酶09级临床医学课件-2

1、Enzyme第 三 章 酶Enzyme第 三 章 酶生物体内各种化学反应均在生物催化剂的催化下进行。目前将生物催化剂分为两类酶 、 核酶（脱氧核酶）目前认为生物催化剂主要就是酶。生物体内各种化学反应均在生物催化剂的催化下进行。酶（enzyme）的概念：由活C合成的、对其特异底物起高效催化作用的蛋白质。酶（enzyme）的概念：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，1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

2、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)。酶学研究简史公元前两千多年，我国已有酿酒记载。第一节酶的分子结构与功能The Molecular Structure and Function of Enzyme 第一节酶的分子结构与功能The Molecular S酶的不同形式单体酶(monomeric enzyme)：仅只有一条多肽链;具有三级结构的酶。寡聚酶(oligomeric enzyme)：由多个相同或不同亚基以非共价键

3、连接组成的酶。多酶体系(multienzyme system)：由几种不同功能的酶彼此聚合形成的多酶复合物。酶的不同形式单体酶(monomeric enzyme)：仅只多功能酶多功能酶(multifunctional enzyme)或串联酶(tandem enzyme)：一些多酶体系在进化过程中由于基因的融合，多种不同催化功能存在于一条多肽链中，这类酶称为多功能酶。多功能酶多功能酶(multifunctional enzym一、 酶的分子组成蛋白质部分：酶蛋白 (apoenzyme)辅助因子(cofactor) 金属离子小分子有机化合物全酶(holoenzyme) 结合酶 (conjugate

4、d enzyme):全酶 单纯酶 (simple enzyme) : 仅有蛋白质一、 酶的分子组成蛋白质部分：酶蛋白 (apoenzyme)*各部分在催化反应中的作用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*各部分在催化反应中的作用酶蛋白决定反应的特异性小分子有机化合物的作用主要为由维生素类参与组成的物质。功能：参与酶的催化过程,在反应中传递电子、质子及一些基团。也称为“递氢体、递电子体、氨基载体、酰基载体等。”小分子有机化合物的作用主要为由维生素类参与组成的物质。小分子有机化合物在催化中的作用 小分子有机化合物在催化中的作用 金属离子的作用最多见的辅助因子，23酶含有。常见有K+、

5、Na+、Mg2+、Cu2+（Cu+）、Zn2+、Fe2+（Fe3+）等。金属离子作用：作为酶活性中心的催化基团,参与催化反应，传递电子。连接酶与底物的桥梁。稳定酶的构象。中和阴离子，降低反应中静电斥力。金属离子的作用最多见的辅助因子，23酶含有。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，但与酶的结合不甚紧密。 金属酶(metalloenzyme)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 (p

6、rosthetic group):与酶蛋白结合紧密，不能用透析或超滤的方法除去。辅助因子分类 辅酶 (coenzyme): 辅基 (pr概念：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将底物转化为产物。也称活性部位(active site)，二、酶的活性中心(active center)概念：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。1.结合基团:与底物相结合2.催化基团:催化底物转变成产物 3.活性中心外必需基团：位于活性中心以外，维持酶

7、活性中心应有的空间构象所必需。必需基团(essential group)酶分子中氨基酸残基底 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 目活性部位（活性中心）的特点： 1.活性部位仅占酶的整个体积的相当小的一部分。2.活性部位是个三维的实体。3.结合的专一性决定于活性部位中精确规定的原子的排列。4.大多数底物都以相当弱的力结合在活性部位。5.活性部位往往是裂隙、裂缝或“口袋状”等,且可深入酶分子内部，并多为残基的疏水基团组成的疏水环境。活性部位（活性中心）的特点： 1.活性部位仅占酶的整个体注意：一般认为，酶都具有活性

8、中心，即都有必需基因，当然，有时某个必需基团可同时具备结合与催化两种功能。注意：一般认为，酶都具有活性中心，即都有必需基因，当然，有时酶09级临床医学课件_2酶09级临床医学课件_2HHHHHHHMHHMMHMMMMMMMLDH1 (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)HHHHHHHMHHMMHMMMMMMMLDH1LDH2 L酶09级临床医学课件_2心肌梗死和肝病病人血清LDH同工酶谱的变化1酶活性心肌梗死酶谱正常酶谱肝病酶谱2345LDH1高、LDH5正常或稍高可提示心肌疾患；反之可提

