酶促反应的机制

1、酶促反应的机制第1页，共63页，2022年，5月20日，20点59分，星期三第一节 酶的分子结构与功能酶是蛋白质，同样具有一、二、三甚至四级结构。单体酶：仅具有三级结构寡聚酶：多个相同或者不同的亚基多酶体系：有几种不同的酶聚合多功能酶：多种不同催化功能在一条多肽链上。第2页，共63页，2022年，5月20日，20点59分，星期三一、酶的分子组成单纯酶：仅由多肽链构成 酶蛋白结合酶辅酶 辅助因子 金属离子辅基或小分子有机物（全酶） 第3页，共63页，2022年，5月20日，20点59分，星期三酶蛋白决定反应的特异性辅助因子决定反应的种类与性质金属离子是最多见的辅助因子。小分子有机化合物是一些化学

2、稳定的小分子物质，主要作用是参与酶的催化过程，在反应中传递电子，质子或一些基团。第4页，共63页，2022年，5月20日，20点59分，星期三酶蛋白与辅助因子结合形成的复合物成为全酶。金属酶：结合紧密金属激活酶：不甚紧密辅酶：结合松散，可透析超滤去出接受基团或质子后离开酶蛋白。辅基：结合紧密，不可透析超滤去出，不离开酶蛋白。第5页，共63页，2022年，5月20日，20点59分，星期三二、酶的活性中心必需基团：酶分子氨基酸侧链上一些与酶活性密切相关的化学基团。酶的活性中心：酶分子一些一级结构上可能相差很远的必需基团，在空间上互相靠近，组成具有特定空间结构的区域，能与底物特异性结合，并将底物催化

3、成产物。第6页，共63页，2022年，5月20日，20点59分，星期三必需基团有两类：结合基团：结合底物和辅酶催化基团：影响底物的稳定性酶的活性中心是酶分子中具有三级结构的区域，如裂缝或凹陷，可由疏水性氨基酸的基团组成疏水口袋。第7页，共63页，2022年，5月20日，20点59分，星期三peptidesubstrateactive site Essential groups of enzyme out of active siteBinding groupCatalytic groupEssential groups of enzyme in active site第8页，共63页，2022

4、年，5月20日，20点59分，星期三溶菌酶的活性中心第9页，共63页，2022年，5月20日，20点59分，星期三第二节 酶促反应的特点和机制酶在化学反应前后质与量均未改变，只能加速可逆反应的进程，而不能改变反应的平衡点。第10页，共63页，2022年，5月20日，20点59分，星期三一、酶促反应的特点（一）酶促反应具有极高的效率降低活化能（二）酶促反应具有高度的特异性绝对专一性相对专一性立体异构专一性（三）酶促反应的可调节性第11页，共63页，2022年，5月20日，20点59分，星期三第12页，共63页，2022年，5月20日，20点59分，星期三二、酶促反应的机制（一）酶与底物复合物的形

5、成与诱导契合假说（二）酶促反应的机制邻近效应与定向排列多元催化表面效应第13页，共63页，2022年，5月20日，20点59分，星期三诱导契合假说第14页，共63页，2022年，5月20日，20点59分，星期三第二节 酶促反应动力学酶促反应动力学是研究梅促反应速度及其影响因素的。因素包括：酶浓度，底物浓度，pH，温度，抑制剂和激动剂等。第15页，共63页，2022年，5月20日，20点59分，星期三一、底物浓度对反应速度的影响第16页，共63页，2022年，5月20日，20点59分，星期三米氏方程的修正ES 的生成速度 = k1 E S = k1 (E total -ES) S ES 的分解速

6、度 = k-1 ES + kcat ES k1 (E total-ES) S=k-1ES+ kcat ES 第17页，共63页，2022年，5月20日，20点59分，星期三经整理： ES = = 设：Km = k1 E total Sk1 S + k-1+ kcatE total Sk-1+ kcatk1 + S k-1+ kcatk1第18页，共63页，2022年，5月20日，20点59分，星期三则：当反应速度达到最大反应速度的一半时： Km = Sv = kcat ES = kcat E total SKm + S第19页，共63页，2022年，5月20日，20点59分，星期三V0 = k

7、cat ES. (2)ES = Etotal .（最大反应速度应该是所有酶均与底物结合时的速度）Vmax = kcat Etotal . (3) 米氏方程的推导第20页，共63页，2022年，5月20日，20点59分，星期三正反应速度为：Vf = k1 E S逆反应速度为：Vr= k-1 ES在反应达到平衡时，正反应速度等与逆反应速度：k1 E S = k-1 ES第21页，共63页，2022年，5月20日，20点59分，星期三自由酶浓度等于总酶浓度减去结合酶k1 (E total -ES) S = k-1 ES(E total -ES) S k-1ES k1 =Ks ES = E total

8、 SKs + Sv = kcat ES = kcat E total SKs + S第22页，共63页，2022年，5月20日，20点59分，星期三 Vmax = kcat Etotal v = 当 S Ks 时， v Vmax当 S Ks 时， v Vmax SKs + SVmax SKs与 S成正比第23页，共63页，2022年，5月20日，20点59分，星期三Km 和Vmax 的意义Km1，反应速度达到最大反应速度一半是的底物浓度2，表示酶和底物的亲和程度3，km是酶的特征常数之一Vmax 是酶完全被底物饱和时的反应速度第24页，共63页，2022年，5月20日，20点59分，星期三双倒

9、数作图法第25页，共63页，2022年，5月20日，20点59分，星期三01/S双倒数作图法第26页，共63页，2022年，5月20日，20点59分，星期三0SHanes-Woolf 作图法第27页，共63页，2022年，5月20日，20点59分，星期三Eadie-Hofstee作图法（v对v/S作图法）第28页，共63页，2022年，5月20日，20点59分，星期三Vmax对Km作图法第29页，共63页，2022年，5月20日，20点59分，星期三表21 四种作图法特征比较 作图方式 斜率 纵轴截距 横轴截距 1/v1/S Km/ Vmax1/ Vmax -1/KmS/vS 1/ Vmax

