生物化学酶化学

生物化学酶化学第1页，共82页，2023年，2月20日，星期一学习内容1.掌握酶的分子组成。酶的活性中心、酶作用的专一性、Km值、酶原及酶原激活、变构酶和酶的共价修饰调节、同工酶的概念。米氏方程，竞争性抑制、非竞争性抑制和反竞争性抑制的特点。2.熟悉单纯酶、结合酶、酶蛋白、辅酶、辅基的概念，辅酶与维生素的关系，不可逆性抑制剂对酶促反应速度的影响。3.了解其余内容。第2页，共82页，2023年，2月20日，星期一一.酶的生物学意义1.酶的概念

酶（enzyme）是生物体内一类具有催化活性和特定空间构象的生物大分子，包括蛋白质和核酸等。简单说，酶是一类由活性细胞产生的生物催化剂。第一节酶是生物催化剂2.酶催化作用的特点(1)酶和一般催化剂的共性：加快反应速度；不改变平衡常数；自身在反应前后不发生变化。第3页，共82页，2023年，2月20日，星期一(2)酶催化作用特点：条件温和：常温、常压、pH=7；高效率：反应速度与不加催化剂相比可提高103～1017，与加普通催化剂相比可提高107～1013；专一性：即酶只能对特定的一种或一类底物起作用，这种专一性是由酶蛋白的立体结构所决定的。可分为：

绝对专一性：有些酶只作用于一种底物，催化一个反应，而不作用于任何其它物质。

相对专一性：这类酶对结构相近的一类底物都有作用。包括键专一性和簇（基团）专一性。

立体异构专一性：这类酶不能辨别底物不同的立体异构体，只对其中的某一种构型起作用，而不催化其他异构体。包括旋光异构专一性和几何异构专一性。易变敏感性：易受各种因素的影响，在活细胞内受到精密严格的调节控制。第4页，共82页，2023年，2月20日，星期一二.酶作用的专一性1．立体化学专一性

是从底物的立体化学性质来考虑的一种专一性（1）立体异构专一性：当底物具有立体异构体时，酶只能作用于其中一种。第5页，共82页，2023年，2月20日，星期一（2）几何异构专一性：有些酶对于顺反异构体只能作用其中之一，这称为几何异构专一性。第6页，共82页，2023年，2月20日，星期一2．非立体化学专一性如果一种酶不具有立体化学专一性，则可从底物的化学键及组成该键的基团来考虑其专一性。（1）键专一性：在键专一性中，对酶来说，重要的是连接A和B的键必须“正确”（酯酶）（2）基团专一性：具有基团专一性的酶除了需要有“正确”的化学键以外，还需要基团A和B中的一侧必须“正确”（胰蛋白酶）第7页，共82页，2023年，2月20日，星期一（3）绝对专一性：具有绝对专一性的酶要求底物的键和A、B都必须严格的“正确”

（脲酶）第8页，共82页，2023年，2月20日，星期一3.酶与底物结合形成中间络合物的方式（理论）(1)锁钥假说(lockandkeyhypothesis)：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(2)诱导契合假说（induced–fithypothesis):该学说认为酶表面并没有一种与底物互补的固定形状，而只是由于底物的诱导才形成了互补形状.第9页，共82页，2023年，2月20日，星期一三、酶的分类及命名1.酶的分类（催化反应的类型）氧化-还原酶Oxidoreductase氧化-还原酶催化氧化-还原反应。主要包括脱氢酶(Dehydrogenase)和氧化酶(Oxidase)。如，乳酸(Lactate)脱氢酶催化乳酸的脱氢反应。第10页，共82页，2023年，2月20日，星期一(2)

转移酶Transferase转移酶催化基团转移反应，即将一个底物分子的基团或原子转移到另一个底物的分子上。

例如，谷丙转氨酶催化的氨基转移反应。第11页，共82页，2023年，2月20日，星期一水解酶Hydrolase水解酶催化底物的加水分解反应。主要包括淀粉酶、蛋白酶、核酸酶及酯酶等。例如，脂肪酶(Lipase)催化的脂的水解反应第12页，共82页，2023年，2月20日，星期一(4)