9、示肝脏或骨骼肌疾患。心肌梗死和肝病病人血清LDH同工酶谱的变化1酶活性心肌梗死酶*生理及临床意义1.在代谢调节上起着重要的作用；2.用于解释发育过程中阶段特有的代谢特征；3.同工酶谱的改变有助于对疾病的诊断；4.同工酶可以作为遗传标志，用于遗传分析研究。*生理及临床意义1.在代谢调节上起着重要的作用；第二节 酶的工作原理第二节 酶的工作原理酶与一般催化剂的共同点在反应前后没有质和量的变化；只能催化热力学允许的化学反应；只能加速可逆反应的进程，而不改变反应的平衡点。酶与一般催化剂的共同点（一）酶促反应具有极高的效率（二）酶促反应具有高度的特异性（三）酶促反应的可调节性 酶与一般催化剂的不同点(酶

10、促反应的特点)（一）酶促反应具有极高的效率酶与一般催化剂的不同点(酶促反应一、 酶反应特点酶是蛋白质，是生物催化剂。所以有着与一般催化剂不同的地方。一、 酶反应特点酶是蛋白质，是生物催化剂。所以有着与一般催（一）酶反应具有极高的效率通常比非催化反应高1081020倍，比一般催化剂高1071013倍。（1010约为100亿倍）例1：在0o时，mol过氧化氢酶能使5*10molH2O2分解为H2O和O2，而g的铁离子只能使6*10mo-4H2O2分解，前者比后者快1010倍。例2：碳酸酐酶催化CO2溶解于血中比一般催化剂至少快1000万倍，大约一个碳酸酐酶分子每秒钟能使10万个CO2分子与水结合。

11、（一）酶反应具有极高的效率通常比非催化反应高1081020（二）酶促反应具有高度的特异性（专一性）概念：一种酶仅作用于一种或一类化合物，或一定的化学键，催化一定的化学反应并生成一定的产物。酶的这种特性称为酶的特异性或专一性。（二）酶促反应具有高度的特异性（专一性）概念：一种酶仅作用于1.绝对特异性：只作用于一种底物（或数种结构极其相似的底物），进行一种专一的反应，生成一种特定的产物。 如琥珀酸脱氢酶仅催化琥珀酸脱氢生成延胡索酸。2.相对特异性：作用于一类化合物或一种化学键。 如胰蛋白酶可水解多种蛋白质。3.立体异构特异性：仅作用于立体异构中一类蛋白质。 如人体（包括大部分食肉动物）的淀粉酶只能

12、水解-1，4糖苷键；而不能水解-1，4糖苷键。1.绝对特异性：只作用于一种底物（或数种结构极其相似的底物）（三）酶促反应具有的可调节性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。其中包括三方面的调节。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（三）酶促反应具有的可调节性酶促反应受多种因素的调控，以适二、酶通过促进底物形成过渡态而提高速率二、酶通过促进底物形成过渡态而提高速率(一)酶比一般催化剂更有效降低反应的活化能与一般催化剂一样，酶能降低反应的活化能。即底物分子只需较少的能量使可进入到活化状态。酶比一般催化剂更有效地降低反应的活化能。

13、活化能、活化分子：底物分子从初态转变到活化态所需的能量称为活化能;这时的底物分子也称为活化分子。注意：活化能的改变并不与反应速度呈简单的线状关系。(一)酶比一般催化剂更有效降低反应的活化能与一般催化剂一样，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反应总能量改变 非催化反应活化能 酶促反应 一般催化剂催能（二）酶和底物的结含有利于底物形成过渡态1.诱导契合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。（二）酶和底物的结含有利于底物形成过渡态

14、1.诱导契合酶09级临床医学课件_22.邻近效应与定向排列： 酶特别是酶的活性中心能将诸底物集中在一起（邻近效应），使它们相互接近并形成有利于反应的正确定向关系。（定向排列）实际上是使分子间的反应变成类似于分子内反应，从而大大提高反应速度。2.邻近效应与定向排列：邻近效应与定向排列：邻近效应与定向排列：3.表面效应： 酶的活性中心多为疏水性“口袋”。疏水环境可排除水分子对酶和底物功能基团的干扰性吸引或排斥，防止在底物与酶之间形成水化膜，有利于酶与底物的密切接触。#22. 酶09级临床医学课件_2(三) 多元催化： 1. 酶是是两性蛋白质，常可兼有酸、碱双重催化作用。(三) 多元催化： 1. 酶

