主要介绍酶的化学本质

第三章

酶(enzyme)主要介绍酶的化学本质、结构和特性；酶的作用动力学；酶的作用机理；酶的应用；还介绍了别构酶、共价调节酶、同工酶等的概念、性质、生物学意义。

主讲老师：华南师范大学生命科学学院陈文利★Studyhistory, ★Generalfeatures, ★Classification, ★Chemicalnature,★Kinetics ★Mechanism, ★Regulation酶通论酶的发现和提出：1897年，Buchner兄弟用不含细胞的酵母汁成功实现了发酵。提出了发酵与活细胞无关，而与细胞液中的酶有关。1903年，Henri提出了酶与底物作用的中间复合物学说。1913年，Michaelis和Menten提出了酶促动力学原理—米氏学说。1925年，Briggs和Handane对米氏方程做了修正，提出了稳态学说。1926年，Sumner从刀豆种子中分离、纯化得到了脲酶结晶，首次证明酶是具有催化活性的蛋白质。1930年Northrop分离得到胃蛋白酶、胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶结晶并证实其均为蛋白质，酶的蛋白质本质确立。

TheNobelPrizeinChemistry1907"forhisbiochemicalresearchesandhisdiscoveryofcell-freefermentation"

Eduard

Buchner

GermanyLandwirtschaftliche

Hochschule(AgriculturalCollege)Berlin,Germanyb.1860

d.1917Ureasecrystals(X728)

Sumner,J.B.(1926)“Theisolationandcrystallizationoftheenzymeurease”J.Biol.Chem.69:435-441.

Pepsincrystals(X90)Northrop,1930)Northrop,J.H.(1930)“Crystallinpepsin,1:Isolationandtestsofpurity”J.Gen.Physiol.

13:739-766.1969年，Merrifield等人工合成了具有酶活性的胰RNase。1982年，Cech和Altman对四膜虫的研究中发现RNA具有催化作用，从而发现核酶

(ribozyme)，打破了以往酶是蛋白质的传统观念。1986年Schultz和Lerner等人研制成功抗体酶(abzyme）。Boyer和Walker阐明了ATP合酶的合成与分解ATP的分子机制。近20年来，不少酶的作用机制被阐明，随着基因工程技术的广泛应用，使得酶的结构和功能的研究进入一个新的阶段。现在已鉴定出4000多种酶，数百种酶已经被结晶。近几十年来，不断有新理论和新概念出现。在分子水平上揭示酶和生命活动的关系，阐明酶在细胞代谢调节和分化中的作用，酶合成的遗传机制，酶的催化机制等。同时，酶的应用——酶工程也得到快速发展。第一节通论一、酶是生物催化剂酶的定义：P110酶是由活细胞产生的，能在体内或体外起同样催化作用的一类具有活性中心和特殊构象的生物大分子，包括蛋白质和核酸。酶的化学本质

1．大多数酶是蛋白质（Mostenzymesareproteins）1926年美国Sumner脲酶的结晶，并指出酶是蛋白质1930年Northrop等得到了胃蛋白酶、胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶的结晶，并进一步证明了酶是蛋白质。J.B.SumnerJ.H.Northrop

TheNobelPrizeinChemistry1946“forhisdiscoverythatenzymescanbecrystallized""fortheirpreparationofenzymesandvirusproteinsinapureform"

JamesBatchellerSumner

JohnHowardNorthrop

WendellMeredithStanley

1/2oftheprize1/4oftheprize1/4oftheprizeCornellUniversity

Ithaca,NY,USARockefellerInstituteforMedicalResearch

Princeton,NJ,USARockefellerInstituteforMedicalResearch

Princeton,NJ,USA1887-19551891-19871904-1971

20世纪80年代发现某些RNA有催化活性，还有一些抗体也有催化活性，甚至有些DNA也有催化活性，使酶是蛋白质的传统概念受到很大冲击。Whatisthedifferencebetweenanenzymeandaprotein?ProteinAllenzymesareproteinsexceptsomeRNAsandnotall

