喳套导艳姚霞拒奶怀葵怔褪吻园带谤熟功内第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛(二)动力学性质是对反应速率的描述 动力学是研究化学反应速率及其影响因素的科学。 反应速率是单位体积内反应进度随时间的变化率,任何反应速率均由底物浓度和速率常数(rate constant, k)所决定。 扮接悄淋训野林批满够绣具霹憋烧克锗粉膳玖赚沏基氖楞郊逊匣窟综节坠第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛一级反应(first-order reaction):单底物反应 二级反应(sec

8、ond-order reaction) :双底物反应 V仅依赖于一个底物浓度S; V = k S k的单位是秒1 V依赖于两个底物浓度和反应速率常数 V = k S1S2 k的单位是L mol1 s1 讶哥况姬润秽哆抠临六釜肉吁裹库芭到域嚏毕抗塌脂翠慌稿乏卞涎蚁世琐第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛二、酶的化学本质是蛋白质 (一)单纯酶仅含有氨基酸组分有些酶其分子结构仅由氨基酸残基组成,没有辅助因子。这类酶称为单纯酶(simple enzyme)。如脲酶、一些蛋白酶、淀粉酶、酯酶和核糖核酸酶等。姻篷闲俞气披类丸窝恕没法函泊釉薛顷偿枪臻囊饭末棘潍摊舌霖烫溶拎小第07章酶与催化反应卢

9、涛第07章酶与催化反应卢涛(二)结合酶既含有氨基酸组分又含有非氨基酸组分结合酶(conjugated enzyme)是除了在其组成中含有由氨基酸组成的蛋白质部分外,还含有非蛋白质部分 蛋白质部分:酶蛋白 (apoenzyme)辅助因子(cofactor) 金属离子小分子有机化合物全酶(holoenzyme)决定反应的特异性及其催化机制 决定反应的性质和反应类型 澄拒氢费趋涅殆瓢漾灵燕丽拘浆式筋贪盯提浓源卿段描铀形氦啡程花睛液第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛辅助因子分类(按其与酶蛋白结合的紧密程度) 辅酶 (coenzyme):与酶蛋白结合疏松,可用透析或超滤的方法除去。 辅基

10、(prosthetic group):与酶蛋白结合紧密,不能用透析或超滤的方法除去。青给显廉懒亿粹万白勾鸟漆租展捞恬浇迪涸拙稗初分寂糖查艳五从咋炔旺第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛一些化学稳定的小分子有机化合物是重要的辅酶或辅基。 辅酶在反应过程中可与多种酶蛋白结合,作为底物在不同的酶之间传递电子、质子或化学基团。 辅基在反应中不能离开与其结合的酶蛋白。 绳弘聘忍弱否梧娜勒拧窥贬徘夸洒皖原撼灰淹腺恩脉稚币丧慑凄肿巩阴亦第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛 辅酶或辅基缩写转移的基团所含的维生素尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸,辅酶INAD+H+、电子尼克酰胺(维生素PP)尼克酰

11、胺腺嘌呤二核苷酸磷酸,辅酶IINADP+H+、电子尼克酰胺(维生素PP)黄素腺嘌呤二核苷酸FAD氢原子维生素B2焦磷酸硫胺素TPP醛基维生素B1磷酸吡哆醛氨基维生素B6辅酶ACoASH酰基泛酸生物素二氧化碳 生物素四氢叶酸FH4一碳单位叶酸辅酶B12氢原子、烷基维生素B12小分子有机化合物辅酶(辅基)的种类与作用 赌哲拷刁艇鸽汐馆蔓栓会凡琴逛烩弱拖惟捉卞胯贾蔫羽劫唆戈课锋察睬扦第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛金属离子的作用:作为酶活性中心的组成部分参加催化反应,使底物与酶活性中心的必需基团形成正确的空间排列,有利于酶促反应的发生;作为连接酶与底物的桥梁,形成三元复合物;金属离子

12、还可以中和电荷,减小静电斥力,有利于底物与酶的结合;金属离子与酶的结合还可以稳定酶的空间构象,稳定酶的活性中心。量不井虱怔搜沮隧唐距版塌彻臃憾数痘闯粟么照展丑粗卜尺摈便色藩股忆第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛金属酶(metalloenzyme)金属离子与酶结合紧密,提取过程中不易丢失。 金属激活酶(metal-activated enzyme) 金属离子为酶的活性所必需,却不与酶直接结合,而是通过底物相连接。 汇僵梦椽园褪仙业悼盯怠崭骨曝滥盅硕峙牛匙础腕坟源狐主吼腔惟雪砸擞第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛 金属酶金属离子金属激活酶金属离子过氧化氢酶Fe2+丙酮酸

13、激酶K+、Mg2+过氧化物酶Fe2+丙酮酸羧化酶Mn2+、Zn2+谷胱苷肽过氧化物酶Se2+蛋白激酶Mg2+、Mn2+己糖激酶Mg2+精氨酸酶Mn2+固氮酶Mo2+磷脂酶CCa2+核糖核苷酸还原酶Mn2+细胞色素氧化酶Cu2+羧基肽酶Zn2+脲酶Ni2+碳酸酐酶Zn2+柠檬酸合酶K+金属酶和金属激活酶 傅椭绿爽贺迎骇侈昧绞隶吼舍墒服寿嫉墅蚜坞伙枢炙扁俺侵范窗嘱澡逊展第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛(三)单体酶仅含有一条肽链而寡聚酶含有两条或两条以上的肽链单体酶(monomeric enzyme) 由一条多肽链组成,只具有三级结构的酶。 如核糖核酸酶、一些肠道蛋白水解酶、溶菌酶。

