基础生化第二章酶

基础生化第二章酶第一页，共一百四十五页，2022年，8月28日一、酶的化学本质二、酶的催化特点三、酶的分类和命名

第一节概论第二章酶（Enzyme）第二页，共一百四十五页，2022年，8月28日一、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。第三页，共一百四十五页，2022年，8月28日2．某些RNA有催化活性1982年美国T.Cech等人发现四膜虫的rRNA前体能在完全没有蛋白质的情况下进行自我加工，发现RNA有催化活性ThomasCechUniversityofColoradoatBoulder,USA1983年美国S.Altman等研究RNaseP（由20%蛋白质和80%的RNA组成），发现RNaseP中的RNA可催化E.colitRNA的前体加工。SidneyAltmanYaleUniversityNewHaven,CT,USACech和Altman各自独立地发现了RNA的催化活性，并命名这一类酶为ribozyme（核酶），2人共同获1989年诺贝尔化学奖。

Ribozyme：具有催化活性的RNAP143第四页，共一百四十五页，2022年，8月28日3．抗体酶（abzyme）抗体：与抗原特异结合的免疫球蛋白。抗体酶：指具有催化功能的抗体分子，在抗体分子的可变区（即肽链的N端）是识别抗原的活性区域，这部分区域被赋予了酶的属性。1986年美国Schultz和Lerner两个实验室同时在Science上发表论文，报道他们成功地得到了具有催化活性的抗体。4．DNA酶（脱氧核酶）1995年Cuenoud等发现有些DNA分子亦具有催化活性。P146第五页，共一百四十五页，2022年，8月28日(一)酶与一般催化剂的共同点1.用量少而催化效率高2.能加快化学反应的速度，但不改变平衡点，反应前后本身不发生变化如CO2+H2O H2CO3

二、酶的催化特点3.通过降低反应的活化能提高反应速度P136第六页，共一百四十五页，2022年，8月28日

降低反应所需的活化能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/molP135例2H2O2→2H2O+O2

降低反应所需的活化能第七页，共一百四十五页，2022年，8月28日P135第八页，共一百四十五页，2022年，8月28日（二）酶作为生物催化剂的特殊性1.高效性

以摩尔为单位进行比较，酶的催化效率比化学催化剂高107～1013倍，比非催化反应高105～1017倍。例2H2O2→2H2O+O2

1molH2O2酶能催化5×106moleH2O2的分解1molFe3+

只能催化6×10-4moleH2O2的分解P136第九页，共一百四十五页，2022年，8月28日族专一性（基团专一性，groupspecificity）（2）相对专一性（relativespecificity）A—B或A—B如α-D-葡萄糖苷酶2.高专一性（对底物和所催化的反应两方面）（1）绝对专一性（absolutespecificity）键专一性A—BP140第十页，共一百四十五页，2022年，8月28日（3）立体专一性（stereospecificity）D-，L-立体异构专一性（手性药物）几何异构专一性第十一页，共一百四十五页，2022年，8月28日若甘油激酶不能区分两个—CH2OH基团，则会生成:和酶能区分从有机化学观点看属于对称分子中两个等同的基团，只催化其中的一个基团，而不催化另一个。第十二页，共一百四十五页，2022年，8月28日（4）关于酶作用专一性的几种假说

锁钥学说（lockandKeytheory）1894年Fischer提出P141即：酶对底物的识别怎样进行的？第十三页，共一百四十五页，2022年，8月28日三点附着学说可以解释立体专一性第十四页，共一百四十五页，2022年，8月28日乳酸脱氢酶的底物和酶的三点附着（tree-pointattachment）理论。D(-)乳酸由于-OH、-COOH的位置正好相反，因此造成与酶的的三个基团不能完成结合，故而不能受酶的催化。

第十五页，共一百四十五页，2022年，8月28日诱导契合学说（induced-fittheory）1958年Koshland提出柔性的手套ES#complex第十六页，共一百四十五页，2022年，8月28日第十七页，共一百四十五页，2022年，8月28日羧肽酶的诱导契合模式底物目录第十八页，共一百四十五页，2022年，8月28日己糖激酶的诱导契合第十九页，共一百四十五页，2022年，8月28日3.温和的反应条件5.酶在体内受到严格调控

如酶浓度的调节、激素调节、反馈调节、抑制剂和激活剂的调节、别构调节、酶的共价修饰调节、酶原活化等。6.酶的催化活力与辅酶、辅基和金属离子有关4.敏感易变性第二十页，共一百四十五页，2022年，8月28日7.酶的活性中心与底物结合(1)活性中心或活性部位（activecenter，activesite）