proteinsare

enzymesRNAEnzymesRibozymesItwasassumedthatallenzymesareproteinsuntil1982whenThomasCechandSydneyAltmandiscoveredcatalyticRNAs(Nobel,1989inChemistry);CatalyticRNA,or,ribozymes,satisfyseveralenzymaticcriteria:substratespecificity,enhancereactionrate,andemergefromreactionunchanged;Severalknownribozymes:RNaseP:catalyzescleavageofprecursortRNAmoleculesintomaturetRNAs;GroupI,IIintrons:catalyzetheirownsplicing(cleavingandligating);Ribosome:catalyzespeptidyltransferreactionSubstrates,products,andenzymesEnzymescatalyzetherateatwhichsubstratesareconvertedtoproductSubstratesEnzymeProduct二、酶催化的特征1.高效性2.易变性3.可调性4.专一性（特异性）

EnzymesarethemostremarkableandspecializedbiologicalcatalystsAnenzymecatalyzesachemicalreactionataspecificallystructuredactivesite,beingoftenapocket.

Enzymeshaveextraordinarycatalyticpower,oftenfargreaterthanthosenon-biologicalcatalysts.Enzymesoftenhaveahighdegreeofspecificityfortheirsubstrates.Enzymesareoftenregulatory.EnzymesusuallyworkunderverymildconditionsoftemperatureandpH.Thesubstanceactedonbyanenzymeiscalledasubstrate,whichbindstotheactivesiteofanenzymeinacomplementarymanner.

降低反应所需的活化能Enzymescatalyzereactionsbyloweringtheiractivationenergies

Enzymesstabilizethetransitionstatesofreactions..SubstratesProductsDGFreeEnergy(DG)ReactionCoordinaterxnUncatalyzedReactionEnzymeCatalyzedReaction例2H2O2→2H2O+O2

反应活化能非催化反应75.24kJ/mol钯催化反应48.9kJ/molH2O2酶催化8.36kJ/mol对酶作用专一性的几个假说P72锁钥模式（lockandkeytheory）三点附着学说（threepointattachmenttheory）诱导契合学说（induced-fittheory）EmilFicher:(1894)The‘Lock&Key’hypothesis-explainssubstratespecificity-saysnothingaboutwhycatalysisoccursDanKoshland:(1958)‘InducedFit’hypothesis:-enzymesprefertobindtoadistortionofthesubstratethatresemblesthetransitionstate-bothenzymeandsubstratemustadjusttooneanother -inreality,enzymeisnot‘distorted’buthasevolvedtobindinacertainwayandsometimesundergoconformationalchangesSubstrate+EnzymeEScomplexEnzymeSubstrate+EScomplexLockandKey-EmilFischer(1890)InducedFit-DanielE.KoshlandJr.(1958)AnExample:InducedconformationalchangeinhexokinaseCatalyzesphosphorylationofglucosetoglucose6-phosphateduringglycolysissuchalargechangeinaprotein’sconformationisnotunusual

BUT:notallenzymesundergosuchlargechangesin conformation1、锁钥学说（lockandKeytheory）1894年Fischer提出2、三点附着学说3、诱导契合学说（induced-fittheory）1958年Koshland提出第二节

酶的分类和命名

1961年国际酶学委员会（enzymecommission）提出的酶的命名和分类方法。和分类Eachenzymeisassignedasystematicnameandafour-digitnumberThesystematicnameidentifiesthesubstratesandtypeofreactioncatalyzed.Thefour-digitnumberindicatesthefollowing:Class(1-6);Sub-classesbasedontypeofsubstrate;Sub-subclassesbasedoncofactortype;Auniquenumberforeachindividualenzymewithinasub-sub-class.

Eachenzymeisgivenasystematicnameandaunique4-digitidentificationnumberforidentificationLactatedehydrogenase(lactate:NAD+

oxidoreductase)ThenumberwasassignedbytheEnzymeCommision(EC)ofIUBMB(since1964).lactate+NAD+