裂解酶Lyase

裂合酶催化从底物分子中移去一个基团或原子形成双键的反应及其逆反应。主要包括醛缩酶、水化酶及脱氨酶等。例如，延胡索酸水合酶催化的反应。第13页，共82页，2023年，2月20日，星期一(5)

异构酶Isomerase异构酶催化各种同分异构体的相互转化，即底物分子内基团或原子的重排过程。

例如，6-磷酸葡萄糖异构酶催化的反应。第14页，共82页，2023年，2月20日，星期一(6)

合成酶LigaseorSynthetase合成酶，又称为连接酶，能够催化C-C、C-O、C-N以及C-S键的形成反应。这类反应必须与ATP分解反应相互偶联。A+B+ATP+H-O-H===AB+ADP+Pi例如，丙酮酸羧化酶催化的反应丙酮酸+CO2

草酰乙酸第15页，共82页，2023年，2月20日，星期一核酸酶（催化核酸）Ribozyme核酸酶是唯一的非蛋白酶。它是一类特殊的RNA，能够催化RNA分子中的磷酸酯键的水解及其逆反应。第16页，共82页，2023年，2月20日，星期一2.酶的命名(1)习惯命名法:

①一般采用底物加反应类型而命名，如蛋白水解酶、乳酸脱氢酶、磷酸己糖异构酶等。②对水解酶类，只用底物名称即可，如蔗糖酶、胆碱酯酶、蛋白酶等。③有时在底物名称前冠以酶的来源，如血清谷氨酸-丙酮酸转氨酶、唾液淀粉酶等。第17页，共82页，2023年，2月20日，星期一(2)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。例如：习惯名称:谷丙转氨酶系统名称:丙氨酸：-酮戊二酸氨基转移酶酶催化的反应:

-酮戊二酸+丙氨酸谷氨酸+丙酮酸*国际生物化学会酶学委员会（EnzymeCommsion）将酶分成六大类：1.氧还原酶类，2.移换酶类，3.水解酶类，4.裂合酶类，5.异构酶类，6.合成酶类

*每一种酶有一个编号,如乙醇脱氢酶

EC1.1.1.27大类亚类亚亚类序号第18页，共82页，2023年，2月20日，星期一第二节酶的化学本质、结构与功能一、酶的化学本质与分子组成1.发展史(1)酶是蛋白质:1926年,JamesSummer由刀豆制出脲酶结晶确立酶是蛋白质的观念，其具有蛋白质的一切性质。(2)核酶的发现：

1981～1982年，ThomasR.Cech实验发现有催化活性的天然RNA—Ribozyme。

L19RNA和核糖核酸酶P的RNA组分具有酶活性是两个最著名的例子。

1955年，发现DNA的催化活性。(3)抗体酶（abzyme）：

1986年，RichardLerrur和PeterSchaltz运用单克隆抗体技术制备了具有酶活性的抗体（catalyticantibody）。第19页，共82页，2023年，2月20日，星期一酶单纯酶：脲酶、蛋白酶、淀粉酶、核糖核酸酶等。结合酶：酶蛋白辅因子（简单蛋白质）（结合蛋白质）（apoenzyme）（cofacter)辅酶（coenzyme)辅基(prostheticgroup)全酶(holoenzyme）=酶蛋白+辅因子2.酶的组成第20页，共82页，2023年，2月20日，星期一根据酶蛋白的特点和分子大小，酶可分为：单体酶：只有单一的三级结构蛋白质构成。寡聚酶：由多个（两个以上）具有三级结构的亚基聚合而成。多酶复合体：由几个功能相关的酶嵌合而成的复合体。第21页，共82页，2023年，2月20日，星期一二.酶蛋白的结构酶的活性中心（activecenter），是酶与底物结合并发挥其催化作用的部位,又称“活性部位”（activesite）第22页，共82页，2023年，2月20日，星期一第23页，共82页，2023年，2月20日，星期一第24页，共82页，2023年，2月20日，星期一•酶的活性中心内的一些化学基团，是酶发挥催化作用与底物直接作用的有效基团，故称为活性中心内的必需基团（essentialgroup）。•

