第六章酶学三重要酶类及其活性调节

第三章酶学

（ChemistryofEnzyme）（一）酶活性的调节方式2、通过改变细胞内已有的酶分子的活性来调节酶的活性1、通过改变酶的数量和分布来调节酶的活性（1）改变酶的结构（别构调节、可逆的共价修饰调节、酶原激活等）（2）通过直接影响酶与底物的相互作用来调节酶的活性（竞争性抑制剂等）八、酶活性的调节1、定义：（二）酶的别构调控酶的调节部位可以与某些化合物可逆地非共价结合，使酶发生结构的变化，进而改变酶的催化活性，这种酶活性的调节方式称为酶的别构调节（二）酶的别构调控2、变构酶（别构酶）及别构调节1）变构酶（别构酶）

有些酶可以与某些化合物（称为变构剂）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，这类酶通常称为别构酶。（1）常为多个亚基构成的寡聚体；（2）具有别构效应；（3）动力学曲线不符合米氏方程双曲线；（4）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）。注：变构中心不是酶活性中心的组成部分。1963年，Monod等首次提出别构酶的概念。他认为别构酶应具备以下特征：酶的别构（变构）效应示意图效应剂别构中心活性中心（1）调节物：也称效应物，对酶分子具有别构调节作用的化合物。一般是酶的底物或底物类似物或代谢的终产物。结合在酶的别构中心，负责调节酶促反应的速度。（2）正效应物：指效应物的结合使酶活性升高，也称别构激活剂。（3）负效应物:指效应物的结合使酶活性降低，也称别构抑制剂。相关概念同促效应：配体相同，当一个效应物与酶结合后，影响另一相同的效应物与酶的另一部位结合。

异促效应：配体不同，当一个效应物与酶结合后，影响另一不同效应物与酶另一部分结合。2）协同效应（cooperativeeffect）协同效应：一个效应物分子与变构酶的变构中心结合，对第二个效应物分子的结合产生影响，称协同效应

正协同效应：指效应物分子与变构酶结合后，本身构象发生变化，有利于后续底物分子或调节物分子的结合。

负协同效应：指效应物分子与变构酶的结合后，本身构象发生变化，不利于后续底物分子或调节物分子的结合。正、负协同效应别构酶与米氏酶动力学比较

别构酶调节的两种模型SSSSSSSSSSSSSS亚基全部处于R型亚基全部处于T型依次序变化序变模型（KNF）：1966年由Koshland、Nemethy和Filmer提出齐变模型（MWC）：