pyruvate+NADH+H+

1-6Enzymeclassification

Enzymesaregroupedinto

six

classes

accordingtothetypeofreactionscatalyzedTransferelectrons(hydrideionsorHatoms);playamajorroleinenergymetabolism.i.e.,thetransferoffunctionalgroupstowater.e.g.,thetransferofaphosphorylgroupfromATPtomanydifferentacceptors.ThesearedirectbondbreakingreactionswithoutbeingattackedbyanotherreactantsuchasH2O.Inchemicalterms,theywouldbedescribedaseliminationandadditionreactions.LeadingtotheformationofC-C,C-S,C-O,C-Nbonds.LactatedehydrogenaseNMPkinaseChymotrypsinFumaraseTriosephosphateisomeraseAminoacyl-tRNA

synthetase三、酶的组成分类

酶的组成

1．单纯蛋白质酶类属于单纯蛋白质，主要是水解酶。2．结合蛋白质酶类全酶=酶蛋白+辅助因子（辅酶、辅基或金属离子）辅酶（coenzyme）辅基（prostheticgroup）第三节酶催化作用的结构基础一、酶分子结构的特征1、酶的活性部位酶的活性中心activecenter（又叫活性部位activesite）

定义：在酶分子中，由少数几个氨基酸残基构成的，直接与底物结合的并和酶的催化作用直接有关的区域。通常活性中心有两个功能部位：结合部位催化部位与底物结合的部位叫结合部位（结合基团）bindingsite底物分子中的化学键在此处被打断或形成新的化学键叫催化部位（催化基团）catalyticsite（二）酶活性中心的结构特点活性中心只占酶分子总体积的很小一部分，往往只占整个酶分子体积的1%-2%。

某些酶活性部位的AA残基酶AA残基数活性部位的AA残基核糖核酸酶124

His12,His119,Lys41溶菌酶129Asp52,Glu35胰凝乳蛋白酶241His57,Asp102,Ser195胃蛋白酶348Asp32,Asp215木瓜蛋白酶212Cys25,His159羧肽酶A307Arg127,Glu270,Tyr248,Zn2+EachenzymehasatleastoneactivesiteHowdoenzymeswork?

Enzymesbindsubstratestotheiractivesiteandstabilizethetransitionstateofthereaction.Whatistheactivesite?

Theactivesiteofanenzymeistheplacewherealloftheactionoccurs.Itcontainsthefunctionalgroups(aminoacidsidechains)thatbindthesubstrate(s)andcatalyzeit’sconversiontoproduct(s).TheactivesiteoftheenzymecontainsfunctionalgroupsthatstabilizethetransitionstateofthereactionActivesite

ofchymotrypsinWhatdoestheactivesitedo?Theactivesitebindsthesubstratesandpositionsthemintheproperorientationforthereactiontooccur.Theactivesitecontainschemicalgroupsthatstabilizethetransitionstateofthereaction.Theactivesitedeterminesthespecificityoftheenzyme(i.e.itdetermineswhetheraparticularsubstrateisboundandwhetheraparticularproductismade).CharacteristicsofactivesitesTheactivesitetakesupasmallpartofthetotalvolumeoftheenzymeTheactivesiteis3-dimensionalandisgenerallyfoundinacreviceorcleftontheenzymeTheactivesitedisplayshighlyspecificsubstratebindingTheactivesiteisresponsibleforwhetherthereisorderedorrandombindingofsubstratesandreleaseofproducts溶菌酶（Lysozyme）2、必需基团（essentialgroup）

凡是维持酶的活性不可少的基团叫必需基团。

活性中心内的必需基团

活性中心外的必需基团（若它改变了，活性中心的构象就会改变。）3、活性中心存在的证明方法P78二、酶原及酶原的激活P80酶原（zymogen)：不具催化活性的酶的前体称为zymogenRegulationofdigestiveenzymesActivationofchymotrypsinogenexemplifiesproteolyticactivation-Chymotrypsin(active)

p-Chymotrypsinogen(inactive)p-Chymotrypsin(inactive)SSSSSSSSSSSS胰蛋白酶原（trypsinogen）的激活胰凝乳蛋白酶原（chymotrypsinogen）的激活