酶活性中心外还有一些基团虽然不与底物直接作用，却与维持整个分子的空间构象有关，这些基团可使活性中心的各个有关基团保持最适的空间位置、间接地对酶的催化作用发挥其必不可少的作用，这些基团称为活性中心外的必需基团。•

底物结合部位是与底物特异结合的有关部位，因此也叫特异性决定部位。•

催化部位直接参与催化反应，底物的敏感键在此部位被切断或形成新键，并生成产物第25页，共82页，2023年，2月20日，星期一第26页，共82页，2023年，2月20日，星期一四、酶的结构与功能1.酶的活性中心与酶作用的专一性酶作用的专一性主要取决于酶活性中心的结构特异性胰蛋白酶催化碱性氨基酸（精氨酸和赖氨酸）的羧基所形成的肽键；胰凝乳蛋白酶则催化芳香族氨基酸（苯丙氨酸、色氨酸和酪氨酸）的羧基所形成的肽键第27页，共82页，2023年，2月20日，星期一2.空间结构与催化活性酶的活性不仅与一级结构有关，并且与其空间结构紧密相关，在酶活性的表现上，有时空间结构比一级结构更为重要第28页，共82页，2023年，2月20日，星期一3.酶原的激活某些酶（绝大多数是蛋白酶）在细胞内合成或初分泌时没有活性，这些无活性的酶的前身称为酶原（zymogen），使酶原转变为有活性酶的作用称为酶原激活（zymogenactivation）酶的激活机制主要是分子内肽链的一处或多处断裂，同时使分子构象发生一定程度的改变，从而形成酶活性中心所必需的构象。第29页，共82页，2023年，2月20日，星期一第30页，共82页，2023年，2月20日，星期一1.酶催化作用的本质：降低反应活化能2.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。第三节酶的作用机制第31页，共82页，2023年，2月20日，星期一4.使酶具有高效催化的因素(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)“张力”和“形变”：底物与酶结合诱导酶的分子构象变化，变化的酶分子又使底物分子的敏感键产生“张力”甚至“形变”，从而促使酶－底物中间产物进入过渡态。第32页，共82页，2023年，2月20日，星期一(3)酸碱催化：酸-碱催化可分为狭义的酸-碱催化和广义的酸-碱催化。酶参与的酸-碱催化反应一般都是广义的酸－碱催化方式。广义酸－碱催化是指通过质子酸提供部分质子,或是通过质子碱接受部分质子的作用，达到降低反应活化能的过程。酶活性部位上的某些基团可以作为良好的质子供体或受体对底物进行酸碱催化。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）第33页，共82页，2023年，2月20日，星期一(4)共价催化：催化剂通过与底物形成反应活性很高的共价过渡产物，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。第34页，共82页，2023年，2月20日，星期一1.底物浓度对酶促反应速度影响在酶浓度，pH，温度等条件不变的情况下研究底物浓度和反应速度的关系。如右图所示：在低底物浓度时,反应速度与底物浓度成正比，表现为一级反应特征。当底物浓度达到一定值，几乎所有的酶都与底物结合后，反应速度达到最大值（Vmax），此时再增加底物浓度，反应速度不再增加，表现为零级反应。第四节酶促反应的动力学第35页，共82页，2023年，2月20日，星期一米氏方程1913年，德国化学家Michaelis和Menten根据中间产物学说对酶促反映的动力学进行研究，推导出了表示整个反应中底物浓度和反应速度关系的著名公式，称为米氏方程。Km—

米氏常数Vmax—

最大反应速度第36页，共82页，2023年，2月20日，星期一根据中间产物学说，酶促反应分两步进行:米氏方程的推导：第37页，共82页，2023年，2月20日，星期一第38页，共82页，2023年，2月20日，星期一

米氏常数Km的意义:由米氏方程可知，当反应速度等于最大反应速度一半时,即V=1/2Vmax,Km=[S]