酶分子上直接与底物结合，并与催化作用直接有关的区域，这个部位称酶的活性中心。如果是缀合酶还包括与辅因子结合的区域，。分为结合部位（bindingsite）催化部位（catalyticsite）P141P172第二十一页，共一百四十五页，2022年，8月28日胰凝乳蛋白酶的活性中心(2)活性中心的特点

第二十二页，共一百四十五页，2022年，8月28日体积小三维结构为酶分子表面的裂缝、空隙或口袋，中心多疏水(2)活性中心的特点

组成酶活性中心的氨基酸侧链基团主要有Glu和Asp的-COOH，Lys的ε-NH2，His的咪唑基，Arg的胍基，Ser的-OH，Cys的-SH，Tyr的侧链基团。结合力为次级建活性中心和底物的互补性（直接契合或诱导契合）活性中心具有柔性P172第二十三页，共一百四十五页，2022年，8月28日溶菌酶第二十四页，共一百四十五页，2022年，8月28日第二十五页，共一百四十五页，2022年，8月28日必需基团：与酶的催化活性有关活性中心的必需基团：与底物结合非活性中心的必需基团：具有空间支撑或结构维持作用非必需基团：与酶的其它活性有关，如识别、定位、免疫等(3)必需基团第二十六页，共一百四十五页，2022年，8月28日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第二十七页，共一百四十五页，2022年，8月28日三、酶的分类和命名（一）分类1.系统分类2.按分子化学组成3.按酶蛋白本身结构1961年国际酶学委员会（enzymecommission）提出的酶的命名和分类方法。P139第二十八页，共一百四十五页，2022年，8月28日连接酶类（ligases,也称synthetases合成酶类）将两个小分子合成一个大分子，通常需要ATP供能。例：

6大类酶，氧转水裂异连1.系统分类裂合酶类（lyases）从底物移去一个基团而形成双键或逆反应AB

A+B

第二十九页，共一百四十五页，2022年，8月28日

2.根据其分子化学组成的不同，分为两类：

专一性催化第三十页，共一百四十五页，2022年，8月28日3.根据酶蛋白分子的结构将酶分成三类（1）单体酶（monomericenzyme）（2）寡聚酶（oligomericenzyme）（3）多酶复合物（multienzymecomplex）多功能酶（multifunctionalenzyme）：一些多酶体系在进化过程中由于基因的融合，形成由一条多肽链组成却具有多种不同催化功能的酶。功能简单功能相关的酶彼此聚合在一起，顺序催化完成一组连续的反应。功能复杂、效率高。第三十一页，共一百四十五页，2022年，8月28日（二）命名

1.系统名

2.习惯名（推荐名称）P139第三十二页，共一百四十五页，2022年，8月28日例如：乳酸+NAD+

丙酮酸+NADH

系统名称:乳酸:NAD+氧化还原酶1.国际系统命名法系统名称包括底物名称、构型、反应性质，最后加一个酶字。两个底物参加反应时应同时列出，中间用冒号（:）分开。如其中一个底物为水时，水可略去。第三十三页，共一百四十五页，2022年，8月28日乙醇脱氢酶的编码是：

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：国际系统命名法第三十四页，共一百四十五页，2022年，8月28日2.习惯命名法（1）底物，反应性质

（2）来源或其它特点乳酸脱氢酶胰凝乳蛋白酶第三十五页，共一百四十五页，2022年，8月28日

酶的国际习惯用名和系统命名的应用实例返回章第三十六页，共一百四十五页，2022年，8月28日第二节酶促反应动力学

——影响酶促反应速度的因素一、酶促反应速度的测定二、[E]对V的影响

三、[S]对V的影响及米氏方程

四、T五、pH六、A七、I八、多底物反应动力学第三十七页，共一百四十五页，2022年，8月28日一、酶促反应速度的测定（一）化学反应中v的定义：（二）测定酶促反应速度的方法：（三）酶促反应速度曲线（四）反应速度测定——vo

整个反应进程中，v不断变小，如何衡量E的催化效率（反应速度）？反应初速度：[S]消耗<5%时P142是酶促动力学研究和酶活力测定的基础返回节第三十八页，共一百四十五页，2022年，8月28日酶促反应速度曲线1．曲线上某点切线斜率的含义：2．曲线特点：3．v逐渐降低的原因：①[S]的减小②[P]的增大——逆反应③E失活（部分）④产物抑制feedbackinhibition第三十九页，共一百四十五页，2022年，8月28日二、[E]对V的影响

