第三章-酶和维生素-2009-2-25课件

第3章

酶和维生素酶的概念化学本质？？蛋白质少数RNA也能催化生物反应：Ribozyme酶的概念酶是一类由活性细胞产生的具有催化作用和高度专一性的生物大分子。简单说，酶是一类由活性细胞产生的以蛋白质为主的生物催化剂。底物产物关键酶11/2/2022第一节

酶的分子结构与功能

TheMolecularStructureandFunctionofEnzyme酶的不同形式:单体酶(monomericenzyme)：仅有一条多肽链的酶。寡聚酶(oligomericenzyme)：由多个相同或不同亚基以非共价键连接组成的酶。多酶体系(multienzymesystem)：由几种不同功能的酶彼此聚合形成的多酶复合物。多功能酶(multifunctionalenzyme)或串联酶(tandemenzyme)：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。一、酶的分子结构与功能蛋白质部分：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(conjugatedenzyme)单纯酶(simpleenzyme)小分子有机化合物是一些化学稳定的小分子物质，称为辅酶

(coenzyme)。其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。辅酶的种类不多，且分子结构中常含有维生素或维生素类物质。

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(prostheticgroup):与酶蛋白结合紧密，不能用透析或超滤的方法除去。转移的基团小分子有机化合物（辅酶或辅基）名称所含的维生素氢原子（质子）NAD＋（尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸，辅酶I尼克酰胺（维生素PP）之一NADP＋（尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸，辅酶II尼克酰胺（维生素PP）之一FMN（黄素单核苷酸）维生素B2（核黄素）FAD（黄素腺嘌呤二核苷酸）维生素B2（核黄素）醛基TPP（焦磷酸硫胺素）维生素B1（硫胺素）酰基辅酶A（CoA）泛酸硫辛酸硫辛酸烷基钴胺素辅酶类维生素B12二氧化碳生物素生物素氨基磷酸吡哆醛吡哆醛（维生素B6之一）甲基、甲烯基、甲炔基、甲酰基等一碳单位四氢叶酸叶酸某些辅酶（辅基）在催化中的作用金属酶(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-activatedenzyme)金属离子为酶的活性所必需，但与酶的结合不甚紧密。金属离子是最多见的辅助因子金属离子的作用：参与催化反应，传递电子；在酶与底物间起桥梁作用；稳定酶的构象；中和阴离子，降低反应中的静电斥力等。与酶催化反应关系密切的氨基酸侧链基团---必需基团二、酶的活性中心（activesite)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的区域，能与底物特异结合并将底物转化为产物。酶的活性中心

(activecenter)活性中心内的必需基团结合基团(bindinggroup)与底物相结合催化基团(catalyticgroup)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和（或）作为调节剂的结合部位所必需。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、μg、μmol等）的产物或消耗一定数量的底物所需的酶量。

三、酶的活性单位国际单位(IU)在特定的条件下，每分钟催化1μmol底物转化为产物所需的酶量为一个国际单位。催量单位(katal)１催量(kat)是指在特定条件下，每秒钟使１mol底物转化为产物所需的酶量。kat与IU的换算：1IU=16.67×10-9kat国际酶学委员会（EnzymeCommission,EC）将所有的酶按它们所催化的反应的性质分为六大类。分类

序号酶的类型催化反应的性质举例1氧化还原酶类(oxidoreductase)脱氢酶、氧化酶、过氧化物酶、加氧酶2转移酶类

(transferase)谷丙转氨酶、已糖激酶3水解酶类

(hydrolase)酯酶、蛋白酶、淀粉酶AH2+BA+BH2AR+BA+BRAB+H2OAOH+BH一、酶的分类第二节酶的命名及分类分类

序号酶的类型催化反应的性质举例4裂解酶类

(lyase)醛缩酶、水合酶、脱氨酶、脱羧酶5异构酶类

(isomerase)差向异构酶、顺反异构酶、酮醛异构酶6合成酶类(连接酶类)(ligase)羧化酶、氨酰-tRNA合成酶、天冬酰胺合成酶A－BXYAB＋X－YAA'A＋BABATPADP＋Pi氧，转，水，裂，异，合其书写方式是：EC数字.数字.数字.数字酶的分类序号亚类亚亚类顺序号根据催化的化学键的特点和参加反应的基团不同，将每一大类又进一步细分乙醇脱氢酶的编码是：EC1.1.1.1