上式表示,米氏常数是反应速度为最大值的一半时的底物浓度。因此,米氏常数的单位为mol/L。不同的酶具有不同Km值，它是酶的一个重要的特征物理常数。Km值只是在固定的底物，一定的温度和pH条件下，一定的缓冲体系中测定的，不同条件下具有不同的Km值。Km值表示酶与底物之间的亲和程度：Km值大表示亲和程度小，酶的催化活性低;Km值小表示亲和程度大,酶的催化活性高。第39页，共82页，2023年，2月20日，星期一例如：

谷氨酸脱氢酶可作用于谷氨酸、α-酮戊二酸、NAD+、NADH，它们的Km值依次为1.2×10-4

、2.0×10-3

、2.5×10-5

、1.8×10-5mol.L-1

，那么谷氨酸脱氢酶的最适合底物是：（）

A.谷氨酸B.α-酮戊二酸

C.NAD+D.NADH第40页，共82页，2023年，2月20日，星期一测定Km和V的方法很多，最常用的是Lineweaver–Burk的作图法—

双倒数作图法。

1Km11

=

+

V

Vmax[S]Vmax取米氏方程式的倒数形式：1/Vmax斜率=Km/Vmax-1/Km米氏常数Km的测定：第41页，共82页，2023年，2月20日，星期一2.抑制剂对酶反应的影响有些物质能与酶分子上某些必需基团结合（作用),使酶的活性中心的化学性质发生改变，导致酶活力下降或丧失，这种现象称为酶的抑制作用。能够引起酶的抑制作用的化合物则称为抑制剂（inhibitor)。酶的抑制剂一般具备两个方面的特点：a.在化学结构上与被抑制的底物分子或底物的过渡状态相似。b.能够与酶的活性中心以非共价或共价的方式形成比较稳定的复合体或结合物。第42页，共82页，2023年，2月20日，星期一抑制作用的类型：(1)不可逆抑制作用：抑制剂与酶反应中心的活性基团以共价形式结合，引起酶的永久性失活。如有机磷毒剂二异丙基氟磷酸酯。第43页，共82页，2023年，2月20日，星期一1.非专一性不可逆抑制抑制剂与酶分子中一类或几类基团作用，不论是必需基团与否，皆进行共价结合。由于酶的必需基团也被抑制剂作用，故可使酶失活。第44页，共82页，2023年，2月20日，星期一2.专一性不可逆抑制剂抑制剂专一作用于酶的活性中心或其必需基团，进行共价结合，从而抑制酶的活性。第45页，共82页，2023年，2月20日，星期一