（一）

前提：

反应系统中不含I等不利因素，[S]过量，其它条件保持固定。（二）

方程：V=k×[E]（三）

解释：[S]过量程度：[S]>>[E]，[S]>100Km返回节第四十页，共一百四十五页，2022年，8月28日三、[S]对V的影响及米氏方程（一）[S]对V的影响

1.前提：其它条件固定

2.[S]对V的曲线——双曲线

P151第四十一页，共一百四十五页，2022年，8月28日（二）米氏方程的推导1.为了要解释这一现象，Michaelis&Menten推出了最简单的酶促反应动力学模型。其依据为中间络合物假说第四十二页，共一百四十五页，2022年，8月28日2、“稳态平衡假说”及其对米式方程的发展：Briggs和Haldane1925所谓“稳态”指ES的形成速度与分解速度相等、ES的浓度保持不变的反应状态。其他前提：（1）反应速度为初速度（2）形成的中间产物ES决定整个反应的速度（3）符合质量作用定律P153第四十三页，共一百四十五页，2022年，8月28日k1（[E]-[ES]）[S]k2[ES]+k3[ES]k1（[E]-[ES]）[S]=k2[ES]+k3[ES]k1[E][S]=k2[ES]+k3[ES]稳态假说推导米式方程：ES的生成速度：ES的分解速度：分解＝生成速度：（单体酶）酶促反应的速度v=k3[ES]第四十四页，共一百四十五页，2022年，8月28日1、

Km的物理意义（三）参数的意义（1）Km的物理意义是：当反应速度v=1/2Vmax时，底物的浓度。Km=[S]单位：mol·L-1或mmol·L-1（2）Km是酶的特征常数之一。一般只与酶的性质、底物种类及pH、温度等反应条件有关，与酶的浓度无关。

（3）k2>>k3（即Km=Ks）时，Km表示E和S的亲和力。（4）判定最适底物（天然底物）（5）判定代谢反应的方向和途径P155第四十五页，共一百四十五页，2022年，8月28日2、Vmax意义在一定的酶浓度下，Vmax是一个常数，它只与S的种类及反应条件有关，也是特征常数。Vmax=K3[E]3、

K3（

Kcat）的意义P156K3代表E被S饱和时，每秒钟每个E分子转换S的分子数，称为转换数（或催化常数，Kcat），表明酶的最大催化效率。第四十六页，共一百四十五页，2022年，8月28日（四）Vm和Km的求法1.v对[S]作图第四十七页，共一百四十五页，2022年，8月28日2.双倒数作图法（Lineweaver-Burk作图法）缺点：点集中在直线的左下方，而低浓度S的点取倒数后误差较大。返回节P158第四十八页，共一百四十五页，2022年，8月28日1.钟罩形曲线2.最适温度

不同酶的最适温度也不一样。动物酶的最适温度一般在35~40℃，植物酶为40~50℃。酶的最适温度并非酶的特征性常数，它与底物、作用时间等因素有关。四、T对V的影响P161第四十九页，共一百四十五页，2022年，8月28日Effectsoftemperatureontherate第五十页，共一百四十五页，2022年，8月28日3.温度对酶反应速度的影响具有双重性：随着温度的升高，酶蛋白会失活，使反应速度下降随着温度的升高，反应速度会加快。Q10=2

因此，在这双重因素的综合作用下，酶促反应具有一最适温度。返回节第五十一页，共一百四十五页，2022年，8月28日1.钟罩形曲线或其他五、pH对V的影响

木瓜蛋白酶胆碱酯酶胃蛋白酶胰蛋白酶P161第五十二页，共一百四十五页，2022年，8月28日3.pH影响酶反应速度的机制：极度pH的条件引起酶蛋白的变性。pH影响底物的解离，从而影响酶与底物的结合。pH影响酶分子解离状态。返回节2.酶的最适pH：一般在7左右。也有很多例外，如胃蛋白酶的最适pH只有1.5，胰蛋白酶(7.8)。酶的最适pH并非酶的特征性常数，它与底物的种类、浓度等因素有关。第五十三页，共一百四十五页，2022年，8月28日激活剂：能提高酶活性的物质。无机离子：主要是金属离子，它们有的本身就是酶的辅助因子，有的是酶的辅助因子的必要成分。如:激酶需要Mg2+激活唾液淀粉酶需要Cl-激活主要的激活剂有：六、激活剂对V的影响