第一个“1”——第1大类，即氧化还原酶类；第二个“1”——第1亚类，供氢体为CHOH；第三个“1”——第1亚亚类，受氢体为NAD+；第四个“1”——在亚亚类中的顺序号。乳酸脱氢酶的编码是：EC1.1.1.27二、酶的命名（一）习惯命名法根据底物命名；2.根据反应类型命名根据底物＋反应类型命名（二）系统命名（国际酶学委员会规定，IEC）

系统名称＋酶的分类与编号＋习惯名称（所有底物＋反应性质）16大类底物＋反应类型

1、2－－－亚类/大类

1、2－－亚亚类/亚类酶的特定编号/亚亚类4个数字乳酸:NAD+氧化还原酶(EC1.1.1.27),乳酸脱氢酶

酶的国际习惯用名和系统命名的应用实例

2.国际系统命名法酶的分类催化的化学反应举例系统名称EC编号推荐名称氧化还原酶类乙醛+NADH+H+乙醇：NAD+氧化还原酶EC1.1.1.1乙醇脱氢酶转移酶类草酰乙酸+L-谷氨酸L-天冬氨酸：-酮戊二酸氨基转移酶EC2.6.1.1天冬氨酸转氨酶水解酶类D-葡萄糖+H3PO4D-葡糖-6-磷酸水解酶EC3.1.3.9葡糖6-磷酸酶裂解酶类磷酸二羟丙酮+醛酮糖-1-磷酸裂解酶EC4.1.2.7醛缩酶异构酶类D-果糖-6-磷酸D-葡糖-6-磷酸酮-醇异构酶EC5.3.1.9磷酸果糖异构酶连接酶类L-谷氨酰胺+ADP+磷酸L-谷氨酸：氨连接酶EC6.3.1.2谷氨酰胺合成酶一些酶的分类与命名国际酶学委员会建议：每个酶都给予2个名称习惯名系统名国际系统命名法看起来科学而严谨，但使用起来不太方便.酶与一般催化剂的相同点：1、催化热力学上允许进行的反应2、使反应加速达到平衡点3、反应前后酶的质量不变酶与一般催化剂的不同点：1、高度的催化效率2、高度的特异性3、受多种因素调控4、酶活性对环境因素的敏感性5、酶活性的区域化第三节酶促反应的特点与机制一、酶催化作用的特点酶的高效催化能力无催化剂一般化学催化剂酶酶的催化效率比非催化反应高108-1020，比一般催化剂高106-1012倍。酶的高效催化能力酶：降低反应的活化能11/2/2022酶的高度特异性一种酶作用于一种（类）化合物或一定的化学键，催化一定的化学反应，生成一定的产物的现象。绝对特异性相对特异性立体异构特异性脲酶只催化尿素水解蔗糖酶水解蔗糖和棉子糖乳酸脱氢酶只水解L-乳酸酶的高度特异性光学异构特异性延胡索酸酶只催化反丁烯二酸水化成苹果酸（三）酶活性对环境因素有很高的敏感性（四）可调节性抑制剂和激动剂共价修饰改变酶的结构表达量影响总体活性酶催化作用的本质：降低反应活化能酶催化作用的中间产（络合）物学说在酶催化的反应中，第一步是酶与底物形成酶－底物中间复合物。当底物分子在酶作用下发生化学变化后，中间复合物再分解成产物和酶。

E+S====E-SP+E许多实验事实证明了E－S复合物的存在。E－S复合物形成的速率与酶和底物的性质有关。二、酶促反应的机制锁钥假说：认为整个酶分子的天然构象是具有刚性结构的，酶表面具有特定的形状。酶与底物的结合如同一把钥匙对一把锁一样。酶底物相互作用变形变形完美结合后的酶与底物复合物结合释放出产物酶-底物复合物：过渡态E+SESE+P酶促反应方程式（一）诱导契合学说(二)共价催化：亲核、亲电催化剂通过与底物形成反应活性很高的共价过渡中间产物，使反应活化能降低，从而提高反应速度的过程，称为共价催化酶中参与共价催化的基团主要包括His的咪唑基，Cys的硫基，Asp的羧基，Ser的羟基等。某些辅酶，如焦磷酸硫胺素和磷酸吡哆醛等也可以参与共价催化作用。(三)酸碱催化：专一的酸碱催化总酸碱催化