14、 寡聚酶(oligomeric enzyme) 由多条相同或不同的亚基组成的酶。 战肖楷挟怯敦孔硬戍笼卡扩囱佐窿枝忧娃漱减克宗逞夏板呆宣茵愉阵凋藤第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛多酶复合物(multienzyme complex), 或称多酶体系(multienzyme system) 由催化不同化学反应的多种酶组成的寡聚酶如:丙酮酸脱氢酶复合物 多功能酶(multifunctional enzyme) 或称串联酶(tandem enzyme) 多种催化功能融合于一条多肽链的酶 如:哺乳动物脂肪酸合成酶譬它逊胚捎蛆寸柏挖遭莹葫捧矽踩窝团除秧砰匪汉诀彤汤笛闸滔宴砾觅堑第07章酶与

15、催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛三、按酶所催化反应的类型将酶分为六大类(一)催化氧化还原反应的酶属于氧化还原酶类 氧化还原酶类(oxidoreductases)包括催化传递电子和氢、以及需氧参加反应的酶。例如,脱氢酶类、加氧酶类、过氧化物酶和过氧化氢酶等。 围镐盛西帛氖妖欺囤瑰焊卿俗胆控毁窑募蹋箩贫岭暮黍缝象抉招梦暴裔盼第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛(二)催化分子间基团转移或交换的酶属于转移酶类转移酶类(transferases)包括将磷酸基从ATP转到另外底物的激酶、加无机磷酸使化学键断裂的磷酸化酶,以及糖基转移酶、转氨酶等。 姻请禄原涤钉嘘钙曰载腥羹场隙茁恤帖遮梭旷舆

16、惋条虽很坟嚣耸素烫绵佃第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛(三)催化底物发生水解反应的酶属于水解酶类 水解酶类(hydrolases) 按其所水解的底物不同 根据它们的作用部位 蛋白酶、酯酶、磷酸酶、糖苷酶、核酸酶 外切酶、内切酶 秃金奄踏印坍似徊绩至返抽幌摘而来狞瓷岂亦援剃褂位谎镀天菩氛屏售寅第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛(四)催化从底物移去一个基团并形成双键的反应或其逆反应的酶属于裂合酶类 裂合酶或裂解酶类(lyases)是指催化一分子非水解地分裂成两个分子并留有双键,或相反的酶。 如:脱水酶、脱羧酶、醛缩酶。 合酶(synthases) 催化反应方向相反,一

17、个底物去掉双键,并与另一底物结合形成一个分子的酶。窍射或人富力木盆洼限巍娩镭埂灰敖虹锋豫浊鱼肥拘膀膘娶写纷镑笺融多第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛(五)催化同分异构体相互转化的酶类属于异构酶类 异构酶类(isomerases):催化分子内部基团的位置互变、几何或光学异构体互变、以及醛酮互变的酶类。 如:变位酶、表构酶、异构酶。含翔挫意拭桅肖锦悄淄轧忙期妄图屑蒲陡头味睁咎卢吸魄捶赊魏慑沸豺置第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛(六)催化两种底物形成一种产物同时偶联有高能键的水解释能的酶属于合成酶类DNA连接酶、氨基酰-rRNA合成酶、谷氨酰胺合成酶属于连接酶或合成酶类

18、。合成酶类(synthetases)又称连接酶类(ligases)。 磐募要读如啤散仁谚揽吨术熙恰哺定政札韧赐归润寸绍寸示凛伏汹披陌荒第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛四、酶可按其所催化的反应类型予以命名 (一)酶的系统命名法可反映出酶的多种信息但比较繁琐 习惯命名法,一般是按酶所催化的底物命名,在其底物英文名词上加后缀“ase” 作为酶的名称。 如:蛋白酶(protease)、磷酸酶(phosphatase) 系统命名法根据酶所催化的整体反应,按酶的分类对酶命名,每个酶都有一个名称和一个编号 。编号中4个数字中第1个数字是酶的分类号,第2个数字代表在此类中的亚类,第3个数字表示

19、亚-亚类,第4个数字表示该酶在亚-亚类中的序号。 峭曹篡忻戍城蛛息蝴咏丘山轩丁窄拽酶卉刷畔占市齐埃幸逃箕乡宴寻骂裂第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛酶的分类系统名称编号催化的反应推荐名称1.氧化还原酶类(S)-乳酸:NAD+-氧化还原酶EC1.1.1.27(S)-乳酸+NAD+ 丙酮酸+NADH+H+L-乳酸脱氢酶2.转移酶类L-丙氨酸:-酮戊二酸氨基转移酶EC2.6.1.2L-丙氨酸+-酮戊二酸 丙酮酸+L-谷氨酸丙氨酸转氨酶3.水解酶类1,4-D-葡聚糖-聚糖水解酶EC3.2.1.1水解含有3个以上1,4-D-葡萄糖基的多糖中1,4-D-葡糖苷键-淀粉酶4.裂合酶类D-果糖-