P162第五十四页，共一百四十五页，2022年，8月28日有机小分子：一些还原剂，如抗坏血酸、半胱氨酸，使含-SH的酶处于还原态。金属螯合剂，如EDTA(乙二胺四乙酸)，可络合一些重金属杂质，解除它们对酶的抑制，从而使酶活升高。返回节第五十五页，共一百四十五页，2022年，8月28日七、抑制剂作用动力学（一）酶活性的抑制和变性失活凡能使酶的催化活性下降或完全丧失，而不引起酶蛋白变性的物质称为酶的抑制剂。使酶的必需基团或活性部位中的基团的化学性质改变而降低酶活力甚至使酶失活的物质，称为抑制剂。

抑制作用和变性失活的区别

抑制剂对酶有一定选择性，涉及酶的局部结构。变性剂对酶没有选择性，影响酶的整个三维结构。P162第五十六页，共一百四十五页，2022年，8月28日（二）抑制程度的表示方法相对活力分数a=vi/v0

相对活力百分数a=（vi/v0）

100%

抑制分数i=1-a=1-（vi/v0）抑制百分数i=(1-a)100%=[1-（vi/v0)]100%（三）不可逆抑制作用

（四）可逆抑制作用

第五十七页，共一百四十五页，2022年，8月28日（三）不可逆抑制作用S+EESE+P+I↓EI1.不可逆抑制作用的机制：往往不可逆抑制剂与酶共价结合，不能用一般的物理方法解除抑制。P163第五十八页，共一百四十五页，2022年，8月28日与酶活性部位的Ser共价结合，强烈抑制胆碱酯酶，使乙酰胆碱不能水解为乙酰和胆碱。乙酰胆碱是神经递质，在体内大量积聚影响神经传导，过度兴奋导致功能失调，引起神经中毒，又称神经毒剂。（1）有机磷农药是中国现阶段使用量最大的农药，如（敌敌畏、乐果）例:DFP（DIFP）对胰凝乳蛋白酶的抑制P1682.不可逆抑制剂第五十九页，共一百四十五页，2022年，8月28日E—SH+ICH2COOH→E—S—CH2COOH+HI（2）碘乙酸对巯基酶的抑制（3）青霉素对糖肽转肽酶的抑制糖肽转肽酶作用是细菌细胞壁合成时，催化肽聚糖链交联。因此使细菌失去抗渗透能力。第六十页，共一百四十五页，2022年，8月28日抑制程度是由E与I之间的亲和力大小、I以及S的浓度决定。1.竞争性抑制作用：抑制剂和底物竞争与酶结合。特点：1）竞争性I的结构与S结构相似。I和S竞争酶的结合部位

2）动力学特点S+EESE+Pv=———————V[S]km(1+[I]/ki)+[S]+I↑↓EIK’m变大（四）可逆抑制作用P163第六十一页，共一百四十五页，2022年，8月28日[S]vV/2kmkm′无I有I抑制剂↑

无抑制剂

1/V1/[S]第六十二页，共一百四十五页，2022年，8月28日第六十三页，共一百四十五页，2022年，8月28日与PABA两者竞争FH2合成酶（PABA）人：

叶酸（食物）FH2FH4叶酸还原酶细菌：PABAFH2合成酶FH2FH43）竞争性抑制剂举例例1：磺胺类药物P169第六十四页，共一百四十五页，2022年，8月28日例:丙二酸对琥珀酸脱氢酶的抑制作用第六十五页，共一百四十五页，2022年，8月28日4）抑制程度取决于[S]和[I]以及与E结合的亲和力大小。随[S]增加抑制程度减小，随[I]增加抑制程度增加