质子供体或质子受体参与的催化His

残基的咪唑基是酶的酸碱催化作用中最活泼的一个催化功能团。广义酸基团广义碱基团（质子供体）（质子受体）（四）金属离子催化作为酶活性中心的催化基团直接参与传递电子等催化反应与酶蛋白结合后，稳定酶发挥催化作用的活性构象结合在酶蛋白上，中和酶与底物结合的局部环境的负电荷，降低静电排斥而促进对底物的结合作为辅助因子连接酶与底物，便于酶对底物的识别（五）临近效应与表面效应(1)临近定向效应：在酶促反应中，底物分子结合到酶的活性中心，一方面底物在酶活性中心的有效浓度大大增加，有利于提高反应速度；另一方面，由于活性中心的立体结构和相关基团的诱导和定向作用，使底物分子中参与反应的基团相互接近，并被严格定向定位，使酶促反应具有高效率和专一性特点。（2）表面效应：酶的活性中心提供的疏水环境可排除水分子对各功能基团的干扰性吸引或排斥，防止底物与酶之间形成水化膜，利于酶与底物结合。影响酶作用的因素：酶浓度、底物浓度、pH值、温度、激活剂、抑制剂第三节酶促反应动力学所指的速度是反应的初速度！以测定酶促反应的速度为依据研究各种因素对酶促反应速度的影响，并加以定量的阐述。11/2/2022一、底物浓度对反应速率影响矩形双曲线关系速度的三段变化：a段直线上升。b段增加的程度降低。c段趋于不变。解释机理？

底物浓度对反应速度的影响一级反应非正比关系零级反应底物饱和现象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

(Michaelisequation)。[S]：底物浓度V：不同[S]时的反应速率Vmax：最大反应速率(maximumvelocity)

Ｋm：米氏常数(Michaelisconstant)

ＶVmax[S]

Km+[S]＝──K1E+SESP+EK-1K2VVmax[S]Km+[S]米—曼氏方程解释底物饱和效应K1E+SESP+EK-1K2当[S]远小于Km时，V=[S]*Vmax/Km当[S]远大于Km时，V=Vmax当[S]=Km，V=Vmax/2KmK-1+K2K1当反应速率为最大反应速率一半时：

米氏方程中动力学参数的意义Km=[S]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。2=Km+[S]VmaxVmax[S]VmaxV[S]KmVmax/2

Km与Vmax的意义定义：Km等于酶促反应速率为最大反应速率一半时的底物浓度。意义：Km是酶的特征性常数之一，只与酶的结构、底物和反应环境（如，温度、pH、离子强度）有关，与酶的浓度无关。Km可近似表示酶对底物的亲和力；同一酶对于不同底物有不同的Km值。Km值Vmax意义：Vmax=k2[E]定义：Vm是酶完全被底物饱和时的反应速率，与酶浓度成正比。如果酶的总浓度已知，可从Vmax计算酶的转换数(turnovernumber)，即动力学常数k2。定义:当酶被底物充分饱和时，单位时间内每个酶分子催化底物转变为产物的分子数。意义:可用来比较每单位酶的催化能力。

酶的转换数(turnovernumber)1.双倒数作图法(doublereciprocalplot)，又称为林-贝氏(Lineweaver-Burk)作图法Vmax[S]Km+[S]V=（林－贝氏方程）+1/V=KmVmax1/Vmax1/[S]两边同取倒数（三）Ｋm值与Ｖmax值可以通过作图法求取-1/Km1/Vmax2.Hanes-Woolf作图法在林－贝氏方程基础上，两边同乘[S][S]/V=Km/Vmax+[S]/Vmax[S][S]/V-Km

Km/Vm1/Vmax二、底物足够时酶浓度对反应速率的影响呈直线关系在酶促反应系统中，当底物浓度大大超过酶的浓度，酶被底物饱和时，反应速率达最大速率。此时，反应速率和酶浓度变化呈正比关系。当[S]＞＞[E]，酶可被底物饱和的情况下，反应速率与酶浓度成正比。关系式为：V=k2[E]0V[E]当[S]>>[E]时，Vmax