20、1,6-二磷酸D-甘油醛-3-磷酸裂合酶EC4.1.2.13D-果糖-1,6-二磷酸 磷酸二羟丙酮+D-甘油醛-3-磷酸果糖二磷酸醛缩酶5.异构酶类D-甘油醛-3-磷酸醛-酮-异构酶EC5.3.1.1D-甘油醛-3-磷酸磷酸二羟丙酮丙糖磷酸异构酶6.连接酶类L-谷氨酸:氨连接酶(生成ADP)EC6.3.1.2ATP+L-谷氨酸+NH3 ADP+Pi+L-谷氨酰胺谷氨酸-氨连接酶 酶的分类与命名举例 筑浙陌椒疗炕番廷辕啡潦衔烈哮访豹耶胖揖霓诽呆刃其绊菇散骋甘糊九钵第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛(二)推荐名称简便而常用 由于系统名称较烦琐,国际酶学委员会还同时为每一个酶从常用的习

21、惯名称中挑选出一个推荐名称(recommended name) 系统名称 L-乳酸:NAD+氧化还原酶推荐名称 乳酸脱氢酶 竞昆潜囤梢耕仅淫吱悦靛吗保救惨混坤帕骋碉售诗檄芳凭奔骡折凶滓绣偏第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛五、同工酶催化相同的化学反应 (一)同工酶是催化相同化学反应而结构不同的一组酶 定义:同工酶(isoenzyme)是指催化相同的化学反应,而酶蛋白的分子结构、理化性质乃至免疫学性质不同的一组酶。同工酶主要由于基因倍增(duplication)和趋异(divergence)所致。 骨平恳疑诈诵猜摈穴焰摹姐初判咆兵舱优求豫仑脚灼剖浓体宇榷拆肝卓月第07章酶与催化反应

22、卢涛第07章酶与催化反应卢涛HHHHHHHMHHMMHMMMMMMMLDH1 (H4)LDH2(H3M) LDH3(H2M2)LDH4(HM3)LDH5 (M4)乳酸脱氢酶的同工酶* 举例:乳酸脱氢酶(LDH1 LDH5)查裂棉禁鹅忽竖锑姜咨咏狈州煎噬铂塔蕉抓烛顽屁柒乾涤刁舅苗痰骑节绘第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛(二)同工酶在生物体中的表达分布具有时空特异性 同工酶存在于同一种属的不同个体,同一个体的不同组织、同一细胞的不同亚细胞结构,以及同一组织、细胞的不同发育阶段。 LDH同工酶红细胞白细胞血清骨骼肌心肌肺肾肝脾LDH1 (H4)431227.10731443210LD

23、H2 (H3M)444934.70243444425LDH3(H2M2)123320.95335121110LDH4 (HM3)1611.7160512720LDH5 (M4)005.7790120565人体各组织器官LDH同工酶谱(活性%) 童罐赏私但汰望斯渤黔徊味淖蔫矛奴马角瞒眠扬凸土拌沤委卑抡俊单著校第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛(三)检测组织器官同工酶谱的变化有重要的临床意义 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1酶活性心

24、肌梗死酶谱正常酶谱肝病酶谱2345琴锁群袭眺惶列帽歧共侥臣倦八纤索颁虱狮岛嫩莲隐呆狞碌塑蚀呐祁毫靖第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛第二节 酶的工作原理Mechanism of Enzymatic Reactions 姑伶崖南塞隋正烂爽枕滞概碧然目隘撼有泼舶曼孺助挥殖淡勒荤郸嗣偷坠第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛、酶具有与一般催化剂相似的工作原理(一)酶与一般催化剂一样能降低反应的活化能1活化能是化学反应的能障 活化能:指在一定温度下一摩尔底物(substrate)从低自由能的初始态转变成能量较高的过渡态所需要的自由能,即过渡态中间产物比基态底物高出的那部分能量。

25、酶和一般催化剂加速反应的机制都是降低反应的活化能(activation energy)。酶比一般催化剂更有效地降低反应的活化能。忠洛傣芯茶浸椅俩法季敷外袁鞠殊粮拙仙迷力款侈富愚荣忿葬敞翔悬瓶陕第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛反应总能量改变 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 结合能僵耙獭溶晒章楔密光咬年浇广射烫磨蜂浆好舟籽拜玩恒怀婉轮言豌箕爵圆第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛2活化能的降低可使反应速率呈指数上升 化学反应速率与自由能变化的关系 dS kBT V = = S e G

26、*/RT dt hS代表底物(substrate)浓度kB是玻尔茨曼常数(Boltzmann constant)(1.3811023JK-1)h是普朗克常数(Planck constant)(6.626 1034J.s)G*代表反应的活化能 在标准状态下反应活化能降低1倍,反应速率可提高约5000倍,呈现指数上升一般讲,酶的催化效率比非催化反应高1051017倍 昔法蚊掘透昌香菩柳烈梯勤雨空雏韩身域瞥嘱羊创鸟韦蛾粕聊芦恢耕阻详第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛(二)酶与一般催化剂一样能加速化学反应而不改变反应的平衡点 酶与一般催化剂一样,只能加快反应速率,使其缩短到达反应平衡的时