底物：substrate

产物：product

A＋B

C＋DSubstrate(S)enzyme(E)product(P)第四节酶催化作用的机理一.酶依靠降低活化能加速化学反应降低反应所需的活化能二.一般酸-碱催化

三.共价催化

四.金属离子催化五.酶执行催化功能的几个实例1.羧肽酶A

Glu270Arg145Tyr248酶单独存在时

:Arg145Tyr248Glu270酶底物复合物:羧肽酶A（carboxypeptidaseA，CpA）

3、酸碱催化（acid-basecatalysis）

胰凝乳蛋白酶酸碱催化（acid-basecatalysis）胰凝乳蛋白酶（chymotrypsin）

Thedifferentsubstratespecificitiesoftheserineproteasesareduetodifferencesintheirspecificitypockets

P27-28HowdoenzymesstabilizethetransitionstateofareactionGeneralAcid-basecatalysisMetalcatalysisCovalentcatalysisSubstratestrainCatalysisbyapproximation.第五节酶促反应的动力学只有初速度才是酶的反应速度，原因：

（1）底物随反应时间的延长减少；（2）

酶随反应时间的延长受速度、pH

的影响，酶部分变性；（3）

随时间延长，产物增加，产物对酶的抑制作用；（4）产物增加，逆反应速度增加。

因此，只有初速度才是酶的反应速度。[S]>>[E] V∝[E]一、酶浓度的影响酶促反应的速度和酶浓度成正比。P95

V

Vmax

0[S]

可以用一个方程来表示：V=Vmax[S]/(Km+[S])

是最基本的动力学方程。二、底物浓度对反应速度的影响1、单底物酶促反应动力学（1）米氏方程（Michaelis－Mentenequation）第一步:E+SES中间复合物学说：第二步:ES→E+PV∝[ES]

1913年Michaelis和Menten推导了米氏方程

Vmax[S]V=

Km+[S]（2）米氏方程的推导(P96)a

Km的物理意义当V＝1/2Vmax时的底物浓度，为Km的物理意义。即［S］＝KmKm单位：m(mol)/Lb

Km是酶的特征性常数

不同酶,Km是不一样的。底物种类，pHopt,topt

要定下来。

（E）A＋BC＋D此酶有4个Km值。（3）米氏常数（Michaelis-constant）的意义

c在一定条件下，Km表示酶与底物的亲和力

有些酶有很多底物，Km值最小的底物叫此酶的最适底物，也叫酶的天然底物。d已知Km，可以求出V/Vmax与底物浓度[S]的关系。测定Km的意义：（以上4点）Km在实际工作中的应用：P98UnderstandingKmKmisaconstantderivedfromrateconstantsKmis,undertrueMichaelis-Mentenconditions,anestimateofthedissociationconstantofEfromS,because atequilibrium,Reversiblereaction,dissociationconstantisSosmallKmmeanstightsubstratebinding;highKmmeansweaksubstratebinding.Kmequalstothesubstrateconcentrationatwhichv=1/2vmaxk1k-1UnderstandingVmaxThetheoreticalmaximalvelocity

VmaxisaconstantVmax

isthetheoreticalmaximalrateofthereaction-butitisNEVERachievedinrealityToreachVmaxwouldrequirethatALLenzymemoleculesaretightlyboundwithsubstrateVmaxisasymptoticallyapproachedassubstrateisincreased双倒数作图法，即Lineweaver-Burk法。1/V对1/S作图（4）米氏常数的测定(P98)双倒数作图法（Lineweaver-Burk作图法）2、双底物酶促反应动力学双底物双产物反应

A+B P+Q

双底物双产物的反应按动力学机制可分为两大类:双底物双产物的反应序列反应（sequentialreactions）乒乓反应（pingpongreactions）有序反应（orderdreactions）随机反应（randomreactions）1．序列有序反应2．序列随机反应3．乒乓反应酶的最适温度（optimumtemperature）

温度影响的两个方面:1.温度升高，酶反应速度增加在达到最适温度之前提高温度，可以增加酶促反应的速度。三、温度的影响2.温度升高，酶蛋白变性而失活。在最适温度以前，第1种影响为主。在最适温度以后，第2种影响为主。大部分酶在600C以上变性，到700C－800C酶达到不可逆变性；少数酶能耐受较高的温度，如细菌淀粉酶在950C下活力最高，又如牛胰核糖核酸酶加热到1000C仍不失活。非特征性常数，只在一定情况下才有意义。

