第三章 酶课件

生物大分子

－－－酶Enzyme第三章酶酶学研究简史公元前两千多年，我国已有酿酒记载。1857年，Pasteur认为发酵是酵母细胞生命活动的结果。1877年，Kuhne首次提出Enzyme一词。1897年，Buchner兄弟用不含细胞的酵母提取液，实现了发酵。1926年，Sumner首次从刀豆中提纯出脲酶结晶。1982年，Cech首次发现RNA也具有酶的催化活性，提出核酶(ribozyme)的概念。1995年，JackW.Szostak研究室首先报道了具有DNA连接酶活性DNA片段，称为脱氧核酶(deoxyribozyme)。第三章酶第一节酶的发展及作用特点一、生物催化剂概念的发展二、酶作用的特点三、酶专一性类型四、酶的化学本质第三章酶酶是活细胞内合成的

酶在活细胞内合成，一是指酶是由外界供给原料（氨基酸等）在细胞内合成。当原料供给不足，或细胞合成能力低下时，细胞内酶的含量就会减少。二是指不同细胞合成的酶种类和数量可以不同，如胃腺的主细胞合成胃蛋白酶原，而胰腺细胞则合成胰蛋白酶原、胰凝乳蛋白酶原、胰脂肪酶和胰淀粉酶等。

第三章酶五、酶在细胞中的分布

1.分布于细胞核的酶

核被膜

酸性磷酸酶

染色质

三磷酸核苷酶

核仁

核糖核酸酶

核内可溶性部分

酵解酶系、乳酸脱氢酶

2.分布于细胞质的酶

参与糖代谢的酶

酵解酶系

磷酸戊糖途径酶系

参与脂代谢的酶

脂肪酸合成酶复合体

参与a.a蛋白质的酶

Asp氨基转移酶

参与核酸合成的酶

核苷激酶

核苷酸激酶第三章酶3.分布于内质网的酶

光滑内质网

胆固醇合成酶系

粗糙内质网

蛋白质合成酶系

4.分布于线粒体的酶

外膜：酰基辅酶A合成酶

内膜：NADH脱氢酶

基质：三羧酸循环酶系

脂肪酸β-氧化酶系

第三章酶5.分布于溶酶体的酶

水解蛋白质的酶

水解糖苷类的酶

水解核酸的酶

水解脂类的酶6.标志酶

有些酶只分布于细胞内某种特定的组分中，

核：

尼克酰胺单核苷酸腺苷酰转移酶，功能：DNA、RNA生物合成

线粒体：琥珀酸脱氢酶（电子转移、三羧酸循环）

溶酶体：酸性磷酸酶（细胞成分的水解）

微粒体：（核蛋白体、多核蛋白体、内质网）Glc-6-磷酸酶

上清液：乳酸脱氢酶第三章酶第二节酶的命名及分类(1)习惯命名法:1,根据其催化底物来命名；2,根据所催化反应的性质来命名；3,结合上述两个原则来命名，4,有时在这些命名基础上加上酶的来源或其它特点。1.酶的命名第三章酶(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:谷氨酸+丙酮酸

-酮戊二酸+丙氨酸第三章酶2.酶的分类氧化-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。(1)氧化-还原酶Oxidoreductase第三章酶2.酶的分类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。(2)转移酶Transferase第三章酶2.酶的分类水解酶催化底物的加水分解反应。主要包括淀粉酶、蛋白酶、核酸酶及脂酶等。例如，脂肪酶(Lipase)催化的脂的水解反应：(3)水解酶hydrolase第三章酶2.酶的分类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。(4)裂合酶Lyase第三章酶2.酶的分类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。(5)异构酶Isomerase第三章酶2.酶的分类合成酶，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===A

B+ADP+Pi

例如，丙酮酸羧化酶催化的反应。丙酮酸+CO2

草酰乙酸(6)合成酶LigaseorSynthetase第三章酶2.酶的分类核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。(7)核酶（催化核酸）ribozyme第三章酶第三章酶第三节维生素(vitamin）维生素：机体维持正常功能（主要是调节物质代谢）所必需，但自身不能合成或合成量很少，必需由食物供给的一组低分子量有机物质。长期缺乏某种维生素会导致维生素缺乏症1、概念