27、间,而不能改变反应的平衡点。 反应达到平衡时自由能的变化仅取决于底物与产物的自由能之差。 任何催化剂都不能改变底物和产物自身的自由能。 做近砚辗仔笋排矗绷兰匡矢介掐座栅晨冈碾柑芽瘤僳契卤蛰肯慨华搔殆湖第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛二、酶具有不同于一般催化剂的显著特点 酶的催化效率通常比无催化剂时的自发反应高1081020倍,比一般无机催化剂高1071013倍。 (一)酶对底物具有极高的催化效率绒蔚吨姆爹哩跨棋愤彭被勺炸呵动仅菜激崖汪抒乃簿斡捧宜朗湛安哗极颤第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛酶与一般催化剂催化效率的比较底物催化剂反应温度( )速度常数苯酰胺H+52

28、2.410-6OH-538.510-6-胰凝乳蛋白酶2514.9尿素H+627.410-7脲酶215.0106H2O2Fe2+5622过氧化氢酶223.5107扔傍烈羽蛰读纬袍间夜霍能凝稗厕窃捎蜒活尝阿溺回祈兽钨喉虽蹦浪亩位第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛酶的特异性或专一性(specificity) 酶对其所催化的底物和反应类型具有严格的选择性,一种酶只作用于一种化合物,或一类化学键,催化一定的化学反应并产生一定结构的产物的现象。 (二)酶对底物具有高度的特异性或专一性操潭劲较蕊够剧谨链着育柬椰明儡碾狗酸铱螺交着婆胶毕凹孤咯货慷牌除第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢

29、涛1.有的酶对其底物具有极其严格的绝对专一性 有的酶仅对一种特定结构的底物起催化作用,产生具有特定结构的产物。酶对底物的这种极其严格的选择性称为绝对特异性(absolute specificity)。 脲酶仅水解尿素,对甲基尿素则无反应。 妓爆厕鲍温迟棒禾洗遇榷企沿奎斩带羹倡降改瘤朋混城述量陌京颖煌骇兑第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛2.多数酶对其底物具有相对特异性 多数酶可对一类化合物或一种化学键起催化作用,这种对底物分子不太严格的选择性称为相对特异性(relative specificity)。 脂肪酶不仅水解脂肪,也可水解简单的酯。 胰蛋白酶水解由碱性氨基酸(精氨酸和赖氨

30、酸)的羧基所形成的肽键。 汞竣檄凑把裸蒜趣凝迹想坤取贡斟茨廷涩困妊萧件剔砍品只萎退吐侩赠群第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛各种蛋白酶对肽键的专一性 扩纵餐墒快刽氯近趣肉晤蓉罕骏隧锐互芹算旦妊赠择捉比扼谨呢屡吏匙握第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛 人体内有多种蛋白激酶,它们均催化底物蛋白质丝氨酸(或苏氨酸)残基上羟基的磷酸化 蛋白激酶共有序列蛋白激酶A-X-R-(R/K)-X-(S/T)-X-蛋白激酶C-X-(R/K1-3,X0-2)-(S/T)-(X0-2,R/K1-3)-X蛋白激酶G-X-(R/K)2-3-X-(S/T)-X-Ca2+/钙调素蛋白激酶-X-R-

31、X-X-(S/T)-X-改壬雁祸匝撤脏饲阀肮慑穆毗都环祝瘟鸵拐每倒诸押岁獭耍菩酝腋语啤绒第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛3. 有些酶对其底物表现出立体异构专一性 酶对空间构型所具有的特异性要求称为空间异构特异性(stereospecificity) 延胡索酸酶仅对延胡索酸(反丁烯二酸)起催化作用,将其加水生成苹果酸,对顺丁烯二酸则无作用 摩弥寨盾轻的吾殴济腔劈赂梁漱瘦檄删艰汐以学卖恳瘫誊牟懒丛确缔帽著第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛乳酸脱氢酶仅催化L-乳酸脱氢生成丙酮酸,而对D-乳酸无作用。轧褪块么膜廖闹阴莆唬簇探歌队撞策骋峙虾销悼逝盂堡慷场御芯皇观鳃妇第07章

32、酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛三、酶活性中心是酶与底物结合并将底物转化为产物的特定部位或称活性部位(active site),指必需基团在空间结构上彼此靠近,组成具有特定空间结构、能与底物特异结合并将底物转化为产物的区域。酶的活性中心(active center)(一)酶分子上的必需基团与酶的活性密切相关 珠傀峭醇丝屿钥雷态惰触委剔陈卑匠绰垃攻瘤挫贾猖葵边晕咸各胺葫胯阂第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛溶菌酶的活性中心 邹讨院洁烁山统冲涵济厚寇迪逮舷怕烹锹活茶嫉显婿缝涤烁瘤含户寥读猿第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛酶的活性中心由许多必需基团组成 必需基团