1、

最适pH

当酶反应速度受pH影响，当某个pH，酶表现最大活力，此pH就是pHopt。

pHopt不是酶的特征性常数，受测定环境的影响很大。

2、pH影响的原因（1）

影响酶的构象（过酸过碱引起酶构象的变化，使酶失活）（2）

影响酶与底物的解离四、pH的影响1．酶反应的最适pH（optimumpH）激活剂:凡是能提高酶活性的物质，都称为激活剂。激活剂按分子的大小可以分为以下三类：（一）

无机离子（inorganic）

1．

金属离子金属离子对酶的作用有两种：一是作为酶的辅助因子起作用；二是作为激活剂起作用。Mg2+Mn2+Zn2+ Cu2+K+

2．

阴离子

Cl－Br－较突出的是动物唾液中的－淀粉酶受Cl－激活。3.氢离子五、激活剂（activator）的影响（二）

小分子有机物（与酶蛋白相比是小分子）

1．

某些还原剂如：还原型谷胱甘肽，半胱氨酸

2．

EDTA（乙二胺四乙酸）能除去酶中重金属杂质，从而解除重金属离子对酶的抑制作用。

（三）

大分子有机物

这类激活剂是指可对某些无活性的酶原起作用的酶。

（激活作用）无活性的酶原

有活性的酶抑制剂能使酶分子上的某些必需基团（主要指酶活性中心上的一些基团）发生变化，因而引起酶活力下降，甚至丧失，致使酶反应速度降低。凡使酶活力下降，但并不引起酶蛋白变性的作用称为抑制作用（inhibition）。能引起抑制作用的物质称为酶的抑制剂（inhibitor）六、抑制剂对酶促反应速度的影响特点：①抑制剂与酶的结合是不可逆的；E＋IEI②I与E的结合是一种共价结合；③不能用物理的方法（透析、超滤、凝胶过滤）去除掉这个抑制剂。

1、不可逆抑制作用（irreversibleinhibition）IrreversibleInhibitorCombineswithordestroysanessentialfunctionalgroupontheenzyme(e.g.formscovalentbonds)Inhibitenzymesirreversibly3differenttypes:GroupSpecificReagent:-inhibitordoesnotresemblesubstrateSubstrateAnalogue:-inhibitorresemblessubstrateSuicideInhibitors:-inhibitorresemblessubstrate,turns"dangerous"afterprocessedbyenzyme特点：

①这类抑制剂与酶蛋白的结合是可逆的；

E＋IEI②非共价结合；③可用物理方法除去。

根据抑制剂与底物的关系，可逆抑制作用分为三种类型：2、可逆抑制作用（reversibleinhibition）特点：①抑制剂与底物结构相似；②I与S竞争同一种酶的活性中心结合（非共价）；③抑制程序取决于［I］/［S］的比例。所以可以用增加底物浓度的方法来解除这种抑制。（1）竞争性抑制（competitiveinhibition）可逆抑制作用(reversibleinhibition)及其动力学（1）竞争性抑制作用（competitiveinhibition）E+IEI

例:丙二酸对琥珀酸脱氢酶的抑制作用C、取方程的倒数，进行双倒数作图

特点：

①I与S结构不相似；②I与E在活性中心外的部位结合；③抑制取决于抑制剂的绝对浓度，不管底物浓度有多高，不能用增加底物的方法去除抑制。（2）

非竞争性抑制（noncompetitiveinhibition）（2）非竞争性抑制作用（noncompetitiveinhibition）E+S→ESESIE+I→EIESIC、取方程倒数，进行双倒数作图

I不能与E直接结合，I只能与结合了底物的酶结合；I反而增加了E与S的亲和力，使E＋SES朝ES方向进行。E＋SESE＋PES＋IESI（3）

反竞争性抑制（uncompetitiveinhibition）动力学方程的讨论A、与米氏方程比较B、双倒数作图

Vmax

Km竞争性抑制

不变

增加非竞争性抑制

减小

不变反竞争性抑制

减小

减小KmdecreasesvmaxdecreasesSlopeunchangedUncompetitiveInhibitorsNoncompetitiveInhibitorsKmunchangedvmaxdecreasesCompetitiveInhibitorsKmincreasesvmaxunchangedSummaryofClassesofInhibitors