a=第六十六页，共一百四十五页，2022年，8月28日2.非竞争性抑制作用：1）S和I同时与E结合，但形成的EIS不能进一步转变为P。2）动力学特点S+EESE+P+I↑↓EI+I↑EIS+[S]E+Pv=———————————V1+[I]/ki·[S]km+[S]V’下降P167第六十七页，共一百四十五页，2022年，8月28日抑制剂↑1/V1/[S]无抑制剂[S]v无IV/2km有I(′)第六十八页，共一百四十五页，2022年，8月28日第六十九页，共一百四十五页，2022年，8月28日3）非竞争性抑制作用的抑制程度与[S]无关,随[I]增加抑制程度增加多数会降低酶与底物的亲和力，被称为混合型抑制剂第七十页，共一百四十五页，2022年，8月28日3.反竞争性抑制作用：1）I必须在E与S结合后才能进一步形成ESI复合物。2）动力学特点S+EESE+P+I↑↓ESIE+Pv=———————V1+—[I]ki·[S]km1+——[I]ki+[S]K’m变小V’变小第七十一页，共一百四十五页，2022年，8月28日抑制剂↑1/V1/[S]无抑制剂[S]vkm′km第七十二页，共一百四十五页，2022年，8月28日第七十三页，共一百四十五页，2022年，8月28日3）反竞争性抑制作用的抑制程度随[S]增加抑制程度增加，随[I]增加抑制程度增加只有理论上的可能，迄今没有发现第七十四页，共一百四十五页，2022年，8月28日4.混合型抑制作用：5.产物抑制作用6.过量底物抑制作用第七十五页，共一百四十五页，2022年，8月28日[S]vV/2kmkm′无I有I[S]v无IV/2km有I(′)[S]vkm′km第七十六页，共一百四十五页，2022年，8月28日抑制剂↑

无抑制剂

1/V1/[S]抑制剂↑1/V1/[S]无抑制剂抑制剂↑1/V1/[S]无抑制剂返回节第七十七页，共一百四十五页，2022年，8月28日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）八、多底物反应动力学P159第七十八页，共一百四十五页，2022年，8月28日1．序列有序反应（orderedreactions,写作orderedBiBi）第七十九页，共一百四十五页，2022年，8月28日2．序列随机反应（randomreactions，写作RandomBiBi）第八十页，共一百四十五页，2022年，8月28日3．乒乓反应（pingpongreactions，写作PingPongBiBi）返回章第八十一页，共一百四十五页，2022年，8月28日过渡态理论：认为在任何化学反应体系中，反应物需要达到特定的高能状态才能发生反应，这种不稳定的高能状态称为过渡态。一、过渡态稳定学说第三节酶的催化机制过渡态底物P133第八十二页，共一百四十五页，2022年，8月28日

降低反应所需的活化能P135P135如何实现？酶将反应分成几步，形成中间产物。因为E与反应过渡态中间物的结合比与底物的结合牢、更好而稳定反应物的过渡态，从而降低活化能。结合能第八十三页，共一百四十五页，2022年，8月28日邻近与定向（轨道定向）效应的示意图（一）邻近效应（proximityeffect）和定向效应（orientationeffect）二、过渡态稳定的化学机制（使酶高效率的因素）P176邻近效应：S结合到E分子的活性中心，使S的有效浓度大大增加，从而加快反应速度。定向效应：指S的反应基团之间，E的催化基团与S的反应基团之间的正确取位产生的效应。本质：S被固定，使分子间反应变为分子内反应。相互靠近、电子轨道的定向排列，提高底物的有效浓度和有效碰撞概率。两个效应的促进作用分别可达104倍第八十四页，共一百四十五页，2022年，8月28日第八十五页，共一百四十五页，2022年，8月28日S分子发生变形S分子和E分子都发生变形底物和酶结合时的构象变化示意图

（二）酶使底物分子中的敏感键发生变形（distortion）（底物形变）P135，177多数反应中，底物进入过渡态时都会发生形变，反应键被拉长、扭曲，处于电子张力状态。第八十六页，共一百四十五页，2022年，8月28日（三）共价催化（covalentcatalysis）E与S形成反应活性很高的共价过渡产物，使反应Ea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：亲核基团；亲电子基团。某些辅酶，如焦磷酸硫胺素和磷酸吡哆醛等也可参与共价催化作用。

P174第八十七页，共一百四十五页，2022年，8月28日E分子上的亲核基团富含电子(有孤对电子)，攻击S分子中电子云密度较小的亲电子基团，并提供电子，二者形成共价键，E和S形成一个不稳定的共价中间物，进而转变为产物。酶中主要的亲核基团第八十八页，共一百四十五页，2022年，8月28日指广义的酸碱催化，即暂时向S提供质子及接受质子，稳定过渡态。多数酶都有这种机制。（四）酸碱催化（acid-basecatalysis）P173第八十九页，共一百四十五页，2022年，8月28日-+P178（五）疏水的微环境的影响（静电催化）E活性中心周围的环境是一个非极性环境，即低介电环境，在低的介电环境中排斥水分子，两个电荷之间有很大的静电引力，有利于催化基团和S的敏感键发生作用，因而加速酶促反应，又称为静电催化。第九十页，共一百四十五页，2022年，8月28日（１）需要金属的酶分类：