15、是是两性蛋白质，常可1)专一酸碱催化水溶液中通过高反应的H+和OH-进行的酸碱催化，即强酸强碱催化细胞一般处于中性pH条件下， H+和OH-浓度很低，因此细胞环境中通常不是专一的酸碱催化 2)广义酸碱催化由广泛的质子供体（酸）和质受体（碱）参与的酸碱催化生理条件不是强酸强碱而是近于中性的环境，因此高反应性的H+和OH-环境不存在因此广义酸碱催化指的是细胞内的弱酸弱碱参与的接受H+和提供H+的催化1)专一酸碱催化2.共价催化作用： 概念：很多酶的催化基团在催化过程中通过和底物形成风瞬间共价键而将底物激活，并很容易进一步被水解形成产物和游离的酶。这种催化机制称为。3.亲核催化作用： 概念：酶活性中

16、心有的基团属于亲核基团，可以提供电子给带有部分正电荷的过渡态中间物，从而加速产物的生成。这种催化机制称为。2.共价催化作用：第三节酶促反应动力学Kinetics of Enzyme-Catalyzed Reaction第三节酶促反应动力学Kinetics of Enzyme酶促反应动力学的概念是研究酶促反应速度及其影响因素的科学。或者说：是研究各种因素对酶促反应速度的影响，并加以定量的阐述的科学。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。酶促反应动力学的概念是研究酶促反应速度及其影响因素的科学。酶促反应动力学研究的意义有助于阐明酶

17、的结构与功能的关系，也可为酶作用机理的研究提供数据；有助于寻找最有利的反应条件，以最大限度地发挥酶催化反应的高效率；有助于了解酶在代谢中的作用或某些药物作用的机理等。 因此对它的研究具有重要的理论意义和实践意义。 酶促反应动力学研究的意义有助于阐明酶的结构与功能的关系，也可研究前提单底物、单产物反应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反应速度取其初速度，即底物的消耗量很小（一般在5以内）时的反应速度底物浓度远远大于酶浓度研究前提单底物、单产物反应从图59显然看出，在开始一段时间内反应速度几乎维持恒定，亦即产物的生成量与时间成直线关系。但随着时间的延长

18、，曲线斜率逐渐减少，反应速度逐渐降低。产生这种现象可能的原因很多，如由于反应的进行使底物浓度降低，产物的生成而逐渐增大了逆反应，酶本身在反应中失活，产物的抑制等等，为了正确测定酶促反应速度并避免以上因素的于扰，就必须只选定以上因素还来不及起作用时的速度，称之为”反应初速度”。从图59显然看出，在开始一段时间内反应速度几乎维持恒定，亦一、底物浓度对反应速度的影响一、底物浓度对反应速度的影响一、底物浓度对反应速度的影响一、底物浓度对反应速度的影响2010.9.152010.9.15 底物浓度对反应速度的影响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。第三章 酶. 底物浓度对反

19、应速度的影响在其他因素不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目 录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。随着底物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目 录随着底物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目 录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：

20、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) VmaxS Km + S （一）米曼氏方程式1913年Michaelis和Menten提出反应速度与底酶促反应模式中间产物学说 目前，解释酶促反应中底物浓度和反应速度关系的最多见的是中间产物学说。E + S k1k2k3ESE + P酶首先与底物结合生成“酶-底物复合物”，此复合物再分解为产物和游离的酶。 ES: 中间产物酶促反应模式中间产物学说 目前，解释酶促反应中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

21、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的浓度可认为不变即SSt。 米曼氏方程式推导基于两个假设：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 (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：推导过程稳态：是指ES的生成速度与分解速度相等，即 ES当底物浓度很高，将酶的活性中心全部饱和时，即EtES，反应达最大速度VmaxK3ESK3Et (5)ES EtSKm + S

22、(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如何理解此方程：此方程只有两个变量：反应速度V与底物浓度S。此方程就是求解两者关系即双曲线轨迹的方程。Vmax是容易理解的，而米氏常数Km有何意义？如何理解此方程：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 当反应速度为最大反应速度一半时 Km值的推导KmS （二）

23、Km与Vmax的意义（二）Km与Vmax的意义酶09级临床医学课件_2酶09级临床医学课件_2酶09级临床医学课件_2（三）m值与max值的测定因为底物浓度曲线是矩形双曲线,很难精确地测出Km和Vmax。为此人们将米氏方程进行种种变换，将曲线作图转变成直线作图。（三）m值与max值的测定因为底物浓度曲线是矩形双曲线,1. 双倒数(林-贝氏)作图法 VmaxS Km+SV = （林贝氏方程） + 1/V=KmVmax 1/Vmax 1/S 两边同取倒数 1. 双倒数(林-贝氏)作图法 VmaxS Km+S以1V 对 1S作图即为直线，其 纵轴上的截距为1 Vmax，横轴上的截距为1 Km以1V