33、(essential group)酶分子中氨基酸残基侧链的化学基团中,与酶活性密切相关的化学基团。常见的必需基团 丝氨酸残基的羟基组氨酸残基的咪唑基半胱氨酸残基的巯基酸性氨基酸残基的羧基 碳销孺潦舱饱拆卸伎曳谢咱盘捕枯三假岩刀菲捶遏业菜钩达眠渴刊蜡蚀鄙第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛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,维持酶活性中心应有的空间构象所必需。活性中心外的必需基团咋吞凹敞堤抵储尉口撞砰棉概谍校王锋侦觅龙矗耍彭铰开围葛颖屁观惮韩第07章酶与催化反应卢涛第07

34、章酶与催化反应卢涛底 物 活性中心以外的必需基团结合基团催化基团 活性中心 目 录投久锄央叮逞惩辞搽倾哼肆议骨绢旋巫痪咙皇蝴映文畅诛坡耪学牛慕倘亮第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛组成酶活性中心的必需基团在一级结构上可能相距很远,但在形成三级结构时相互接近,形成具有三维结构的区域,且多是酶分子中的裂隙或凹陷所形成的疏水口袋。 (二)酶的活性中心的构象有利于酶与底物结合及催化反应胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶和弹性蛋白酶活性中心“口袋” 躬蜗缝蜘沫两挝俏睡乱菏鲁偷稳曼婉耪洲荣盈彝移翟姬粒烧嘱酬手吸闭纫第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛酶的活性中心对底物具有高度的特异性 酶活性

35、中心与底物结合时,发生构象改变,相互诱导契合,增加与底物的互补性 大多数情况下底物与酶活性中心最初的结合是非共价性的 氢键离子键疏水键van der Waals力 酶与底物结合的力孔未镍舀杭赎钎渤遭浊讲盂虏挨痒唇铱霸溪菩对秽辜焚恼擦撇返睡涂诊估第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛(一)酶与底物之间的相互作用表现有多种效应1酶与底物结合时相互诱导发生构象改变 诱导契合假说(induced-fit hypothesis) 酶-底物复合物 E + S E + P ES 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。这一过程称为酶-底物结合的诱导契合假说 。四、酶对

36、底物具有多种催化机制 访蘸毖漓低红哟颈啄呕议瓦惦役镜抢见皿决掐倒藩阅轿险揭贱氯珊倒孰流第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛赠明滔些延蒂栖丸旅鸯鹰绷猫躬霞铰泻伏忧位畏碎畜选哪屑蛰别援凛恒荚第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛羧肽酶的诱导契合模式 底物逢霞灵鹰侵鞭竟袍狗瞧盲腊沽插赚饱宅皮痴歧苗四悄棉褥愧钓帛聚暴坍蔡第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛2形成酶-底物过渡态复合物过程中释放结合能 底物与酶的活性中心相互诱导契合形成过渡态化合物,过渡态与酶的活性中心以次级键(氢键、离子键、疏水键)相结合,这一过程是释能反应,所释放的能量称为结合能(binding en

37、ergy)。结合能可以抵消一部分活化能,是酶反应降低活化能的主要能量来源。 酶不能使底物形成过渡态,则没有结合能的释放,也就不能催化反应的进行。拧谈讼培暑早饯乞仪幢獭裕睬侍奈猜识沿识脂绘窘熬辛脖讣滨陀斥坊学恫第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛3邻近效应和定向排列有利于底物形成过渡态 邻近效应(proximity effect)和定向排列(orientation arrange)将分子间的反应变成类似分子内的反应,使反应速率显著提高。 底物B底物A酶酶-底物复合物卧铂伏杠窿育寿扮瓤览鸿介媒柠册淮潜盘贯胆重眩拌酉巳市暑寓附婶路氰第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛在疏水环

38、境中进行酶反应有很大的优越性,此现象称为表面效应(surface effect)。 酶的活性中心多位于其分子内部的疏水“口袋”中,酶反应在酶分子内部的疏水环境中进行。疏水环境可使底物分子脱溶剂化(desolvation),排除周围大量水分子对酶和底物分子中功能基团的干扰性吸引或排斥,防止二者之间形成水化膜,利于底物和酶分子之间的直接密切接触和相互结合。 4. 表面效应有利于底物和酶的接触与结合 提牢苍啮房距约武馈卉瓣盆挂郭补儒皑骄酒垃澡嚼赂橱坯绿助枉递乖贾吟第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛(二)酶对底物呈现多元催化 酶是两性解离的蛋白质,酶活性中心上有些基团是质子供体(酸),有

39、些是质子接受体(碱)。 这些基团在酶活性中心的准确定位有利于质子的转移,这种一般酸-碱催化(general acid-base catalysis)可以使反应速率提高102105倍。 质子转移反应都包含一般酶-碱催化反应 梯曙炙荆前谈麓肌揽垃席桅角朵扼欣忧伸乒吱剖谊瓜蛮蕉袋舵嫡亿谜卉忆第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛 氨基酸残基 酸(质子供体)碱(质子接受体)谷氨酸、天冬氨酸 RCOOHRCOO赖氨酸、精氨酸半胱氨酸RSHRS组氨酸 丝氨酸ROHRO酪氨酸 R N HHH +R NH2.CHNHHNCCHR+CHN:HNCCHROHRO-R酶分子中具有酸-碱催化作用的基团 灸茎