Competitiveinhibition-inhibitor(I)bindsonlytoE,nottoESNoncompetitiveinhibition-inhibitor(I)bindseithertoEand/ortoESUncompetitiveinhibition-inhibitor(I)bindsonlytoES,nottoE.Thisisahypotheticalcasethathasneverbeendocumentedforarealenzyme,butwhichmakesauseful

contrasttocompetitiveinhibition.Mixedinhibition-whenthedissociationconstantsof(I)toEandESaredifferent.Theinhibitionismixed.七、过渡态类似物是酶的一种潜在抑制剂第六节重要酶类及其活性调节一、多酶体系（multibleenzyme）限速步骤(committedstep)顺序反馈抑制(sequentialfeedbackinhibition)P104PhysiologyofallostericenzymesConsiderbiochemicalpathways:

-Homotropicregulation,substrateactivation

activationE1 E2 E3 E4 E5

A B C D E F

-Heterotropicregulation,endproductinhibition

E1 E2 E3 E4 E5A B C D E Finhibition

D E FA B C G H IFinhibitsC->DpartiallyinhibitsA->B二、调节酶1.别(变)构酶（allostericenzyme）Enzymeactivityisregulatedbyfourdifferentmechanisms*(1)

Allostericcontrol(2)Covalentmodification(3)

Proteolyticactivation(4)Stimulationorinhibitionbycontrolproteins*changesinenzymelevelsduetoregulationofproteinsynthesisordegradationareadditional,long-termwaystoregulateenzymeactivity负协同效应别构酶与米氏酶动力学比较1963年，Monod等首次提出别构酶的概念。Monod认为别构酶应具备以下特征：一般含有多个亚基;别构剂（allostericeffectors）能够结合于别构酶，并引起它的催化活性发生变化，这一点可能反映了别构酶四级结构的改变。现已证明，上述观点是正确的。1.大都是寡聚酶，含有两个或两个以上的亚基。具四级结构。2.酶分子上含两个中心或部位：活性中心（活性部位）和别构中心（别构部位）3.具有别构效应P484.很多别构酶的动力学曲线呈S形曲线别构酶的特点Allostericenzymes:somedefinitions1.Allosteric=“othersite”otherthanactivesite2.Regulatorymoleculescalled,effectors,modulators, regulatorymolecules3.Homotropicregulation:regulationbysubstrateat

activesite4.Heterotropicregulation:regulationbymolecule

NOTsubstrate(endproducts),atallosteric

site5.Fewenzymesareallosteric6.AllostericenzymesDONOTexhibitM-Mkinetics正协同效应别构酶与米氏酶动力学比较别构酶举例

大肠杆菌天冬氨酸转氨甲酰酶（E-Coliaspartate

transcarbamylase,ATCase）

（1）ATCase催化的化学反应和ATCase的动力学曲线（2）ATCase活性调节的机理有催化活性的构象无催化活性的构象为了解释别构酶的S型动力学曲线，提出了模型：1）序变模型2）齐变模型别构酶调节酶活性的机理

1、对称或协同模型（symmetryorconcertedmodel,也称齐变模型、MWC模型）1965年由Monod、Wyman和Changeux提出。该模型的要点:2、序变模型（sequentialmodel，也称KNF模型）1966年由Koshland、Nemethy和Filmer提出。该模型的要点:2、一些酶的活性受可逆的共价修饰调节可逆的共价修饰的方式常见的是磷酸化/脱磷酸化，腺苷酰化/脱腺苷酰化，尿苷酰化/脱尿苷酰化,甲基化/脱甲基化等类型。

共价调节酶最典型的例子是动物组织的糖原磷酸化酶1.糖原磷酸化酶催化的反应催化糖原的磷酸解，生成G-1-P。糖原G-1-P+糖原+H3PO4糖原磷酸化酶（n-1个Glc基）（n个Glc基）2、结构特征

CovalentmodificationregulatesthecatalyticactivityofsomeenzymesPhosphorylation-anexampleofregulationbyreversiblecovalentmodificationoftheenzymeProteinkinasescatalyzethephosphorylationofproteinsProteinphosphatasesremovephosphategroupsfromphosphorylatedproteins概念：催化相同的化学反应，酶蛋白的分子结构和理化性质不完全相同的一组酶。同工酶是一种酶的不同分子形式。同工酶之间相同点：

催化的反应相同。在酶的分类上相同。三、同工酶（Isozymes）

Whatisanisozyme?