=k2[E]酶浓度对反应速率的影响三、温度对反应速率的影响具有双重性温度对酶促反应速率具有双重影响。酶促反应速率最快时反应体系的温度称为酶促反应的最适温度(optimumtemperature)。温度对淀粉酶活性的影响酶的最适温度不是酶的特征性常数，它与测定初速度所需的时间有关。酶的活性虽然随温度的下降而降低，但低温一般不使酶破坏。温度回升后，酶又恢复其活性。

四、pH通过改变酶和底物分子解离状态影响反应速率酶催化活性最高时反应体系的pH称为酶促反应的最适pH(optimumpH)。pH对某些酶活性的影响最适pH不是酶的特征性常数，它受底物浓度、缓冲液种类与浓度、以及酶纯度等因素的影响。

五、抑制剂可逆地或不可逆地降低酶促反应速率酶的抑制剂(inhibitor)酶的抑制区别于酶的变性：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。抑制作用的类型不可逆性抑制(irreversibleinhibition)可逆性抑制(reversibleinhibition)竞争性抑制(competitiveinhibition)非竞争性抑制(non-competitiveinhibition)反竞争性抑制(uncompetitiveinhibition)根据抑制剂和酶结合的紧密程度不同，酶的抑制作用分为：

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------二巯基丙醇(BAL)

概念举例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。（一）不可逆性抑制剂主要与酶共价结合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与砷剂结合物解毒：二巯基丙醇解磷（二）可逆性抑制作用竞争性抑制非竞争性抑制反竞争性抑制类型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。竞争性抑制作用的抑制剂与底物竞争结合酶的活性中心

有些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。这种抑制作用称为竞争性抑制作用。定义E+SESE+P+IEIKi反应模式+IEIE+SE+PESIS+++ESIESEIPEE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动力学特点：Vmax不变，表观Km增大。

ＣＯＯＨＣＯＯＨ││ＣＨ2或ＣＨ2││ＣＯＯＨＣ＝Ｏ丙二酸│ＣＯＯＨ草酰乙酸举例ＣＯＯＨ│ＣＨ2

琥珀酸脱氢酶│ＨＣ－ＣＯＯＨＣＨ2

│ＨＯＯＣ－ＣＨＣＯＯＨ琥珀酸延胡索酸竞争性抑制作用的双倒数方程式两边取倒数,得y=ax+b[I]竞争性抑制竞交YVmax不变Km↑0[s]1v1无抑制剂Km1Vm1动力学特点：Vmax不变，表观Km增大。

酶的竞争性抑制作用：

1.“竞争”需要双方——底物与抑制剂之间；

2.为什么能发生“竞争”——二者结构相似；

3.“竞争的焦点”——酶的活性中心；

4.“抑制剂占据酶活性中心”——酶活性受抑。

有些抑制剂与酶活性中心外的必需基团相结合，不影响酶与底物的结合，酶和底物的结合也不影响酶与抑制剂的结合。底物和抑制剂之间无竞争关系。但酶-底物-抑制剂复合物(ESI)不能进一步释放出产物。这种抑制作用称作非竞争性抑制作用。非竞争性抑制作用的抑制剂不改变酶对底物的亲和力

定义反应模式+S－S+S－S+ESIEIEESEPE+SESE+P+IEI+SEIS+I不受底物浓度的影响，只决定于抑制剂浓度和抑制剂与酶的亲和力非竞争性抑制作用的双倒数方程式y=ax+b0[s]1v1Km1Vm1无抑制剂非竞争性抑制[I]非交XVmax↓Km不变动力学特点：Vmax降低，表观Km不变。

抑制剂仅与酶和底物形成的中间产物(ES)结合，使中间产物ES的量下降。这样，既减少从中间产物转化为产物的量，也同时减少从中间产物解离出游离酶和底物的量。这种抑制作用称为反竞争性抑制作用。定义反竞争性抑制作用的抑制剂仅与酶-底物复合物结合

反应模式E+SE+PES+IESI++ESESESIEPES去路的增加，促进了E与S的结合抑制程度随底物浓度和抑制剂浓度及抑制剂同酶的亲和力增加而增加反竞争性抑制作用的双倒数方程式y=ax+b反竞争性抑制0[s]1v1Km1Vm1无抑制剂[I]反平行Vmax