2、分类脂溶性维生素：A、D、E、K水溶性维生素：B1、B2、PP、B6、泛酸、生物素、叶酸、B12、C第三章酶3、缺乏病发生原因

1、维生素摄入量不足

2、维生素的吸收障碍

3、需要量增加

4、食物以外的维生素供给不足维生素B混合体：B1、B2、PP、B6、泛酸、生物素、叶酸、B12、对氨基苯甲酸、胆碱及肌醇

第三章酶一脂溶性维生素脂溶性维生素：维生素A、D、E、K共同特点1.均为非极性疏水的异戊二烯衍生物2.不溶于水,溶于脂类有脂肪溶剂3.在食物中与脂类共存,并随脂类一同吸收4.吸收的脂溶性维生素在血液与脂蛋白及某些特殊结合蛋白特异结合而运输第三章酶1、维生素A（抗干眼病维生素）1）、维生素A的化学本质及性质维生素A的活性形式：视黄醇、视黄醛、视黄酸化学本质：含β白芷酮环的多聚异戊二烯复合物

维生素A原：β胡萝卜素主要类型：A1（视黄醇）、A2（脱氢视黄醇）第三章酶β胡萝卜素视黄醇（维生素A）磷酸视黄醇顺式视黄醛反式视黄醛视黄酸脂溶性维生素维生素A的结构第三章酶维生素A的消化吸收:维生素A酯/胡萝卜素→维生素A→维生素A酯→以脂蛋白形式储存于储脂细胞。维生素A酯多存在于动物的肝、蛋黄、鱼肝油、奶汁；植物中不存在维生素A，但绿叶蔬菜、胡萝卜、玉米等存在多种胡萝卜素维生素A在血液中运输:VA（维生素A）-RBP（视黄醇结合蛋白）-PA（前清蛋白）第三章酶（1）β胡罗卜素可作为抗氧化剂捕捉自由基（2）11顺视黄醛构成视觉细胞内的感光物质（3）维生素A磷酸酯参与糖蛋白合成（4）视黄醇和视黄酸具有类固醇激素样作用，影响细胞分化，促进机体生长和发育3）、维生素A的作用维生素A在血浆中的运输：与视黄醇结合蛋白结合2）、维生素A的代谢转变1分子β胡萝卜素可生成2分子维生素A第三章酶5）、维生素A的激素作用机理视黄酸与细胞内特异CRBP（细胞视黄醇结合蛋白）结合，进一步与核蛋白结合，调节特定基因表达4）、维生素A的缺乏症缺乏症：夜盲症、干眼病、皮肤干燥和毛囊丘疹

（6）与上皮细胞的正常分化直接相关（7）与癌症发生呈负相关（5）增强机体抵抗力作用第三章酶第三章酶维生素A的需要量:正常人每日维生素A生理需要量为800～1000视黄醇当量，或2600～3300国际单位。维生素A过量：维生素A可在肝内积存，故长期大量服用维生素A会引起中毒。脂溶性维生素缺乏病：夜盲症、干眼病、皮肤干燥、毛囊丘疹

第三章酶2、维生素D（抗佝偻病维生素/钙化醇

）1）、维生素D的化学本质和性质化学本质：类固醇激素主要类型：D2（麦角钙化醇）

D3(胆钙化醇)维生素D3原：7-脱氢胆固醇维生素D2原：麦角固醇维生素D3在肝内的储存及血液中运输的形式：25-(OH)-D3第三章酶维生素D的结构脂溶性维生素第三章酶3、活性维生素D3生化作用活性维生素D3形式：1,25-(OH)2-D3升高血钙、升高血磷，促进骨骼生成和钙化缺乏症：佝偻症（儿童）、软骨症（成人）4、缺乏症活性维生素D3生成的关键酶：1-α羟化酶2、维生素D的代谢转变维生素D3在血中的运输：与维生素D结合蛋白结合第三章酶3、维生素E（抗不育维生素或生育酚）1）、维生素E的化学本质和性质维生素E的化学本质：苯骈二吡喃衍生物

维生素E的主要类型：α、β、γ和δ

α生育酚生理活性最高第三章酶促进血红素合成：提高ALA合成酶和ALA脱水酶活性缺乏症：动物缺乏时可引起生殖器官受损而不育，人类尚未发现相关不育症；贫血；神经障碍3）、缺乏症：少见2）、活性维生素E的生理功能维生素E与生殖功能有关维生素E是最重要的天然抗氧化剂：避免脂质过氧化物产生第三章酶4、维生素K（凝血维生素）1）、维生素E的化学本质和性质维生素K的化学本质：2甲基1，4萘醌的衍生物