有些专一性不可逆抑制剂在与酶作用时，通过酶的催化作用，其中某一基团被活化，使抑制剂与酶发生共价结合从而抑制了酶活性，如同酶的自杀，此类抑制剂称为自杀底物(suicidesubstrate)。第46页，共82页，2023年，2月20日，星期一(2)可逆抑制作用：抑制剂与酶蛋白以非共价方式结合，引起酶活性暂时性丧失。抑制剂可以通过透析等方法被除去，并且能部分或全部恢复酶的活性。根椐抑制剂与酶结合的情况，又可以分为三类：I.竞争性抑制：某些抑制剂的化学结构与底物相似，因而能与底物竟争与酶活性中心结合。当抑制剂与活性中心结合后，底物被排斥在反应中心之外，其结果是酶促反应被抑制了。竟争性抑制通常可以通过增大底物浓度，即提高底物的竞争能力来消除。竞争性抑制可用下式表示：第47页，共82页，2023年，2月20日，星期一第48页，共82页，2023年，2月20日，星期一第49页，共82页，2023年，2月20日，星期一有竞争性抑制剂存在时，Km值增大(1+[I]/Ki)倍，且Km值随[I]的增高而增大；在[E]固定时，当[S]﹥﹥Km(1+[I]/Ki),Km(1+[I]/Ki)项可忽略不计，则v=Vmax，即最大反应速度不变。竞争性抑制作用的速度方程：第50页，共82页，2023年，2月20日，星期一竞争性抑制作用动力学图：第51页，共82页，2023年，2月20日，星期一非竞争性抑制：酶可同时与底物及抑制剂结合，引起酶分子构象变化，并导致酶活性下降。由于这类物质并不是与底物竞争与活性中心的结合，所以称为非竞争性抑制剂。如某些金属离子（Cu2+、Ag+、Hg2+）以及EDTA等，通常能与酶分子的调控部位中的-SH基团作用，改变酶的空间构象，引起非竞争性抑制。非竟争性抑制不能通过增大底物浓度的方法来消除。非竞争性抑制可用下式表示：第52页，共82页，2023年，2月20日，星期一第53页，共82页，2023年，2月20日，星期一有非竞争性抑制剂存在时，Vmax值减小(1+[I]/Ki)倍，且Vmax值随[I]的增高而降低；Km值不变。非竞争性抑制作用的速度方程：第54页，共82页，2023年，2月20日，星期一非竞争性抑制作用的动力学图：第55页，共82页，2023年，2月20日，星期一反竞争性抑制：酶只有在与底物结合后，才能与抑制剂结合，引起酶活性下降。反竞争性抑制可用下式表示：第56页，共82页，2023年，2月20日，星期一反竞争性抑制作用的速度方程：有反竞争性抑制剂存在时，Km和V值均减小(1+[I]/Ki)倍，且都随[I]的增高而降低。第57页，共82页，2023年，2月20日，星期一反竞争性抑制作用的动力学图：第58页，共82页，2023年，2月20日，星期一第59页，共82页，2023年，2月20日，星期一3.激活剂对酶反应的影响凡是能提高酶活力的简单化合物都称为激活剂（activator)。其中大部分是一些无机离子和小分子简单有机物。如：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cu2+、Zn2+、Co2+、Cr2+、Fe2+、Cl-、Br-、I-、CN-、NO3-、PO4-等；这些离子可与酶分子上的氨基酸侧链基团结合，可能是酶活性部位的组成部分，也可能作为辅酶或辅基的一个组成部分起作用；一般情况下，一种激活剂对某种酶是激活剂，而对另一种酶则起抑制作用；对于同一种酶，不同激活剂浓度会产生不同的作用。4.酶浓度对酶反应的影响在底物足够过量而其它条件固定的情况下，并且反应系统中不含有抑制酶活性的物质及其他不利于酶发挥作用的因素时，酶促反应的速度和酶浓度成正比。第60页，共82页，2023年，2月20日，星期一在一定条件下，酶的浓度与反应初速度成正比。如果初始底物浓度固定，则可得到：