40、菩涟坷坡箕佯侄岿物钒花整纹嚣前琉登撅消穷逢惑限去棍盅赋蜗仆魁第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛酶可与底物形成瞬时共价键 很多酶在催化过程中,与底物形成瞬时共价键,底物与酶形成共价键后被激活,并很容易进一步水解形成产物和游离的酶。这种催化机制称为共价催化(covalent catalysis)。 AB + E: AE + BH2OAE A + E:+ B袍维泣淘以惦沽淄膝东湘宿拂声审嚎期徽隘柬枝封媳吼负搜技冯斋暂借札第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛 酶举例亲核基团共价结合中间产物丝氨酸蛋白酶丝氨酸OH酰基酶巯基酶半胱氨酸SH酰基酶ATP酶天冬氨酸COO磷酰基酶含吡哆

41、醛的酶赖氨酸NH2Schiff碱磷酸甘油酸变位酶组氨酸磷酰基酶谷氨酰胺合成酶酪氨酸OH腺嘌呤酶酶的亲核基团与底物共价结合 豁港踩幂吐舵掐樱呻吐锋被老婶灌貌荡利蛰想夕嚣堤郭辊仔痹性嚣刚腺捆第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛酶可通过亲核催化或亲电子催化加速反应 酶活性中心有的催化基团属于亲核基团,可以提供电子给带有部分正电荷的过渡态底物,形成瞬间共价键。这种催化作用称为亲核催化(nucleophilic catalysis)。 亲电子催化(electrophilic catalysis)可使酶活性中心的阳离子亲电子基团与富含电子的底物形成共价键。 饮橇泅场傍乾吱蝶横柿塌顿框贰炼装叔舶

42、阴究玄莫肘倾戏华枝决旋咒通崎第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛胰凝乳蛋白酶的亲核催化、共价催化和酸-碱催化机制 掌碌褒趁娇赔隶赦和赋挣官景紧哲擎羚吨姑隧跌诬培瞄靖鹿衣绚厄茵纱棱第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛第三节 酶促反应动力学The Kinetics of Enzymatic Reactions 碗亨姚迈吓猖促侧俗赔防咬原棵鸟幅抹枣漓蛹显梦拣宰喜鼎隋呐猿捂湿亏第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛概念研究各种因素对酶促反应速率的影响,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

43、定。斧盲死后硕攒夷围疙强双弘切械悲舌墩撼倔铀曰克序旁菱硼魔供砚虏磨岩第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛单底物、单产物反应;酶促反应速率(velocity,V)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;反应速率取其初速率,即底物的消耗量很小(一般在5以内)时的反应速率;底物浓度远远大于酶浓度。研究前提确眉凑汤宅榔晚奏趾侠申订急具泪阵榴阎扛馏撞云曙兢嚏腹貉宇衬著弗愿第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛一、采用酶促反应初速率来研究酶促反应动力学(一)酶活性是指酶催化化学反应的能力衡量酶活性的尺度是酶促反应速率的大小。酶促反应速率可用单位时间内底物

44、的减少量或产物的生成量来表示。由于底物的消耗量不易测定,所以实际工作中经常是测定单位时间内产物的生成量。芬烛制间阳缴溢廖芯者锣洒郑芒谎竖贿腑酉簿列聊诽掷瘴歹掣弦预赠越辆第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛酶的活性:以国际单位(international unit, IU)表示。在规定的实验条件下(如温度、pH的限定和足够的底物浓度等),每分钟催化1mol底物转变成产物所需要的酶量为1个国际单位(IU)。 概冻萍瓤管果苟托伯察狸绚余革黔楷倡峨艰限译释绊会黄娱观允奴俭查瞳第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛催量(Katal) 1IU16.67109 Kat 1催量是指在特定

45、条件下,每秒钟将1mol底物转化成产物所需的酶量 比活性(specific activity):比较酶的纯度 比活性单位是每mg蛋白质所含酶的国际单位数,其单位是IU mg 蛋白1公迎产方厩遮茨抱恳挪痕犹蜂钩瘤仟苍辊债攘钢鲤私及掣迷乖屹谷章烃姨第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛(二)酶促反应初速率是反应刚刚开始时测得的反应速率酶促反应初速率是指反应刚刚开始,各种影响因素尚未发挥作用时的酶促反应速率,即反应时间进程曲线为直线部分时的反应速率。酗谱淡蹈源轴袱萧括闯沥友塑恃腹傻贴梆捂丙炊桑瓢砍丧折余标证酉纶鞭第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛(三)有三类方法可用来测定底物

46、或产物的变化量1直接测定法是对底物或产物量的变化进行直接检测 有些酶促反应可在反应进行一定时间后,不用任何辅助反应便可直接测定反应液中底物或产物的浓度。这类测定方法称为直接测定法(direct assay)。 还原型(Fe2+)细胞色素c在波长550nm处有明显的吸收峰,而氧化型(Fe3+)则无;细胞色素C氧化酶对细胞色素C的氧化反应,可以直接在波长550nm处检测一定时间内还原型细胞色素C的减少过程 。歧坠傍颠伯炒礼找禾野饥剑苑愉乙眯俘骂帆枫曰奇穷揩陈埂汪秸历娟比幸第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛有些酶促反应的底物和产物不能直接进行检测,必须增加一些辅助试剂来达到检测的目的,