维生素K的主要类型：K1（绿叶）和K2（肠道）

2）、维生素K的生理功能促进肝合成凝血酶原及凝血因子VII、IX和X

3）、维生素K的缺乏症凝血时间延长，易出血，但一般不缺乏第三章酶二.水溶性维生素与辅酶某些小分子有机化合物与酶蛋白结合在一起并协同实施催化作用，这类分子被称为辅酶（或辅基）。辅酶是一类具有特殊化学结构和功能的化合物。参与的酶促反应主要为氧化-还原反应或基团转移反应。大多数辅酶的前体主要是水溶性B族维生素。许多维生素的生理功能与辅酶的作用密切相关。第三章酶(1)维生素PP

菸酸和菸酰胺，在体内转变为辅酶I和辅酶II。能维持神经组织的健康。缺乏时表现出神经营养障碍，出现皮炎。第三章酶(1)维生素PP和NAD+

和NADP+

NAD+(烟酰胺-腺嘌呤二核苷酸，又称为辅酶I)和NADP+(烟酰胺-腺嘌呤磷酸二核苷酸,又称为辅酶II)是维生素烟酰胺的衍生物，功能：是多种重要脱氢酶的辅酶。第三章酶(2)核黄素（VB2)核黄素(维生素B2)由核糖醇和6，7-二甲基异咯嗪两部分组成。缺乏时组织呼吸减弱，代谢强度降低。主要症状为口腔发炎，舌炎、角膜炎、皮炎等。第三章酶(2)核黄素和FAD和FMNFAD(黄素-腺嘌呤二核苷酸)和FMN(黄素单核苷酸)是核黄素(维生素B2)的衍生物，功能：在脱氢酶催化的氧化-还原反应中，起着电子和质子的传递体作用。第三章酶(3)泛酸和辅酶A(CoA)维生素(B3)-泛酸是由，-二羟基--二甲基丁酸和一分子-丙氨酸缩合而成。第三章酶(3)泛酸和辅酶A(CoA)辅酶A是生物体内代谢反应中乙酰化酶的辅酶，它的前体是维生素(B3)泛酸。功能：是传递酰基，是形成代谢中间产物的重要辅酶。第三章酶(4)叶酸和四氢叶酸(FH4或THFA)四氢叶酸是合成酶的辅酶，其前体是叶酸(又称为蝶酰谷氨酸，维生素B11)。四氢叶酸的主要作用是作为一碳基团，如-CH3,-CH2-,-CHO等的载体，参与多种生物合成过程。第三章酶(5)硫胺素硫胺素(维生素B1)在体内以焦磷酸硫胺素(TPP)形式存在。缺乏时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。第三章酶(5)硫胺素和焦磷酸硫胺素(TPP)焦磷酸硫胺素是脱羧酶的辅酶，它的前体是硫胺素(维生素B1)。功能：是催化酮酸的脱羧反应第三章酶(6)吡哆素吡多素(维生素B6，包括吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺)。第三章酶(6)吡哆素和磷酸吡哆素磷酸吡哆素主要包括磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺。磷酸吡多素是转氨酶的辅酶，转氨酶通过磷酸吡多醛和磷酸吡多胺的相互转换，起转移氨基的作用。第三章酶(7)生物素生物素是羧化酶的辅基，它本身就是一种B族维生素B7。生物素的功能是作为CO2的递体，在生物合成中起传递和固定CO2的作用。第三章酶(8)维生素B12辅酶维生素B12又称为钴胺素。维生素B12分子中与Co+相连的CN基被5’-脱氧腺苷所取代，形成维生素B12辅酶。维生素B12辅酶的主要功能是作为变位酶的辅酶，催化底物分子内基团(主要为甲基)的变位反应。第三章酶结构第三章酶（9）硫辛酸硫辛酸是少数不属于维生素的辅酶。硫辛酸是6,8-二硫辛酸，有两种形式，即硫辛酸（氧化型）和二氢硫辛酸（还原型）.第三章酶(10)辅酶Q(CoQ)辅酶Q又称为泛醌，广泛存在与动物和细菌的线粒体中，其结构为：辅酶Q的活性部分是它的醌环结构，主要功能是作为线粒体呼吸链氧化-还原酶的辅酶，在酶与底物分子之间传递电子。第三章酶维生素C在体内参与氧化还原反应，羟化反应。人体不能合成。第三章酶1、化学本质