V=K`[E0]这是酶活力测定的依据。第61页，共82页，2023年，2月20日，星期一5.温度对酶反应的影响一方面是温度升高,酶促反应速度加快。另一方面,温度升高,酶的高级结构将发生变化或变性，导致酶活性降低甚至丧失。因此大多数酶都有一个最适温度。在最适温度条件下,反应速度最大。最适温度第62页，共82页，2023年，2月20日，星期一6.pH对酶反应的影响在一定的pH下,酶具有最大的催化活性,通常称此pH为最适pH。第63页，共82页，2023年，2月20日，星期一第64页，共82页，2023年，2月20日，星期一六、酶的分离纯化与酶活力测定1.酶的分离纯化基本原则：提取过程中避免酶变性而失去活性；防止强酸、强碱、高温和剧烈搅拌等；要求在低温下操作，加入的化学试剂不使酶变性，操作中加入缓冲溶液.基本操作程序：选材：微生物（微生物发酵物:胞内酶，胞外酶），动物（动物器脏：消化酶，血液：SOD酶，尿液：尿激酶等）,植物（木瓜蛋白酶，菠萝蛋白酶等）。抽提：加入提取液提取。胞内酶先要进行细胞破碎（机械研磨，超声波破碎，反复冻融或自溶等），分离：先进行净化处理（过滤，絮凝，离心脱色），再采用沉淀法分离（盐析法，有机溶剂沉淀法，超离心等）。纯化：可采用离子交换层析，凝胶过滤，液相色谱，亲和色谱和超滤等方法。第65页，共82页，2023年，2月20日，星期一酶的制剂形式：固体：干燥（冰冻升华，喷雾干燥，真空干燥）液体保存：低温下短期保存。2.酶活力的测定概念酶活力：又称为酶活性，一般把酶催化一定化学反应的能力称为酶活力，通常以在一定条件下酶所催化的化学反应速度来表示。基本原理:酶是蛋白质，种类多，结构复杂多样，一般对酶的测定，不是直接测定其酶蛋白的浓度，而是测定其催化化学反应的能力，这是基于在最优化条件下，当底物足够（过量），在酶促反应的初始阶段，酶促反应的速度（初速度）与酶的浓度成正比（即V=K［E］），故酶活力测定的是化学反应速度，一定条件下可代表酶活性分子浓度。第66页，共82页，2023年，2月20日，星期一酶活力测定酶活力测定就是测定一定量的酶，在单位时间内产物(P)的生成（增加）量或底物（S）的消耗（减少）量。即测定时确定三种量：①加入一定量的酶；②一定时间间隔；③物质的增减量。测定酶活力常有以下几种方法：在一个反应体系中，加入一定量的酶液，开始计时反应，经一定时间反应后，终止反应，测定在这一时间间隔内发生的化学反应量（终止时与起始时的浓度差），这时测得的是初速度。在一定条件下，加入一定量底物（规定），再加入合适量的酶液，测定完成该反应（底物反应完）所需的时间，（非初速度，为一平均速度）。动态连续测定法。在反应体系中，加入酶，用仪器连续监测整个酶促反应过程中底物的消耗或产物的生成。快速反应追踪法。近年来，追踪极短时间（10-3s以下）内反应过程的方法和装置已经应用。其代表有停流法（stopped-flow）和温度跃变法（temperaturejump）。酶反应条件优化：测酶活所用的反应条件应该是最适条件，所谓最适条件包括最适温度、最适pH、足够大的底物浓度、适宜的离子强度、适当稀释的酶液及严格的反应时间，抑制剂不可有，辅助因子不可缺。第67页，共82页，2023年，2月20日，星期一酶活力测定方法：反应计时。反应计时必须准确。反应体系必须预热至规定温度后，加入酶液并立即计时。反应到时，要立即灭酶活性，终止反应，并记录终了时间。终止酶反应，常使酶立刻变性，最常用的方法是加入三氯乙酸或过氯酸使酶蛋白沉淀，也可用SDS使酶变性，或迅速加热使酶变性。有些酶可用非变性法来停止反应或用破坏其辅因子来停止反应。反应量的测定。测底物减少量或产物生成量均可。在反应过程中产物是从无到有，变化量明显，极利于测定，所以大都测定产物的生成量。

具体物质量的测定，据被测定物质的物理化学性质通过定量分析法测定。常用的方法有：光谱分析法：酶将产物转变为（直接或间接）一个可用分光光度法或荧光光度法测出的化合物。化学法：利用化学反应使产物变成一个可用某种物理方法测出的化合物，然后再反过来算出酶的活性。放射性化学法：用同位素标记的底物，经酶作用后生成含放射性的产物，在一定时间内，生成的放射性产物量与酶活性成正比。