24、对 1S作图即为直线，其 纵轴上的截距为12. 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 2. Hanes作图法S S/V -Km KmSSV0KmVmax斜率 1Vmax图 3 11 Hanes 作图法其横轴截距为 - Km，直线的斜率为1Vmax。 必须指出米氏方程只适用于较为简单的酶作用过程，对于比较复杂的酶促反应过程，如多酶体系、多底物、多产物、多中间物等，还不能全面地籍此概括和说明，必须借助于复杂的计算过程。必须指出米氏方程只适用于较为简单的酶作用过程，对于比较复杂的二、酶浓度对反应速度的影响当SE，酶可被

25、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 二、酶浓度对反应速度的影响当SE，酶可被底物饱和双重影响温度升高，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 温度每升高10C，大多数酶促反应的速率加倍。双重影响三、温度对反应速度的影响最适温度 (opti

26、mum 四、 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pH。0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 246810四、 pH对反应速度的影响最适pH (optimum 注意：并不是所有的酶对热都是不稳定的。 例如，在地热温泉中发现的嗜热细菌在温度超过85oC时，其细胞中的酶仍保持完全的性。动物体内多数酶最适pH接近中性。但 胃蛋白酶约为1.8。 肝精氨酸酶约为9.8。注意：并不是所有的酶对热都是不稳定的。酶作用环境的pH可以影响酶蛋白的结构、酶活性部位的解离状态、辅酶的解离、底物分子的解离。 从而影响酶与底物的结合以及对底物的催化

27、效力。酶作用环境的pH可以影响酶蛋白的结构、注意：虽然一种酶的最适pH往往反映该酶正常环境的pH，但二者可能并不正好相同。在生理pH下，有些酶可能刚好处在最适范围，而有些酶则处在高于或低于它们的最适pH环境中。因此，它们就会有不同的催化活性。这是酶的一种自然调节方式。注意：虽然一种酶的最适pH往往反映该酶正常环境的pH，但二者五、抑制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（inhibitor），常简写为I。 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五、抑制剂对反应速度的影响酶的抑制剂(inhi

28、bitor) 抑制作用的类型不可逆性抑制 (irreversible inhibition)可逆性抑制 (reversible inhibition)：竞争性抑制 (competitive inhibition)非竞争性抑制 (non-competitive inhibition)反竞争性抑制 (uncompetitive inhibition) 抑制作用的类型不可逆性抑制 (irreversible (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。 * 举例有机磷化合物 羟基酶解毒 - - - 解磷定(PAM)重金属离子及砷化合物 巯基酶解毒 - -

29、 - 二巯基丙醇(BAL) (一) 不可逆性抑制作用* 概念注意：此类抑制作用并不都“不可逆”，应该说是“很难可逆”，临床经常使用一些针对性强的药物，去除此类抑制剂，恢复酶活性，从而达到治病救人的目的。注意：酶09级临床医学课件_2酶09级临床医学课件_2酶09级临床医学课件_2酶09级临床医学课件_2有机磷化合物路易士气失活的酶羟基酶失活的酶酸巯基酶失活的酶酸BAL巯基酶BAL与砷剂结合物有机磷化合物路易士气失活的酶羟基酶失活的酶酸巯基酶失活的酶酸（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

30、非竞争性抑制反竞争性抑制 * 类型（二） 可逆性抑制作用* 概念竞争性抑制* 类型注意：有抑制剂存在时，Km值称为“表观Km值”。注意：有抑制剂存在时，Km值称为“表观Km值”。. 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。这种抑制作用称为竞争性抑制作用。 . 竞争性抑制作用+IEIE + SE + PES反应模注意：此类抑制剂只与游离的酶结合，由于此类抑制剂I与底物S都是结合于酶活性中心的，因此其抑制程度取决于抑制剂与酶的相对亲和力和与底物浓度的相对比例。注意：此类抑制剂只与游离的酶