↓Km↓动力学特点：Vmax降低，表观Km降低。

三种可逆性抑制作用的比较反竞争性抑制竞争性抑制非竞争性抑制无抑制剂E与I结合的组分表观Km最大速度KmVm不变增大减小降低不变降低E、ESES三种可逆性抑制作用的特征曲线记住特征可推导其Vmax与Km的变化特点竞交Y，非交X，反平行。六、激活剂可加快酶促反应速率定义使酶由无活性变为有活性或使酶活性增加的物质称为激活剂(activator)。种类必需激活剂非必需激活剂

可提高酶的催化活性2)不可缺少的1)多为金属离子第四节

酶的调节

TheRegulationofEnzyme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。在一定条件下，酶原向有活性酶转化的过程。一、酶原的激活酶原(zymogen)酶原的激活酶活性的调节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的激活实际上是酶的活性中心形成或暴露的过程酶原激活酶原酶激活（无活性）（有活性）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。二、同工酶(isoenzme)催化相同的化学反应,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。1.概念不同基因或等位基因编码的多肽链存在于同一种属或同一个体的不同组织或同一细胞的不同亚细胞结构中。2.几个要点：同一基因转录生成的，因翻译差异所得的多肽链组成的蛋白质2.举例：乳酸脱氢酶（LD）②酶的组成、结构及性质；H3MLD2H2M2LD3HM3LD4M4LD5H4LD1为H亚基(心肌型)为M亚基(骨骼肌型)①都催化：丙酮酸+NADH+H+乳酸+NAD+LD电泳速度不同：

LD1>LD2>LD3>LD4>LD5对同一底物的Km也不同；③LD的两种不同亚基的合成受不同基因的控制：H由12号染色体的基因位点B控制M由11号染色体的基因位点A控制这两种亚基在不同器官合成的速度不同，杂交的情况也不同，在不同的组织器官的含量与分布比例不同。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。三、共价修饰(covalentmodification)无/低活性有/高活性互变磷酸化与脱磷酸化乙酰化与脱乙酰化甲基化与脱甲基化腺苷化与脱腺苷化—SH与—S—S—常见类型酶级联效应变构效应剂(allosteric

effector)变构激活剂变构抑制剂

变构调节

(allostericregulation)变构酶(allostericenzyme)变构部位(allostericsite)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。四、别构酶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Ｓ形曲线[S]V无变构效应剂酶的变构调节是体内代谢途径的重要快速调节方式之一。举例磷酸果糖激酶-1是糖酵解三个限速酶中催化效率最低的酶,被认为是糖酵解作用最重要的限速酶。ADP和AMPATP和柠檬酸6-磷酸果糖磷酸果糖激酶-11,6-二磷酸果糖(+)(-)五、酶含量的调节诱导作用(induction)

阻遏作用(repression)（一）酶蛋白合成可被诱导或阻遏诱导剂：在转录水平上促进酶生物合成的化合物。阻遏物：在转录水平上减少酶生物合成的物质。溶酶体蛋白酶降解途径（不依赖ATP的降解途径）非溶酶体蛋白酶降解途径（又称依赖ATP和泛素的降解途径）（二）酶降解的调控与一般蛋白质降解途径相同

第六节

酶与医学的关系

TheRelationofEnzymeandMedicine

酶与某些疾病发生的关系酶在疾病诊断上的应用酶在疾病治疗中的应用（一）酶的质、量与活性的异常均可引起某些疾病有些疾病的发病机理直接或间接和酶的异常或酶活性受到抑制相关。许多疾病也可引起酶的异常，这种异常又使病情加重。激素代谢障碍或维生素缺乏可引起某些酶的异常。酶活性受到抑制多见于中毒性疾病。一、酶与某些疾病发生的关系

酶缺陷所致的疾病酪氨酸酶缺陷——————白化病6-磷酸葡萄糖脱氢酶缺陷——蚕豆病苯丙氨酸羟化酶缺陷————苯丙酮酸尿症

酶活性被抑制所致疾病有机磷农药中毒——抑制胆碱酯酶重金属离子——抑制巯基酶氰化物——抑制细胞色素氧化酶皮肤乳白色，毛发淡黄或银白色，瞳孔淡红，虹膜淡灰或淡红，半透明视网膜缺乏色素。酪氨酸酶缺陷——白化病智力低下，60%患儿有脑电图异常，头发细黄，皮肤色淡和虹膜淡黄色，惊厥，尿有“发霉”臭味或鼠尿味。苯丙氨酸羟化酶缺陷——苯丙酮酸尿症血清酶对某些疾病的诊断具有更重要的价值血清酶酶水平的改变病毒性肝炎胆管阻塞肌营养不良急性心肌梗死急性胰腺炎肿瘤转移到其他肝骨胆碱酶酯