(1)

Isozymesarephysicallydistinctformsofthesameenzyme.

(2)

Isozymesmaydifferfromeachotherbydifferencesintheiraminoacidsequencesorbythepresenceofdifferentposttranslationalmodificationsineachisozyme.

(3)

Therelativeabundanceofdifferentisozymesvariesfordifferenttissues.Theabilitytocontrolwhichisozymesareexpressedinaparticularcellallowseachcelltoadjusttheenzymeactivitybasedonthespecificconditionsthatexistinthecell.LactateDehydrogenaseiscomposedoffourmonomersEachmonomercanbeeitherheartormuscletypeFivedifferentisozymesoflactatedehydrogenaseexist:H4,H3M,H2M2,HM3,andM4RealLife-TissueSpecificityofLactateDehydrogenaseAllofthelactatedehydrogenase

isozymescatalyzetheinterconversionbetweenlactateandpyruvateEachisozymeoflactatedehydrogenasecanbeseparatedbychromatographyDifferenttissueshavedifferentlevelsofeachofthelactatedehydrogenase

isozymes

Duringmyocardialinfarction,endothelialcellsrupture,releasingtheircontentsintothebloodstream.Thisincreasestheserumlevelsforlactatedehydrogenase

isozymes1and2andcanbeusedasadiagnostictool.-+Foreachlane,thefivedifferentisozymesoflactatedehydrogenasearenumber1-5(withtheisozymecontainingallhearttypemonomersbeing1andallmuscletypemonomersbeing5).Thelanelabeled“HEART”isfromtheserumofapatientwithamyocardialinfarction(heartattack),thelanelabeled“NORMAL”isnormalserum,andthelanelabeled“LIVER”isfromapatientwithliverdisease.乳酸脱氢酶（lactatedehydrogenase,LDH）

1、组成和电泳行为

HHHH(LDH1)

HHHM(LDH2)

HHMM(LDH3)

HMMM(LDH4)

MMMM(LDH5)2、功能催化的反应乳酸丙酮酸LDH5骨骼肌:乳酸丙酮酸心肌:LDH1同工酶之间相异点：P110

（1）分子结构不同（A.A组成、排列序列（一级结构)、亚基的种类、组合不一样）（2）电泳行为不同(3)催化特性不一样（Km,toopt,pHopt）（4）分布部位不一样（5）生理功能不同第七节酶的分离纯化和活力测定一、酶分离纯化的一般原则与蛋白质的分离纯化相似二、酶的活力与测定测定酶活力时应注意几点（1）应测反应初速度（initialvelocityorinitialspeed）（2）酶的反应速度一般用单位时间内产物的增加量来表示。（3）测酶活力时应使反应温度、pH、离子强度和底物浓度等因素保持恒定。（4）测定酶反应速度时，应使[S]>>[E]。产物浓度[P](t)1、酶活力酶活力（enzymeactivity）

：

酶催化一定化学反应的能力。注意：确定酶反应的时间，就靠进程曲线来定，要在直线阶段以内的时间，且要看产物生成测定的灵敏度。2．酶的活力单位：来表示酶活力的大小。（1）国际单位（IU）InternationalUnit

一个国际单位表示为在250C，pHopt，［S］opt下，一分钟催化1mol/L底物转变为产物所需的酶量。（2）卡特尔（Katal）

缩写为Kat，表示为在250C，pHopt，［S］opt下，一秒钟催化1mol/L底物转变为产物所需的酶量。1Kat＝6×107IU可以以纳Kat、微Kat来进行换算。(3)习用单位

分母总是时间（1秒、1分钟、1小时）产物的生成量（重量单位―－g、mg、g）

(摩尔或摩尔的倍数)习惯上沿用的单位如:乳酸+NAD+

丙酮酸+NADH+H+

乳酸脱氢酶乳酸脱氢