31、结合，由于此类抑制剂I与底物+EESIESEIE P+EESIESEIE P酶09级临床医学课件_2酶09级临床医学课件_2酶09级临床医学课件_2有竞争性抑制剂存在的曲线与无抑制剂的曲线相交于纵坐标I/Vmax处，但横坐标的截距，因竞争性抑制存在变小，说明该抑制作用并不影响酶促反应的最大速度，而使Km值变大。有竞争性抑制剂存在的曲线与无抑制剂的曲线相交于纵坐标I/Vm酶09级临床医学课件_2 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 磺胺类药物的抑菌机制二氢蝶呤啶 对氨基苯甲酸 小 结小 结 * 特点抑制程度取决于抑制剂与酶的

32、相对亲和力及底物浓度；I与S结构类似，竞争酶的活性中心；动力学特点：Vmax不变，表观Km增大。 抑制剂 无抑制剂 1/V 1/S * 特点抑制程度取决于抑制剂与酶的相对亲和力及底物浓度；I酶09级临床医学课件_2* 反应模式E+SESE+P+ S S+ S S+ESIEIEESEP+IEI+S EIS +I* 反应模式E+SESE+P+ S S+ S S+ESI酶09级临床医学课件_2酶09级临床医学课件_2有非竞争性抑制剂存在的曲线与无抑制剂存在的曲线相交于横坐标1/Km处，纵坐标截距，因非竞争性抑制剂的存在而变大，说明该抑制作用，并不影响底物与酶的亲和力，而使酶促最大反应速度变小。有非竞

33、争性抑制剂存在的曲线与无抑制剂存在的曲线相交于横坐标2010.9.202010.9.20* 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 * 特点抑制剂与酶活性中心外的必需基团结合，底物与抑制剂之间总上所述，酶的竞争性和非竞争性抑制可通过双倒数作图加以区别。Vmax不因竞争性抑制剂的存在而改变，Km则不因非竞争性抑制剂的存在而改变。总上所述，酶的竞争性和非竞争性抑制可通过双倒数作图加以区别。酶09级临床医学课件_2* 反应模式E+SE+P ES+IESI+ESESE

34、SIEP* 反应模式E+SE+P ES+IESI+ESESESIVmax降低，表观Km降低Vmax降低，表观Km降低* 特点：抑制剂只与酶底物复合物结合；抑制程度取决与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 * 特点：抑制剂只与酶底物复合物结合；抑制程度取决与抑制剂各种可逆性抑制作用的比较 各种可逆性抑制作用的比较 酶09级临床医学课件_2六、激活剂对反应速度的影响概念：使酶由无活性变为有活性或活性增加的物质称为激活剂（activator）。分类：1.金属离子：占大多数。另外还可有阴离子，如CI-。2.有机化合物。六、激活剂对反应速

35、度的影响必需激活剂：酶促反应所必需。多数金属离子属此类。它们往往与底物结合后才能被酶结合。非必需激活剂：能提高酶活性，但非必需。多数有机化合物属此类。必需激活剂：酶促反应所必需。多数金属离子属此类。它们往往与底七、酶活性测定和酶活性单位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。 酶的活性单位是衡量酶活力大小的尺度，它反映在规定条件下，酶促反应在单位时间（s、min或h）内生成一定量（mg、g、mol等）的产物或消耗一定数量的底物所需的酶量。 七、酶活性测定和酶活性单位酶的活性是指酶催化化学反应的能

36、力，国际单位(IU)在特定的条件下，每分钟催化1mol底物转化为产物所需的酶量为一个国际单位。 催量单位(katal)催量(kat)是指在特定条件下，每秒钟使mol底物转化为产物所需的酶量。 kat与IU的换算： 1 IU=16.6710-9 kat国际单位(IU)催量单位(katal)kat与IU的换算： 第 四 节 酶 的 调 节The Regulation of Enzyme 第 四 节 酶 的 调 节The Regula酶活性的调节（快速调节）酶含量的调节（缓慢调节） 调节方式 调节对象 关键酶酶活性的调节（快速调节）酶含量的调节（缓慢调节） 调节方式 一 、酶活性的调节（一）酶原与酶

37、原的激活酶原 (zymogen)有些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。一 、酶活性的调节（一）酶原与酶原的激活酶原 (zymoge 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 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激活过程赖缬天天天天甘异赖缬天天天天缬组丝SSSS46183甘异缬组 例如，胰蛋白酶原进入小肠后，受肠

38、或胰蛋白酶本身的激活，第6位赖氨酸与第7位异亮氨酸残基之间的肽键被切水解掉一个六肽，酶分子空间构象发生改变，产生酶的活性中心，于是胰蛋白酶原变成了有活性的胰蛋白酶。除消化道的蛋白酶外，血液中有关凝血和纤维蛋白溶解的酶类，也都以酶原的形式存在。 例如，胰蛋白酶原进入小肠后，受肠或胰蛋白酶本身的激活， 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。消化酶;凝血酶 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（二）变构酶变构效应剂 (al

