生化课件-第六节重要酶类

第六节重要的酶类一、寡聚酶(oligomericenzyme)含有两个以上的亚基结合而成的具有催化活性的酶就是寡聚酶。分子量为35000至几百万以上，亚基数可多至60个。可分为含有相同亚基的寡聚酶和含有不同亚基的寡聚酶两大类。寡聚酶在机体代谢活动和调节中发挥着重要作用。

含有不同亚基的寡聚酶又可分为双功能寡聚酶，如色氨酸合成酶；和含有底物载体亚基的寡聚酶，如大肠杆菌的乙酰辅酶A羧化酶。二、同工酶(isoenzyme)同工酶是指能催化相同的化学反应，但分子结构、理化性质、免疫性质都存在着明显差异的一组酶。同工酶一般由两个以上的亚基组成，分子结构的不同之处在于非活性中心的组成不同，但与酶活性有关的结构部分都是相同的。

现已发现数百种同工酶。如6-磷酸葡萄糖脱氢酶、乳酸脱氢酶、酸性和碱性磷酸酶、谷丙转氨酶和谷草转氨酸、肌酸磷酸激酶、核糖核酸酶、过氧化酶和胆碱酯酶等。 其中乳酸脱氢酶最为大家所熟悉，乳酸脱氢酶(LDH)有五种同工酶，它们的分子量在130，000～150，000范围内，都由四个亚基组成。

LDH的亚基可以分为两型：骨骼肌型(M型)和心肌型(H型)。M、H亚基的氨基酸组成有差别，可用电泳分离。其免疫抗体无交叉反应。两种亚基以不同比例组成五种四聚体即为一组LDH同工酶LDH1(H4)、LDH2(H3M)、LDH3(H2M2)、LDH4(HM3)和LDH5(M4)。电泳时都移向正极，其速度以LDH1为最快，依次递减，以LDH5为最慢。若用12M尿素或5M盐酸胍溶液处理，M亚基和H亚基可以分开，但此时LDH无酶的活性。

LDH同工酶结构模式图

LDH同工酶的两种不同肽链是受不同基因控制产生的。 不同类型的LDH同工酶在不同组织中的比例不同，心肌中以LDH1及LDH2较为丰富，骨骼肌及肝中含LDH5及LDH4较多。这都与它们的生理功能有关。LDH1和LDH2对乳酸亲和力高，易使乳酸脱氢氧化生成丙酮酸，后者进一步氧化可释放出能量供心肌活动的需要；LDH5与LDH4对丙酮酸的亲和力高，而使它得氢还原成乳酸，这对保证肌肉在短暂缺氧时仍可获得能量有关。

人体某些组织中乳酸脱氢酶同工酶电泳示意图

在临床检验方面，通过观测病人血清中LDH同工酶的电泳图谱，辅助诊断哪些器官组织发生病变，这远较单纯测定血清LDH总活性的方法敏感。例如，心肌受损病人血清LDH1含量上升，肝细胞受损者血清LDH5含量增高。三、诱导酶(inducedenzyme)诱导酶是指当细胞中加入特定诱导物质而诱导产生的酶。诱导酶的含量在诱导物存在下显著升高，诱导物往往是该酶底物的类似物或底物本身。许多药物能加强体内药物代谢酶的合成，因而能加速其本身或其他药物代谢的转化。这是许多药物具有耐药性的原因。如大肠杆菌只利用葡萄糖，但培养基中只有乳糖时，开始代谢很慢，一段时间后，能大量代谢乳糖，说明体内已经产生属于诱导酶的半乳糖苷酶。又如人类服用苯巴比妥作为催眠药，会因药物代谢酶诱导生成而使苯巴比妥逐渐失效。四、调节酶(regulatoryenzyme) 1.共价调节酶(covalentregulatoryenzyme)

也称为共价修饰酶(covalentmodificationenzyme)。

这类酶在其他酶的作用下，其结构会发生共价修饰，从而使其在活性形式与非活性形式之间相互转变。 基本特征： 一般都存在相对无活性和有活性两种形式，两种形式互变的正、逆向反应由不同的酶催化。磷酸化酶磷酸化酶b。该酶本身无活性,当磷酸化酶b活性中心的丝氨酸残基被磷酸化后，即形成高活性磷酸化酶a。由磷酸化酶b转化为活化形式a的反应,被磷酸化酶激酶所催化,而磷酸化酶a去活化（去磷酸化）则由磷酸化酶磷酸酶所催化。主要的化学修饰类型

至今已发现有100多种酶在其被翻译后要进行化学修饰，以调节酶活力。 主要的化学修饰类型有：

①磷酸化/去磷酸化； ②乙酰化/去乙酰化； ③腺苷酰化/去腺苷酰化； ④尿苷酰化/去尿苷酰化； ⑤甲基化/去甲基化； ⑥S-S/-SH。又名别构酶。目前已知的变构酶均为寡聚酶，含两个或两个以上的亚基，一般分子量较大，而且具有复杂的空间结构。酶分子除了具有活性中心（结合部位和催化部位）外，还存在一个特殊的调控部位，即变构中心。活性中心与变构中心可能存在于同一个亚基的不同部位上，也可能存在于不同的亚基上。活性中心负责对底物的结合与催化，变构中心可结合调节物(effector)，负责调节酶促反应的速度。2.变构酶(allostericenzyme)变构中心虽然不是酶活性中心的组成部分，但它可以与某些化合物（称为调节物）发生非共价结合，引起酶分子构象的改变，对酶起到激活或抑制的作用。调节物，也称为效应物或调节因子。一般是酶的底物或底物的类似物以及代谢终产物。调节物与变构酶的变构中心结合后，诱导出或稳定住酶分子的某种构象，使酶活性中心对底物的结合和催化作用受到影响，从而调节酶的反应速度及代谢过程，此效应称为酶的变构效应(allostericeffect)。调节物的结合使酶活性升高的，称为正效应物或变构激活剂(allostericactivitor)，反之称为负效应物或变构抑制剂(allostericinhibitor)

。协同效应(cooperativeeffect)一个调节物分子与变构酶的变构中心结合后对第二个调节物分子结合的影响称为协同效应。有些变构酶与调节物结合后，本身的构象发生改变，这种新的构象很有利于后续的底物分子或调节物的结合，这些变构酶称为具有正协同效应的变构酶。如果新的构象不有利于后续的底物分子或调节物的结合，这些变构酶称为具有负协同效应的变构酶。当一个调节物分子和酶结合后，影响另一相同的调节物分子与酶的另一部位结合，称为同种效应。如果影响另一个不同的调节物分子与酶的另一部位结合，称为异种效应。五、固定化酶(immobilizedenzyme)1.概念

借助物理和化学的方法把酶束缚在一定的空间内，并仍具有催化活性的酶。2.优点稳定性高。可反复使用，提高了效率，降低了成本。有一定的机械强度。极易和产品分离，简化了产品纯化工艺。3.制备方法(1)吸附法 将酶吸附在水不溶性的载体上(2)共价结合法 将酶通过化学反应以共价键结合于载体上(3)交联法 用多功能试剂与酶蛋白分子交联(4)包埋法 将酶物理包埋在高聚物内