或

有机磷化合物中毒

丙氨酸转氨酶

或

或

天冬氨酸转氨酶

碱性磷酸酶

骨疾病，骨折酸性磷酸酶

或前列腺癌乳酸脱氢酶

或巨幼红细胞性贫血肌酸激酶

脂酶

小肠穿孔小肠穿孔淀粉酶

-谷氨酰转移酶

二、酶在疾病诊断上的应用许多药物可通过抑制生物体内的某些酶来达到治疗目的。通过阻断相应的酶活性，以达到遏制肿瘤生长的目的。酶还可以直接用于治疗目的。三、酶在疾病治疗中的应用实例H2NCOOHH2NSO2NHR对氨基苯甲酸磺胺类药物四氢叶酸二氢叶酸合成酶二氢叶酸对氨基苯甲酸四氢叶酸还原酶(合成核苷酸)美国一位4岁小女孩AshantiDiSilva,她患了一种严重联合免疫缺陷征（SCID）的疾病，机体对任何微生物都缺乏抵抗力，她只能呼吸过滤了的空气，饮用严格消毒的水和吃严格消毒的食物。病因：腺苷酸脱氨酶（ADA）基因先天遗传缺陷。

Dr.W.FrenchAnderson和他的同事在

小女孩的T细胞中插入一个正常的

ADA基因，将其注入她的血液系统。

正常的T细胞以每月增长25%的速度生

长，改善了她的免疫功能1990年首次基因疗法四、酶在医学研究方面的应用（一）酶作为试剂用于临床检验和科学研究酶法分析即酶偶联测定法(enzymecoupledassays)，是利用酶作为分析试剂，对一些酶的活性、底物浓度、激活剂、抑制剂等进行定量分析的一种方法。1．酶法分析是以酶作为工具对化合物和酶活性进行定量分析的一种方法2．酶标记测定法是酶学与免疫学相结合的一种测定方法酶标记测定法是利用酶检测的敏感性对无催化活性的蛋白质进行检测的一种方法。酶可以代替同位素与某些物质相结合，从而使该物质被酶所标记。通过测定酶的活性来判断被其定量结合的物质的存在和含量。当前应用最多的是酶联免疫测定法（enzyme-linkedimmunosorbentassay,ELISA）。3．工具酶广泛地应用于分子克隆领域除上述酶偶联测定法外，人们利用酶具有高度特异性的特点，将酶做为工具，在分子水平上对某些生物大分子进行定向的分割与连接。（二）酶的分子工程是方兴未艾的酶工程学酶分子工程主要是利用物理、化学或分子生物学方法对酶分子进行改造，包括对酶分子中功能基团进行化学修饰、酶的固定化、抗体酶等等，以适应医药业、工业、农业等的某种需要。1．固定化酶是固相酶

固定化酶（immobilizedenzyme）是将水溶性酶经物理或化学方法处理后，成为不溶于水但仍具有酶活性的酶衍生物。固定化酶在催化反应中以固相状态作用于底物，并保持酶的高度特异性和催化的高效率。2．抗体酶是具有酶活性的抗体将底物的过渡态类似物作为抗原，注入动物体内产生抗体，则抗体在结构上与过渡态类似物互相适应并可相互结合。该抗体便具有能催化该过渡态反应的酶活性。当抗体和底物结合时，就可使底物转变为过渡态进而发生催化反应。这种具有催化功能的抗体分子称为抗体酶(abzyme)。定义维生素(vitamin)是机体维持正常功能所必需，但在体内不能合成或合成量很少，必须由食物供给的一组低分子量有机物质。脂溶性维生素

(lipid-solublevitamin)水溶性维生素

(water-solublevitamin)分类:第七节维生素与辅酶共同特点﹡易溶于水，故易随尿液排出。﹡体内不易储存，必须经常从食物中摄取。种类B族维生素和维生素C