10、Km/ Vmax -Kmvv/S -KmVmaxVmax /KmVmaxKmv/S v S 第30页，共63页，2022年，5月20日，20点59分，星期三二、酶浓度对反应速度的影响随着酶浓度的增加，反应速度成正比变化。第31页，共63页，2022年，5月20日，20点59分，星期三三、温度对酶促反应的影响第32页，共63页，2022年，5月20日，20点59分，星期三四、pH 对酶促反应的影响第33页，共63页，2022年，5月20日，20点59分，星期三五、抑制剂对反应速度的影响抑制剂：凡是能使酶的催化活性下降而不引起酶蛋白变性的物质。可逆性抑制不可逆性抑制第34页，共63页，2022年，

11、5月20日，20点59分，星期三（一）不可逆性抑制不可逆性抑制：抑制剂通常与酶的活性中心上的必需基团以共价键结合，使酶失活。不能用透析，超滤等方法除去。第35页，共63页，2022年，5月20日，20点59分，星期三农药可使酶失活解磷定可以解毒第36页，共63页，2022年，5月20日，20点59分，星期三（二）可逆性抑制可逆性抑制：抑制剂通常与酶通过非共价键结合，使酶失活。能用透析，超滤等方法除去。竞争性抑制作用非竞争性抑制作用反竞争性抑制作用第37页，共63页，2022年，5月20日，20点59分，星期三1，竞争性抑制作用竞争性抑制的反应式竞争酶的活性中心第38页，共63页，2022年，5

12、月20日，20点59分，星期三 PABA FH2磺胺类药物竞争性抑制酶的活性第39页，共63页，2022年，5月20日，20点59分，星期三竞争性抑制作用竞争性抑制的动力学关系第40页，共63页，2022年，5月20日，20点59分，星期三竞争性抑制的双倒数作图法竞争性抑制的 Hanes-Woolf 作图法 第41页，共63页，2022年，5月20日，20点59分，星期三竞争性抑制剂存在时，Vmax 不变，Km 值增大第42页，共63页，2022年，5月20日，20点59分，星期三Dixon 作图第43页，共63页，2022年，5月20日，20点59分，星期三2，非竞争性抑制作用非竞争性抑制的

13、反应式竞争酶的活性中心以外的必须基团第44页，共63页，2022年，5月20日，20点59分，星期三非竞争性抑制的双倒数作图法非竞争性抑制的 Hanes-Woolf 作图法第45页，共63页，2022年，5月20日，20点59分，星期三非竞争性抑制剂存在时，Vmax 降低，Km 值不变。第46页，共63页，2022年，5月20日，20点59分，星期三3，反竞争性抑制作用反竞争性抑制的反应式第47页，共63页，2022年，5月20日，20点59分，星期三反竞争性抑制的双倒数作图法反竞争性抑制剂存在时，Vmax 降低，Km 亦降低。第48页，共63页，2022年，5月20日，20点59分，星期三各

14、种可逆性抑制作用的比较结合部位Km Vmax无竞争剂Km Vmax竞争性抑制E 增大 不变 非竞争性抑制E , ES不变 减小反竞争性抑制ES减小减小 第49页，共63页，2022年，5月20日，20点59分，星期三六、激活剂对反应速度的影响激活剂：使酶从无活性变为有活性或使酶的活性增加的物质。必需激活剂非必需激活剂第50页，共63页，2022年，5月20日，20点59分，星期三第四节、酶的调节一、酶活性的调节酶原的激活变构酶酶的共价修饰调节第51页，共63页，2022年，5月20日，20点59分，星期三酶原的激活：体内的酶以无活性的酶原形式存在，在一定条件下，水解几个肽键，使酶分子的构象发生

15、改变，表现出活性。酶原的激活实际上是酶的活性中心形成和暴露的过程。第52页，共63页，2022年，5月20日，20点59分，星期三变构酶：催化亚基调节亚基变构激活剂变构抑制剂第53页，共63页，2022年，5月20日，20点59分，星期三单底物酶与异构酶的反应速度曲线第54页，共63页，2022年，5月20日，20点59分，星期三肌红蛋白和血红蛋白的结构第55页，共63页，2022年，5月20日，20点59分，星期三酶的共价修饰调节：可逆性的共价结合某些化学基团，从而改变酶的活性。磷酸化脱磷酸化第56页，共63页，2022年，5月20日，20点59分，星期三二、酶含量的调节（一）酶蛋白合成的调

16、节诱导阻遏（二）酶蛋白降解的调节第57页，共63页，2022年，5月20日，20点59分，星期三三、同工酶同工酶：是指催化的化学反应相同，但酶蛋白的分子结构，理化性质或免疫学性质不同的一组酶如：乳酸脱氢酶第58页，共63页，2022年，5月20日，20点59分，星期三第六节 酶与医学的关系一、酶与疾病的关系二、酶与疾病的诊断三、酶与疾病的治疗第59页，共63页，2022年，5月20日，20点59分，星期三二、酶在医学上的应用（一）酶作为试剂用于临床检验（二）酶作为药物用于临床治疗第60页，共63页，2022年，5月20日，20点59分，星期三（三）酶作为工具用于科学研究和生产工具酶酶标及测定，酶联免疫测定 ELISA固定化酶抗体酶第61页，共63页，2022年，5月20日，20点59分，星期三名词解释： 1，脂质体2，内在蛋白（整合蛋白）3，外周蛋白（外在蛋白）4，