第68页，共82页，2023年，2月20日，星期一3.酶活力的表示方法及计算酶活力单位酶活力可用单位时间内单位体积中底物的减少量或产物的增加量表示，单位为mol/min等。酶活力单位的基本定义为：规定条件（最适条件）下一定时间内催化完成一定化学反应量所需的酶量。据不同情况有几种酶活力单位（activityunit）或又称酶单位（enzymeunit）。国际单位：一般用活力单位U（Unit）表示，许多酶活力单位都是以最佳条件或某一固定条件下每分钟催化生成1μmol产物所需要的酶量为一个酶活力单位。第69页，共82页，2023年，2月20日，星期一一个“Katal”单位是指在一定条件下1秒钟内转化1mol底物所需的酶量。Kat和U的换算关系：1Kat=6×107U，1U=16067nKat以上的酶单位定义中，如果底物（S）有一个以上可被作用的化学键，则一个酶单位表示1分钟使1μmol有关基团转化的酶量。如果是两个相同的分子参加反应，则每分钟催化2μmol底物转化的酶量称为一个酶单位。在“U”和“kat”酶活力单位的定义和应用中，酶催化底物的分子量必须是已知的，否则将无法计算。习惯单位：在实际使用中，结果测定和应用都比较方便、直观，规定的酶活力单位，不同酶有各自的规定，如：①α-淀粉酶活力单位：每小时分解1g可溶性淀粉的酶量为一个酶单位。（QB546-80），也有规定每小时分解1mL2%可溶性淀粉溶液为无色糊精的酶量为一个酶单位。显然后者比前一个单位小。②糖化酶活力单位：在规定条件下，每小时转化可溶性淀粉产生1mg还原糖（以葡萄糖计）所需的酶量为一个酶单位。③蛋白酶：规定条件下，每分钟分解底物酪蛋白产生1μg酪氨酸所需的酶量。④DNA限制性内切酶：推荐反应条件下，一小时内可完全消化1μg纯化的DNA所需的酶量。第70页，共82页，2023年，2月20日，星期一比活力（specificactivity）酶的比活力是每单位（一般是mg）蛋白质中的酶活力单位数（如：酶单位/mg蛋白），实际应用中也用每单位制剂中含有的酶活力数表示（如：酶单位/mL（液体制剂），酶单位/g（固体制剂）），对同一种酶来讲，比活力愈高则表示酶的纯度越高（含杂质越少），所以比活力是评价酶纯度高低的一个指标。在评价纯化酶的纯化操作中，还有一个概念就是回收率。

回收率=某纯化操作后的总活力/某纯化操作前的总活力［总活力=比活力×总体积（总重量）］酶活力计算及计算举例酶活力计算是将实验中所用各种参数和所测得的实验数据（反应时间、酶液稀释度和用量、产物生成量等）换算成每毫升（或每克）酶制剂中所含的酶活力单位数。酶活力测定举例：福林-酚（Lowry）法测定蛋白酶活力。该方法的基本原理是以酪蛋白为底物进行反应，然后用福林-酚试剂显色，并用光度法测定酶促反应产物酪氨酸的生成量。测定在初速度阶段进行，为初速度法。第71页，共82页，2023年，2月20日，星期一本章小结一、酶酶的概念酶催化作用的特点共性特性：条件温和、高效率、专一性、易变敏感性二、酶的化学本质及结构功能特点酶：单纯酶结合酶：全酶=酶蛋白+辅因子酶的辅因子第72页，共82页，2023年，2月20日，星期一酶结构与功能特点(1)活性中心：结合部位、催化部位、调控部位(2)必须基团(3)酶原和酶原的激活三、酶的分类及命名四、酶作用的机制1.酶催化作用的本质：降低反应活化能2.酶催化作用的中间产（络合）物学说E+S====E-SP+E3.酶与底物结合形成中间络合物的方式：锁钥假说、诱导契合假说4.使酶具有高效催化的因素临近定向效应“张力”和“形变”酸碱催化共价催化第73页，共82页，2023年，2月20日，星期一五、酶促反应的速度及其影响因素1.底物浓度对酶促反应速度的影响米氏方程米氏常数Km的意义:米氏常数是反应速度为最大值的一半时的底物浓度。米氏常数的单位为mol/L。Km值表示酶与底物之间的亲和程度：Km值大表示亲和程度小，酶的催化活性低;Km值小表示亲和程度大,酶的催化活性高。第74页，共82页，2023年，2月20日，星期一2.抑制剂对酶反应的影响抑制作用的类型：不可逆抑制作用可逆抑制作用竞争性抑制非竞争性抑制反竞争性抑制abc第75页，共82页，2023年，2月20日，星期一3.激活剂对酶反应的影响：提高酶活力4.酶浓度对酶反应的影响:在一定条件下酶促反应的速度和酶浓度成正比。5.温度对酶反应的影响:最适温度6.pH对酶反应的影响：最适pH六、酶的分离纯化与酶活力测定1.酶的分离纯化基本原则：提取过程中避免酶变性而失去活性基本操作程序：选材抽提分离纯化酶的制剂形式与保存第76页，共82