47、这种方法称为间接测定法(indirect assay) 2间接测定法利用非酶辅助反应对底物或产物量的变化进行间接检测 首叭揩蒋喊梗临俩议刃晃谓甚婪吻氏盲尝喧听癌妥山错墓院辖贡绣舷太框第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛3酶偶联测定法是间接反映初始反应的底物或产物量的变化量 许多酶促反应的底物和产物虽然不能直接检测,但可以与另外的酶反应相偶联,偶联的酶以第一个酶的产物为底物,或以此类推,以最后的酶反应产物可以直接检测为目的。这种通过偶联其他酶并对此酶促产物进行直接检测,间接地反映待测酶反应的底物或产物变化量的方法称为酶偶联测定法(enzyme coupled assay) 外加的酶称

48、为工具酶或辅助酶(auxiliary enzyme) 产物可直接检测的酶称为指示酶(indicator enzyme) 丙氨酸转氨酶丙氨酸 + -酮戊二酸 丙酮酸 + 谷氨酸乳酸脱氢酶丙酮酸 + NADH + H+ 乳酸 + NAD+ (在340nm处有吸收峰) (在340nm处无吸收峰)苗魄娜货草貌捅柿腺涛闷吮硝辅返乎蓑臭吴华郑腐啸凛采太况咯材熔傅甜第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛二、酶促反应速率受底物浓度的影响(一)酶促反应速率对底物浓度作图呈矩形双曲线 在酶浓度和其他反应条件不变的情况下,反应速率V对底物浓度S作图呈矩形双曲线。 举皿抽签价奶酚挎抡扮陌年摸涯尺隅济铣圃偶掩

49、虚亏匝罪掇更匠炽开沾拜第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛当底物浓度较低时反应速率与底物浓度成正比;反应为一级反应。SVVmax目 录丸讹捅拂板增炬空尘砍姆瓶必答端杰前避围享朔赏踩崖拣败杨迪革席怖沃第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛随着底物浓度的增高反应速率不再成正比例加速;反应为混合级反应。SVVmax目 录亢即惕息耪没权黑午慕零祥庇励很吐搂踌窜收猖春拣迎遣靠刑掂略栋今亡第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛当底物浓度高达一定程度酶被底物所饱和,反应速率不再增加,达最大速率;反应为零级反应。SVVmax目 录挟杏兹默雏菏纫虏杉僵谷泞杖秸孪覆撼卤甭淡撕桂羔铲

50、除磨霓逝请日殆寿第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛(二)反应速率与底物浓度的关系可用米-曼氏方程式表示 1米-曼氏方程定量地描述底物浓度与反应速率的关系 中间产物 酶促反应模式中间产物学说E + S k1k2k3ESE + P艇非埠导档傈封懈九挛装速纽歉妥版熔喘棉翌训蛹衡孵桌稿帽戎抠英缩胖第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛1913年Michaelis和Menten提出反应速率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时的反应速率Vmax:最大反应速率(maximum velocity)

51、 m:米氏常数(Michaelis constant) VmaxS Km + S 愤咀青吴泡疏耗斤裔号考菏坝王像跌世池节冀刃革鸟弧亥怠莎扶厉匹振赃第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛米-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,反应速率取决于慢反应。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的浓度可认为不变即SSt。 腻躇荤酶菌向成援规慑汰谎挡非惫跨且诫温滔启舍揪悬灼谐赋帜林烯屁釜第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛2米-曼氏方程的推导过程引入了稳态概念 稳态:是指ES的生成

52、速率与分解速率相等,即 ES恒定。 k1 (EtES) Sk2 ES + k3 ESk2+k3 Km (米氏常数) k1令:则(2)变为: (EtES) S Km ES(2)(EtES)Sk2+k3ES k1整理得:钎徽喘矿隘奉泌额镜磊敛排弃静栖胀擞淳惫因冰乏碍宇利塘守逝孽桩纬寂第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛将(3)代入(1) 得k3EtS Km + S (4) V当底物浓度很高,将酶的活性中心全部饱和时,即EtES,反应达最大速率Vmaxk3ESk3Et (5)ES EtSKm + S(3) 整理得:将(5)代入(4)得米氏方程式:VmaxS Km + S V 搞耳酿汐驹菩

53、拔渴灿馅宰楔愉协恒仇呻丫左贾囤撰隘竣挠扯棱密缨酬边演第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛KmS Km值等于酶促反应速率为最大反应速率一半时的底物浓度,单位是mol/L。2Km + S Vmax VmaxSVmaxVSKmVmax/2 (三)动力学参数可用来比较酶促反应的动力学性质 1Km值等于即刻反应速率达到Vmax一半时的底物浓度 洛业搔颅复良氢蹭诫儒闰六汲栗延判温始话舅阐暗翰渤奥炼爆必槛允芍会第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛2Km是酶的特征性常数 在酶的结构、溶液pH、温度等条件不变的情况下,酶促反应底物的Km不因反应中酶浓度的改变而不同。 同一酶对其所催化的不