39、losteric effector)变构激活剂变构抑制剂 变构调节 (allosteric regulation) 变构酶 (allosteric enzyme) 变构部位 (allosteric site)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，从而改变酶的催化活性，此种调节方式称变构调节。（二）变构酶变构效应剂 (allosteric effect注意：1.活性可增加，也可减少。2.变构酶也称为别构酶，这类调节也称为别构调节。“别构”的意思是指与功能直接有关的部位（如：活性中心）不同的部位（即别的部位）。 注意：酶09级临床医学课件_2变构酶常为多个亚基构成的寡

40、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 变构酶常为多个亚基构成的寡聚体，具有协同效应 变构（三） 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（三） 酶的共价修饰调节共价修饰(covalent modi 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-

41、O-PO32-酶蛋白 酶的磷酸化与脱磷酸化 -OHThr酶蛋白H2O二、 酶含量的调节二、 酶含量的调节酶09级临床医学课件_2第十八章维生素与微量元素（P433）第十八章维生素与微量元素（P433）维生素（vitamin）概念：维生素是机体维持正常功能所必需，但在体内不能合成或合成量不足，必须由外界（食物）供给的一组低分子量有机物质。分类：脂溶性维生素 特点：体内储存多，但也易中毒。水溶性维生素 特点：体内储存少，但也不易中毒。注意：维生素与激素的异同点。维生素（vitamin）概念：维生素是机体维持正常功能所必需脂溶性维生素:维生素A、维生素D、维生素E、维生素K 等水溶性维生素:维生素B

42、族、维生素c维生素B族-维生素B1、维生素B2 、维生素PP、维生素B6、泛酸、生物素、叶酸、维生素B12 等。脂溶性维生素: 第一节 脂溶性维生素 第一节 脂溶性维生素一、维生素A（一）化学本质及性质分类： 1.A1 - 视黄醇 2.A2 - 3-脱氢视黄醇胡罗卜素：可在小肠转变为分子视黄醇，所以称为维生素A原。注意：维生素A在体内的活性形式为视黄醇、视黄醛、视黄酸一、维生素A（一）化学本质及性质（二）生化作用及缺乏症作用: 构成视觉内感光物质缺乏症：夜盲症（二）生化作用及缺乏症作用: 构成视觉内感光物质在视觉内由11-顺视黄醛与不同的视蛋白组成视色素。而11-顺视黄醛是由视黄醇转化而来。视

43、色素有多种，以视紫红质为例：当视紫红质感光时，11-顺视黄醛在光异构下转变成全反顺视黄醛，并引起杆状细胞膜的Ca2+离子通道的开放，Ca2+迅速流入细胞并激发神经冲动，经传导到大脑后产生视觉。而大部分全反顺视黄醛被还原为全反顺视黄醇流入肝脏并转变为11-顺视黄醇，而后再随血流返回视网膜氧化成11-顺视黄醛，并重新合成视色素。在视觉内由11-顺视黄醛与不同的视蛋白组成视色素。而11-酶09级临床医学课件_22.参与糖蛋白的合成：当维生素A缺乏时，可导致糖蛋白合成的中间体的异常，低分子量的多糖-脂的堆积。2.参与糖蛋白的合成：当维生素A缺乏时，可导致糖蛋白合成的中3.其它作用： 组织的发育、上皮的

44、正常分化；减轻致癌物质的作用；抗氧化剂、消灭自由基等等。4.长期过量（超过需要量的1020倍）摄取会引起不良反应甚至中毒。3.其它作用：二、 维生素D化学本质和性质维生素D为类固醇衍生物，由于体内可生成相当部分，目前认为它也是一种类固醇激素。分类：D2（麦角钙化醇）-植物中较高D3（胆钙化醇）-动物中较高，是人体所需的主要形式。二、 维生素D化学本质和性质酶09级临床医学课件_2维生素D2和D3的生成 维生素D2和D3的生成 两种维生素D具有同样的生理作用。人体主要从动物食品中获取一定量的维生素D3(它常与维生素A共同存在)，而植物中的麦角固醇除非经过紫外线照射(转变为维生素D2)，否则很难被人体吸收利用。正常成人所需要的维生素D主要来源于7-脱氢胆固醇的转变。7-脱氢