①金属酶（过渡金属）：二者结合紧密或稳定E构象

②金属-激活酶（碱或碱土金属）：结合疏松，只参与催化（2）金属离子的催化作用：作为酶的辅助因子起着传递电子的功能，许多氧化-还原酶中都含有铜或铁离子，电荷屏蔽作用：稳定负电荷。许多激酶的底物为ATP-Mg2+复合物。与金属离子配位的水分子在中性或偏酸的pH时，能够离子化可作为促进亲核催化剂。（六）金属离子催化P176第九十一页，共一百四十五页，2022年，8月28日（七）多元催化酶催化反应中常常几个基元催化反应配合在一起共同起作用，加速酶反应。

返回章第九十二页，共一百四十五页，2022年，8月28日酶促反应的调节底物调节酶水平的调节辅助因子的调节酶活性的调节酶含量的调节酶的定位调节产物调节ABEX第九十三页，共一百四十五页，2022年，8月28日一、酶量的调节（慢）二、酶质的调节（快）第四节酶活性的调节（一）酶合成和降解的调节（二）同工酶调节第九十四页，共一百四十五页，2022年，8月28日2.举例——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)（二）同工酶（isoenzymeorisozyme）1.同工酶的概念

催化相同反应，但性质和生理功能不同的酶P194LDH同工酶的两种不同肽链是受不同基因控制产生的。第九十五页，共一百四十五页，2022年，8月28日（2）功能乳酸丙酮酸LDH5骨骼肌:乳酸丙酮酸心肌:LDH1同工酶通过在不同组织或亚细胞空间的相对丰度的差别，及其在特定细胞的表达，使细胞根据特定的生理状况对酶活性进行调节。LDH的动力学性质等与表达器官的生理机能相适应。LDH5对丙酮酸的Km值小不缺氧LDH1对乳酸的Km值低缺氧第九十六页，共一百四十五页，2022年，8月28日同工酶的分布具有组织专一性，正常情况下血清中的酶种类较少、活性低，当组织受伤时，细胞破裂将酶释放到血液中，血清中酶活性会异常升高。例如：

3.同工酶的临床意义心肌受损LDH1骨骼肌或肝脏受损LDH5心肌梗死肌酸磷酸激酶(CPK)和LDH5肝功能受损谷丙转氨酶、谷草转氨酶、碱性磷酸酶等第九十七页，共一百四十五页，2022年，8月28日二、酶质的调节（一）别构调节（二）共价修饰调节（三）酶原激活第九十八页，共一百四十五页，2022年，8月28日（一）别构调节许多代谢途径中的限速步骤是由别构酶催化的。P1831、别构效应和别构调节别构调节：一些代谢物可与某些酶分子活性中心外的某部分（别构部位）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。别构酶：具有别构效应的酶称为别构酶。第九十九页，共一百四十五页，2022年，8月28日变构酶的动力学曲线变构激活变构抑制[S]V无变构效应剂(S形)别构激活和别构抑制P183第一百页，共一百四十五页，2022年，8月28日变构酶常为多个亚基构成的寡聚体，具有协同效应。活性中心的相互作用是协同性的原因。2、协同效应根据配体结合后对后继配体的影响正协同效应负协同效应变构酶第一个配体与亚基结合后影响其它亚基的构象，对后续配体与亚基的结合产生影响。第一百零一页，共一百四十五页，2022年，8月28日别构酶与米氏酶动力学比较典型的米氏酶RS=81具有正协同效应的别构酶RS<81具有负协同效应的别构酶RS>81Koshland建议用饱和比值（saturationratio,Rs）第一百零二页，共一百四十五页，2022年，8月28日协同效应的生理意义？正协同效应：酶对环境中底物的浓度变化更敏感，使其可以根据环境变化对代谢进行灵敏的调节。较常见负协同效应：酶对底物的变化极度不敏感，可以保证体内的重要反应不受底物浓度波动的影响。比较罕见。第一百零三页，共一百四十五页，2022年，8月28日3.别构酶(Allostericenzyme)的特点：一般是寡聚酶，由多亚基组成，包括催化部位和调节（别构）部位；具有协同效应。指酶和一个配体（底物，调节物）结合后可以影响酶和另一个配体（底物）的结合能力。动力学特点：不符合米曼方程双曲线。温和变性别构效应丧失。第一百零四页，共一百四十五页，2022年，8月28日4.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:不能解释负协同效应P184第一百零五页，共一百四十五页，2022年，8月28日（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:能解释负协同效应P187第一百零六页，共一百四十五页，2022年，8月28日（二）酶的可逆共价修饰调节