1965年由Monod、Wyman和Changeux提出。

SSSSSSSSSST状态（对称亚基）R状态（对称亚基）SSSS对称亚基对称亚基齐步变化（三）可逆的共价修饰调节共价修饰(covalentmodification)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。常见类型：磷酸化与脱磷酸化（最常见）乙酰化和脱乙酰化甲基化和脱甲基化腺苷化和脱腺苷化-SH与-S-S互变（四饲）酶车原及讯酶原苍激活酶原(zy怕mo控ge苦n)：有些蔽酶（玩如消扫化系钻统中幻玉的各揪种蛋纽奉白酶饲）以碰无活纲性的铜前体垮形式树合成配和分时泌，标然后贡输送分到特亡定部摄位；泡当功育能需弟要时鞭，经明特异坚性蛋糟白酶自的作澡用转浓变为浴有活堆性的贱酶而姑发挥促作用侨。这巡寿些不颂具有丹催化苦活性江的酶祝的前滤体(p灭re质cu芳rs诱or牛)称为兰酶原夸。酶原鸟的激自活：某种死物质胳作用领于酶貌原使俯之转墙变为档有活票性的庆酶的资过程它称为附酶原南的激猛活。酶原失激活间的机椅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量白酶础原的墙激活林过程酶原药激活铸的生遣理意份义避免矿细胞天产生居的酶朗对细颈胞进庭行自差身消世化，豆并使辅酶在细特定劣的部野位和磁环境运中发差挥作票用，搞保证档体内佛代谢暮正常妈进行吸。有的尘酶原愚可以梯视为班酶的喉储存论形式限。在笋需要笑时，厅酶原伯适时披地转唤变成诊有活恨性的腊酶，脂发挥伪其催识化作叠用。切赫怪（Ce临ch）奥尔角特曼好（Al橡tm执an）19磁82年美逃国Ce恩ch和Al准tm条an发现戒四膜驳虫的rR射NA前体富能在失完全陪没有原蛋白怒质的爪情况补下进谈行自探我加街工，督证明RN结A具有圈催化助活性昨，因此顷共获19卡89年度推诺贝亮尔化康学奖。九、纹核酶慨、抗约体酶僚与同延工酶（一菊）核批酶随后齿的研芳究表躬明：L1蚂9R嘴NA具备期酶促贤催化锤的几章个特雷征：高度娃的底典物专洗一性遵循Mi雀ch嘴ae于li织s-善Me北nt饼en动力铲学对竞这争性凡抑制倡剂的搜敏感焰性(2涉)裳1会99谁2年，Pi谱cc胞ir差il临li等发育现L1堪9R泉NA具有翠氨酰惹酯酶准的活罪性，索催化债氨酰碗酯水湿解。(3俊)脑L断19膝RN妻A还有狱限制畅性内液切酶浸作用浅：-Cp叙Up可Cp写Up劣N-语+拌G-Cp淋Up叉Cp滋U+Gp超N(4队)瞎1狼99羽7年，Zh求an盛g和Ce销ch用人早造的RN冶A分子你催化甩合成挺了肽撞链，独表明RN班A具有资肽基导转移较酶活部性。(5吧)原核武生物RN困as旺eP和兔肌1，4--葡聚体糖分摄枝酶均包括RN爷A+蛋白桥组分狂，起催丘化作筝用的侮都是RN怀A。核酶住的发华现与点研究纲证明RN户A也可嫂以是谷酶，廊即酶临不都筐是蛋工白质，而距且有倡重要死的理会论与连实践快意义板。核酶杰的发雹现证族明了RN祝A既能女够携补带遗恐传信摊息，又具皇有生恢物催忽化功侄能。对核加酶结你构和趟作用表机制泉的研溉究可献帮助甚人们设计声生物应体内禾本不腐存在辅的酶，作限为工棒具去碌催化谈特定干的反费应。核酶墓发现金的意跑义RN述A既能套携带踪蝶遗传己信息又有限生物皆催化亿功能屠。——帝RN权A可能亦早于码蛋白振质和DN肤A，是生秧命起严源中阴首先围出现午的生垮物大当分子切割惹癌基丹因、阀致病慎病毒万基因（三侦）核固酶的帜研究搭意义壁与应滑用前封景九、闸核酶即、抗财体酶产与同辩工酶（一铅）核锻酶九、脏核酶反、抗箭体酶点与同猫工酶（二起）抗响体酶19命86年Sc别hu吓lt骆z和Le旋rn随er等人格研制除成工犯抗体似酶（ab节zy雹me），翁这一贷研究爷成果陶对酶肾学研株究具困有重殖要的吵理论音意义搬和广课泛的从应用叮前景绞。抗体泼酶（ab艺zy殖me）：是具眉有催时化能园力的妨免疫言球蛋遵白，兄又称雾为催休化性箱抗体缩慧。（三歉）同逮工酶定义限：指能催化筋相同诊的化守学反锹应，但酶毫本身他的分子饥结构竹组成滑、理劝化性拣质、华免疫按功能和调控盗特性等方组面有搬所不象同的阳一组冈酶。在同焰一种萍属中毁由不炒同基拉因或细等位烫基因踪蝶编码魂的多垃肽链抹组成物的单钥体、任纯聚指体或鲜杂交倚体。HHHHHHHMHHMMHMMMMMMMLDH1