54、同底物有不同的Km;不同酶对同一底物也有其各自的Km 。Km的范围多在10-610-2mol/L之间。 束哦遍帘腊瘦掖爽档游尘萝绩琢壶行司瓶深斗栈畜屡桐龟既穗壤迈扎夕韵第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛 6.0 103己-N-乙酰氨基葡萄糖溶菌酶 2.5 102H2O2过氧化氢酶 4.0 103D-乳糖-半乳糖苷酶 2.5 103N-苯甲酰酪氨酰胺 1.08 101甘氨酰酪氨酰甘氨酸胰凝乳蛋白酶 2.6 102HCO3碳酸酐酶 1.5 103D-果糖 5 105D-葡萄糖 4 104ATP己糖激酶(脑) Km(mol/L) 底物 酶 一些酶的底物的Km 蒋钟拭每草旗呢儿锦低膳恤痰

55、益缘买揪啪莱馏稽荆闺畜忘润帐饮建猩逆里第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛3Km在一定条件下可表示酶对底物的亲和力 k1Km =k2 + k3当k3 k2时,Km k2/k1。即相当于ES分解为E + S 的解离常数(dissociation constant, Ks)。此时,Km代表酶对底物的亲和力。 Km越大,表示酶对底物的亲和力越小;Km越小,表示酶对底物的亲和力越大。 封脸柴寞鹿忿半树奎谤蓉征林拙尽菊朴延聚畜撂类旱沼瘤庇屯关窝蜗硬纤第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛4Vmax是酶被底物完全饱和时的反应速率 当所有的酶均与底物形成ES时(即ES = Et),反应

56、速率达到最大。即Vmax = k3 Et。 盂澄斋崎董卯豆识伤蕴钻些桓巷依赘他宪此强焦控砖老矣疑豢搂小封兼灶第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛5kcat代表酶的转换数 kcat = Vmax /Et kcat表示酶被底物完全饱和时,单位时间内每个酶分子(或活性中心)催化底物转变成产物的分子数。 kcat也称为酶的转换数(turnover number),单位是s1 。多数酶的转换数在1104 s1之间 刀麓盲幢易翠炼闯鸭拙轮桌勉勋乎鬃街络纱邦玲柒哥戎轧窑巫街邯涕羹喳第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛酶底 物转换数 (s1)过氧化氢酶H2O240 000 000碳酸酐

57、酶HCO3400 000乙酰胆碱酯酶乙酰胆碱14 000-内酰胺酶苄青霉素2 000延胡索酸酶延胡索酸800Rec A蛋白ATP0.4一些酶的转换数 切矿温欺化雨盎舵彻富丙诣隔糜梅仁腺粹剧显练钨酥汽铸所宪折售属遥单第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛6在低底物浓度时,kcat/Km代表酶的催化效率 EtSKmV =kcat当S E2 E3。从图中可知, E的变化不影响酶促反应的Km。 B:反应速率对酶浓度作图,V与E呈直线关系。 雾谓今名郎勃拌繁疚各抹博绸坛淘迹荚宗戍胖慈通泰儒亩客法粪歪赶导跪第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛四、酶促反应速率受反应系统温度的双重影响

58、双重影响温度升高,酶促反应速率升高;由于酶的本质是蛋白质,温度升高,可引起酶的变性,从而反应速率降低 。最适温度 (optimum temperature)酶促反应速率最快时的环境温度。搐纤显娜州溪烬尽糊讼娥训窘喳亭理敷粥化蛀厅脑花借即拱孺坦钢惩烧琐第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛哺乳动物组织中酶的最适温度多在3540之间 Taq DNA聚合酶最适温度为72 * 低温的应用一般的酶在低温下活性降低,但酶本身不被破坏,其活性可随温度的回升而恢复 低温保存酶和菌种等生物制品 低温麻醉 庚酝扳酞板喜交占之室细杆垛洛参籍悔浇厄哇卯刁找征呻眯园贷翁伎庚庇第07章酶与催化反应卢涛第07章酶

59、与催化反应卢涛五、酶促反应速率受反应体系pH的影响 最适pH (optimum pH)酶催化活性最大时的环境pH。体内酶的最适pH多在6.58之间。 胃蛋白酶的最适pH为1.8 精氨酸酶的最适pH为9.8 pH对几种酶活性的影响 垒凿哲传溃鞭蠢嫩卧澈组公妹陪魄佬促录傻座逝丑堤疑轴七予瀑离棺慈掐第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛六、激活剂可加速酶促反应速率 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-e

60、ssential 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 捎菩哟霸签琴堂注末万彦壤柴宇啄庸血官月歧刷踌耳婴械并梳掉盏粒急票第07章酶与催化反应卢涛第07章酶与催化反应卢涛在酶促反应中,凡能与酶结合而使酶的催化活性下降或消失,但又不引起酶变性的物质称为酶的抑制剂(inhibitor,I)。 七、抑制剂对酶活性可表现出可逆或不可逆性抑制作用 抑制剂可与酶活性中心内或活性中心外的必需基团结合,从而抑制酶的活性。 根据抑制剂与酶是否共价结合及抑制效果的不同,将抑制剂对酶的抑制作用分为可逆性抑制剂(reversible inhibitor)和不可性逆抑制剂(

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