共价修饰（covalentmodification）：指在专一性酶的催化下，某些小分子基团共价地结合到被修饰的酶分子上，使被修饰酶的活性发生改变，从而调节酶活性。P190在控制代谢、细胞生长与繁殖、对激素的应答及其他生理和病理过程中有重要作用。第一百零七页，共一百四十五页，2022年，8月28日（二）酶的共价修饰

2.共价修饰的类型：

磷酸化/去磷酸化（主要存在于高等动、植物细胞中）

腺苷酰化/去腺苷酰化；（主要存在细菌中）乙酰化/去乙酰化；尿苷酰化/去尿苷酰化；甲基化/去甲基化；S-S/SH第一百零八页，共一百四十五页，2022年，8月28日

酶的磷酸化与去磷酸化-OHThrSerTyr酶蛋白H2OPi蛋白磷酸酶ATPADP蛋白激酶ThrSerTyr-O-PO32-酶蛋白第一百零九页，共一百四十五页，2022年，8月28日1、胃蛋白酶原（pepsinogen）的激活（三）酶原激活——不可逆共价调节第一百一十页，共一百四十五页，2022年，8月28日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2、胰蛋白酶原（trypsinogen）的激活P192共同激活剂第一百一十一页，共一百四十五页，2022年，8月28日3、胰凝乳蛋白酶原（chymotrypsinogen）的激活第一百一十二页，共一百四十五页，2022年，8月28日

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返回章第一百一十三页，共一百四十五页，2022年，8月28日1.酶活力:酶催化某一化学反应的能力。2.酶（活力）单位：在一定条件下，一定时间内将一定量的底物转化为产物所需的酶量。（U/g，U/ml）(1)1961年：在最适的反应条件（25℃）下，每min内催化1μmol底物转化为产物的酶量定为一个酶活力单位，即

1IU=1μmol/min(2)1972年：在最适条件下，每s内使1mol底物转化为产物所需的酶量定为1kat单位，即

1kat=1mol/s1kat=6×107IU§5酶活力的测定及分离纯化一、酶活力和酶活力单位P141第一百一十四页，共一百四十五页，2022年，8月28日3.酶的比活力（specificactivity，也称比活性）

比活力：指每mg酶蛋白所具有的酶活力单位数，一般用U/mg蛋白质来表示。比活力说明酶的纯度，因此在酶纯化时需要时刻注意比活力的变化。第一百一十五页，共一百四十五页，2022年，8月28日二、测定酶活力时应注意几点1.应测反应初速度（反应速率代表酶浓度）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条件为最适，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)测定酶活力就是测定酶的含量，应充分发挥酶的催化能力第一百一十六页，共一百四十五页，2022年，8月28日三、酶分离纯化1．全部操作在低温0～4℃。2．在分离提纯过程中，不能剧烈搅拌。3．在提纯溶剂中加一些保护剂，如少量EDTA、少量β-巯基乙醇。4．在分离提纯过程中要不断测定酶活力和蛋白质浓度，从而求得比活力。由于酶的特殊性，在提纯过程中要注意:第一百一十七页，共一百四十五页，2022年，8月28日§6维生素与辅酶维生素：维持细胞正常功能所必需的一类小分子有机化合物。特点：需要量很少；动物体内不能合成或合成不足，必须由食物供给的一类有机化合物。作用：不是作为构成成分，也不是供能；在代谢调节、促进生长发育、维持生理功能上有重要作用P196第一百一十八页，共一百四十五页，2022年，8月28日一、水溶性维生素作用：直接或转变为辅因子参与能量代谢血细胞的形成敏感部位：生长和分裂旺盛的组织细胞（上皮、血细胞）严重依赖持续能量供应的神经组织二、脂溶性维生素§6维生素与辅酶B族维生素维生素C第一百一十九页，共一百四十五页，2022年，8月28日两类维生素的区别脂溶性维生素摄取后多储存在肝脏的脂肪中，形成“仓库”，因此机体可以随时调动。正因为如此过量会中毒。水溶性维生素摄取后立即被使用，无法储存，多余的通过尿液排出。过量不会中毒。维生素A、D可以一个星期吃一次，而B族维生素必须经常补充。第一百二十页，共一百四十五页，2022年，8月28日B族维生素是一个大家族，至少包括十余种维生素。其共同特点是：（1）在自然界经常共同存在，最丰富的来源是酵母、蔬菜和动物肝脏；（2）从低等的微生物到高等动物都需要它们作为营养要素；（3）在体内主要作为辅酶或辅基参与物质代谢和能量代谢；（4）从化学结构上看，大都含有N；（5）从性质上看此类维生素易溶于水，对酸稳定，易被碱或热破坏。第一百二十一页，共一百四十五页，2022年，8月28日1.化学本质：硫胺素；体内以焦磷酸硫胺素（TPP）存在。一、水溶性维生素(一）维生素B1（抗神经炎维生素）和辅酶TPP含S的噻唑环含氨基的嘧啶环VB1分子中噻唑环和嘧啶环之间的化学键作用很弱，因此很易破坏。收获、加工、烹调和贮藏都可造成其损失。如精制稻米和谷类粉由于过度的碾磨，而使其中的VB1损失殆尽。干燥、高温也能引起VB1的大量损失。P198第一百二十二页，共一百四十五页，2022年，8月28日2.生理功能（1）是脱羧酶的辅酶，在糖代谢中起重要作用。如：丙酮酸、α-酮戊二酸的氧化脱羧（2）抑制胆碱酯酶（乙酰胆碱的水解）3.缺乏症：脚气病、神经病变等。首先影响神经组织的能量供应，并伴有丙酮酸及乳酸在神经组织的堆积，表现出多发性神经炎、皮肤麻木、心力衰竭、四肢无力、下肢水肿等脚气病的症状。使胆碱酯酶活性升高，催化神经递质乙酰胆碱大量水解，使神经传导受到影响，可造成胃肠蠕动缓慢、消化液分泌减少、食欲不振和消化不良等消化道症状。4.来源：谷类的外皮及胚芽、麦麸、米糠、瘦肉第一百二十三页，共一百四十五页，2022年，8月28日异咯嗪核糖醇1.化学本质：核黄素(维生素B2)由核糖醇和6，7-二甲基异咯嗪组成。（二）维生素B2和黄素辅酶(FMN、FAD)黄素单核苷酸(FMN)

黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)110P199第一百二十四页，共一百四十五页，2022年，8月28日2.生理功能：转变为FMN或FAD，作为辅基广泛参与氧化还原反应，促进糖、脂、蛋白的代谢。对维持皮肤、黏膜和视觉的正常机能有一定作用。黄素单核苷酸(FMN)

黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)15第一百二十五页，共一百四十五页，2022年，8月28日组织代谢强度降低，引起口角炎、唇炎、舌炎、阴囊炎、脂溢性皮炎等。3.缺乏症：VB2广泛存在于乳类、蛋类、肉类、谷类等。VB2是啤酒中唯一一种含量多的维生素。4.来源：加工、烹饪和储藏食物过程中VB2有不同程度的损失。

精米中大部分丢失。

VB2对光十分敏感，牛奶中的损失大多是由于光照造成的，因此宜用深色玻璃瓶来盛装牛奶。

由于VB2在碱性溶液中加热极易破坏，因而在加工时应避免使用小苏打等碱性物质。第一百二十六页，共一百四十五页，2022年，8月28日（三）维生素PP和辅酶Ⅰ、辅酶Ⅱ1.化学本质：

VitPP又称抗癞皮病维生素，VB3

包括二种物质：

尼克酸(烟酸)、尼克酰胺(烟酰胺)，体内多以尼克酰胺形式存在，性质稳定。P200第一百二十七页，共一百四十五页，2022年，8月28日2.辅酶：尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）CoⅠ

尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP+）CoⅡOH若为O~PO32-,则为NADP+OP第一百二十八页，共一百四十五页，2022年，8月28日3.生理功能：NAD+和NADP+是多种脱氢酶的辅酶

a.作为H的载体：

第一百二十九页，共一百四十五页，2022年，8月28日b.起偶联反应的作用：C.NAD+为DNA连接酶的辅酶，为DNA的复制提供能量第一百三十页，共一百四十五页，2022年，8月28日4.缺乏症：一般不缺乏。糙皮病，体表有对称性皮炎，还有消化不良、精神不安等症状，严重时顽固性腹泻和精神失常；5.分布及来源：分布广泛，肉类、谷物、花生和酵母中。含量丰富。但玉米中缺乏Trp和尼克酸。人体可利用Trp合成烟酰胺。第一百三十一页，共一百四十五页，2022年，8月28日（四）泛酸和辅酶A1.化学本质：

泛酸又称VB5，过去称VB3，亦称遍多酸；对热、还原剂极稳定；

P201第一百三十二页，共一百四十五页，2022年，8月28日（1）