(H4)LDH2(H3M)LDH3(H2M2)LDH4(HM3)LDH5

(M4)乳酸脱氢酶的同工酶*贩举纯例：乳酸唉脱氢愚酶(L唉DH1～LD乏H5)同工巧酶的善概念味在19讽59年由Ma依rk费er和Mo啦ll串er提出慌，他搜们发简现的短同工狼酶是乳酸得脱氢习酶（LD）由两舅种亚表基组撇成的吵四聚售体：H（he筑ar曲t）型抄和M（mu己sc代le）型乳酸寻脱氢闪酶同讽工酶牧形成聪示意平图多肽亚基mR勾NA四聚优体结构萌基因a慕b乳酸脱氢酶同工酶电泳图谱+–H4MH3M2H2M3HM4点样线HM存在什于同一药个体成的不蚕同组继织中厦，也存请在于同一曾组织摔、同敏一细露胞的防不同槐亚细热胞结勾构中见，甚寒至存甘在于龄不同组发育秧时期掏的组持织中妙。是细狱胞分寨化及恶形态涌遗传谎的分雕子学价基础治研究评的有炒力工伴具；在代洲谢调卵控中心也起窃重要根作用碌；作为亿疾病帝诊断醋的指碎标。锐如乳胀酸脱哄氢酶挖（LD芽H）同工通酶的散应用乳酸趴脱氢兆酶同柔工酶狗电泳队图谱五种LD在不绣同器末官中令的含救量比抓较LD捆H同工湿酶谱矿分析咐的临海床意告义：LD叶H1：染圆色斑线点大邻而深鲜——孙帮助岸诊断心肌而梗塞LD杯H5：染伙色斑后点大凡而深涛——简帮助警诊断肝癌（一炒）酶猎分离栏纯化场的一肃般原令则—与蛋截白质枝相似1、选亩材：新鲜赵，含龄酶量县高2、破株碎细休胞：因卧材而润已3、抽赠提：低温伟，水弟或低粗盐溶悄液4、分酸离纯愤化：粗分名级及慌细分周级5、保刮存：低温十、翁酶的挠研究鹅方法澡与酶抚工程1、酶透活力碍（en炼zy脏me捆a身ct牛iv投it礼y,也称超酶活葛性）（二羊）酶珠活力涉的测响定方岛法指酶重催化收一定淘化学凯反应讽的能幻玉力，扑用在交一定谈条件照下酶夕所催春化反帅应的反应订速度来表威示。2、酶那活力丹单位烈（ac瞎ti箩vi摸tun巡寿it）酶活莲力的枣大小具用酶活咬力单首位来表菊示，炭简称酶单处位（un零it坟,日U），就是钱表示荷酶量遮多少乐的单写位。级其表酸示方谨法与蕉所用台的测珠定方挨法有狡关。酶活寒力单钢位的窑表示眼方法国际驼单位(I闯U)：19胁61年在最蹲适条理件下灶，每分陪钟催化1μmo稀l底物搬转化田为产答物所苍需的煮酶量呼为一岩个国趁际单瞒位。催量改单位(ka牲ta饮l)：19卡72年指在状最适故条件皮下，每秒川钟使１mo弦l底物生转化辞为产嫁物所丢需的友酶量哥为1K享at单位秀。崔量尾单位好与国棉际单钳位之够间的脚关系河：1K章at＝6×详107IU，可递以用洁纳Ka鼠t、微Ka申t来进建行换寄算。3、酶锯的比到活力(s串pe题ci尿fi露c齿ac毅ti尚vi晴ty，也限称比民活性)比活根力：指每mg酶蛋仰白所具务有的值酶活腥力单狡位数熄，一缴般用U/紧mg蛋白脾质来表俊示。比活喝力有纳时也亏可用怖每g或每ml酶制嫌剂含谷多少奋个活贷力单条位来辨表示档。比活燥力＝超总活搏力单胁位数÷蛋白宅质总部毫克迎数＝活蓬力单具位数÷m配g蛋白蜜质(杂蛋猫白:包括修酶蛋蜡白及寄含非话酶蛋眠白）比活擦力是烟衡量搂酶纯产度的固重要得指标梢之一4、测姨定酶朴活力姓时应改注意班几点（1）应疗测反畏应的碍初速泉度（2）酶量的反敢应速街度一傻般用单位定时间骗内产硬物的税增加铅量来表对示。（3）测佩酶活至力时未应使反应鸭温度令、pH、离零子强唯度和挂底物期浓度秃等因训素保焰持恒犬定。（4）测驶定酶搭反应捐速度桂时，牌应使[S懂]>苍>[爱E]。产物浓度[P](t)5、测晚定酶彻活力芬的一咱般方她法分光肿光度详法荧光坐法酶偶疑联分陷析法（1）分剥光光鉴度法源（sp篇ec则tr历op浑ho欣to温me响tr宋y）该法族要求化酶的波底物吨和产缘瑞物在盾紫外舞或可出见光缘瑞部分奴光吸虏收不背同。黎如未氧化虫还原饿酶类驱。简便脸、迅喜速、裹准确一个困样品键可多英次测佳定，寇有利喝于动巨力学拔研究可检税测到10-9mo被l/塑L水平拆的变递化。优点约：（2）荧特光法上（fl画uo围ro勤me朽tr萍y）——放射顾测量勉法该法奇要求闷酶反员应的裂底物提或产条物有凉荧光蹄变化舞。主要臭优点变：灵敏茎度高卡，可日以检雨测10-1脾2mo马l/晋L的样哲品酶蛋乱白分额子中锋的Ty丢r、Tr凡p、Ph风e残基遍以及湾一些应辅酶源、辅雕基，亦如NA妻DH柴NA献DP蚊H、FM近N、FA卖D等都或能发茎出荧剖光。例：乙醇+NAD+乙醛+NADH+H+

乙醇脱氢酶（3）酶菊偶联辆分析掌法(e臭nz树ym椒e乘co文up僵li纤ng熄a祸ss讽ay柜)第一食个酶帆的产泻物为壁第二钻个酶笛的底倚物，茶这两耍个酶鲜系统油在一节起反支应。P1无光漫吸收耳或荧怖光变期化，抹偶联洲后,忽P2有光跳吸收引或荧质光变薄化。酶的顷纯度回鉴定己：聚丙枣烯酰气胺凝轧胶电考泳法等电旧聚焦灯电泳估法酶工哀程（en失zy丢me钻e槽ng仰in态ee药ri砖ng）：少是研导究酶乌的生失产和链应用杀的一粒门技原术性假学科黑，是货把酶版学到熄基本控原理府、化垦学工父程技叙术及州基因阵重组披技术裂有机喂结合屡在一睡起而可形成渔的新更型应淡用技旅术。（三挂）酶翼工程决（主回要自山学）化学砖酶工鹅程生物庸酶工蔬程三、僚酶工作程酶工剃程：指酶她制剂厉在工坏业上煤的大配规模恰生产蹦和应摘用。1、化以学酶床工程拍：由酶窑学与杨化学获工程茂技术难相结吹合而杏形成券。