水溶性维生素一、维生素B1﹡维生素B1又名硫胺素(thiamine)﹡辅酶形式为焦磷酸硫胺素(TPP)（一）化学本质及性质OHNCH3NH2CH2—N+SCH2NCH3CH2—﹡TPP是α-酮酸氧化脱羧酶的辅酶，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HCH(HCOH)3CH2OHH3CNNNOOH3CN异咯嗪核醇核黄素二、维生素B2维生素B2又名核黄素(riboflavin)﹡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。FMNAMPFAD

核黄素ribiflavinFMN+2HFMNH2FAD+2HFADH2维生素B2和黄素单核苷酸（FMN）.黄素腺嘌呤二核苷（FAD）+2H-2HNHHROO三、维生素PP﹡维生素PP包括尼克酸(nicotinicacid)尼克酰胺(nicotinamide)﹡体内两种辅酶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+)（一）化学本质及性质最稳定RAMPNAD+:

R=HNADP+:R=PO2H2尼克酰胺核苷酸维生素pp和尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（磷酸）NAD(P)+

NAD(P)H+H+NAD(P)++2H2e+H+2e+H+nicotinamide生化作用：多种脱氢酶的辅酶，在氧化还原反应中起递氢、递电子体作用2H=H++H++e+eN+CONH2RHH++H++e+eH+H+NCONH2RHHeNAD+NADP+氧化型NADHNADPH还原型1.生化作用﹡NAD+及NADP+是体内多种脱氢酶（如苹果酸脱氢酶、乳酸脱氢酶）的辅酶，起传递氢的作用。（二）生化作用及缺乏症2.缺乏症﹡癞皮病四、维生素B6（一）化学本质及性质﹡维生素B6包括吡哆醇，吡哆醛及吡哆胺﹡辅酶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。ATPCH2OH吡哆醛ADP互变磷酸吡哆胺CH2O吡哆醛激酶磷酸吡哆醛CH2O氨基酸代谢生化作用：氨基酸转氨酶及脱羧酶的辅酶维生素B6

B6兄弟三，吡哆醛、醇、胺。

他们的磷酸物，脱羧又转氨。

五、泛酸（一）化学本质及性质﹡泛酸(pantothenicacid)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。辅酶A4’-磷酸泛酰巯基乙胺SH泛酸巯基乙胺531A戊糖C焦磷酸O3’-磷酸腺苷-5’-焦磷酸CoA或HSCoA泛酸(pantorthenicasaid)和辅酶A（coenzymeA）SHS-C-RO泛酸巯基乙胺ADP4-磷酸泛酰巯基乙胺4’-磷酸泛酰巯基乙胺SH酰基运载酰基辅酶A生化作用：酰基转移酶的辅酶，参与三羧酸循环、脂肪酸氧化及合成等反应4’-磷酸泛酰巯基乙胺成为酰基载体蛋白(ACP)的辅基，参与脂肪酸的合成代谢.六、生物素生物素是多种羧化酶的辅基，与羧化酶蛋白中赖氨酸残基的-氨基以酰胺键共价结合，形成生物胞素残基，参与CO2固定过程。生物素(biotin)的来源广泛生化作用：COOHNHHNCCHHCOSCH2C（CH2）4

C=O酶-NH

OO=CN生物素生物胞素N-羧基生物胞素乏力、食欲不振、恶心、呕吐及脱屑性红皮炎NNNNH2NOHCH2NHCO谷氨酸1蝶呤啶2345678109对氨基苯甲酸叶酸七、叶酸（一）化学本质及性质﹡叶酸(folicacid)又称蝶酰谷氨酸﹡体内活性形式为四氢叶酸(FH4)NN5678叶酸FH2还原酶二氢叶酸（7，8）NN5678FH2还原酶NADPH+H+NADP+NADPH+H+NADP+四氢叶酸（5，6，7，8）NN5678﹡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。N5、N10是一碳单位的结合位点。

﹡缺乏症：巨幼红细胞贫血（二）生化作用及缺乏症八、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R：-CH3甲基钴胺素

R：5`-脱氧腺苷5`-脱氧腺苷钴胺素钴胺素R=-CN氰钴胺素药用VitB12-OH羟钴胺素钴胺素的运输形式-CH3－甲基钴胺素甲基转移酶的辅酶-dA5’脱氧腺苷钴胺素L-甲基丙二酰CoA变位酶的辅酶VitB12是N5-CH3-FH4转甲基酶（甲硫氨酸合成酶）的辅酶，催化同型半胱氨酸甲基化生成甲