化学本质：6碳多羟基脂肪酸

活性形式：L抗坏血酸（主要）和L脱氢抗坏血酸2、主要生理功能（1）参与多种羟化反应主要类型：抗坏血酸和脱氢抗坏血酸

维生素C是脯氨酸羟化酶及赖氨酸羟化酶的辅助因子，促进胶原蛋白合成维生素C是7-α羟化酶的辅酶，催化胆固醇转化维生素C参与芳香族氨基酸代谢第三章酶3、缺乏症坏血病使难于吸收的三价铁还原成易于吸收的二价铁保护维生素A、E及B免遭氧化，促进叶酸转变成四氢叶酸（2）参与氧化还原反应维持巯基酶和谷胱甘肽的还原状态，发挥解毒作用使红细胞中高铁血红蛋白还原成血红蛋白，恢复其运氧能力第三章酶1.维生素A的结构是种（）A酮B酚C醛D醇2.真正具有生物活性的维生素D是（）A25－羟基维生素D3B维生素D2C1.25－羟基维生素D3D7－脱氢胆固醇3.人和豚鼠不能合成维生素C，因为（）4.NAD+的组成中含（）A.维生素AB.维生素BC.尼克酰胺D.泛酸第三章酶6临床上用于治疗恶性贫血的维生素是（）A维生素CB维生素B12C维生素AD维生素E7.生物素的作用是（）8.泛酸是哪种辅酶的组成成分（）9在氧化脱羧反应，需哪种辅酶参加（）10.具有抗氧化作用的脂溶性维生素是()vitCcitAcitE11.肠道细菌能够合成下列哪种维生素vitCcitAcitKcitE第三章酶12.下列化合物除哪个外都是环戊烷多氢菲的衍生物？A维生素DB胆汁酸C促肾上腺皮质激素D肾上腺皮质激素E强心苷13.下列化合物除哪个外都是异戊二烯的衍生物（）A视黄醇B生育酚C鲨烯14.多食糖需补充维生素（），多食肉类，需补充维生素（）15.下列化合物中哪个不含腺苷酸组分COAFMNFADNDA+第三章酶第三章酶

三.辅酶coenzyme和金属离子1.根据酶的组成情况，可以将酶分为两大类：单纯蛋白酶：它们的组成为单一蛋白质.结合蛋白酶：某些酶，例如氧化-还原酶等，其分子中除了蛋白质外，还含有非蛋白组分.结合蛋白酶的蛋白质部分称为酶蛋白，非蛋白质部分包括辅酶及金属离子(或辅因子cofactor)。酶蛋白与辅助成分组成的完整分子称为全酶。单纯的酶蛋白无催化功能.第三章酶2.、辅酶在酶促反应中的作用特点1)辅酶在催化反应过程中，直接参加了反应。2)每一种辅酶都具有特殊的功能，可以特定地催化某一类型的反应。3)同一种辅酶可以和多种不同的酶蛋白结合形成不同的全酶。4)一般来说，全酶中的辅酶决定了酶所催化的类型（反应专一性），而酶蛋白则决定了所催化的底物类型（底物专一性）。第三章酶3.酶分子中的金属离子根据金属离子与酶蛋白结合程度，可分为两类：金属酶和金属激酶。1)在金属酶中,酶蛋白与金属离子结合紧密,加入游离金属离子并不会增加活性。如Fe2+/Fe3+、Cu+/Cu3

、Zn2+、Mn2+、Co2

等。

金属酶中的金属离子作为酶的辅助因子，在酶促反应中传递电子，原子或功能团。第三章酶2)金属激酶中的金属离子激酶是一种磷酸化酶类，在ATP存在下催化葡萄糖，甘油等磷酸化。其中的金属离子与酶的结合一般较松散。在溶液中，酶与这类离子结合而被激活。如Na+、K+、Mg2+、Ca2+

等。金属离子对酶有一定的选择性,某种金属只对某一种或几种酶有激活作用。第三章酶底物-酶的位点-金属(金属激酶)三者之间通常是1:1:1三元复合物构型

1.E-S-M2.E-M-S3.M-E-S4.E---MS第三章酶金属离子的作用稳定酶的构象；参与催化反应，传递电子；在酶与底物间起桥梁作用；中和阴离子，降低反应中的静电斥力等。小分子有机化合物的作用在反应中起运载体的作用，传递电子、质子或其它基团。第三章酶

第四节酶的作用机理

一、酶催化的中间产物理论二、酶的活性中心和必需基团三、酶作用专一性机理四、与酶的高效率有关的主要因素第三章酶一.酶催化的中间产物理论E+SP+EES能量水平反应过程

G

E1

E2

酶（E）与底物（S）结合生成不稳定的中间物（ES），再分解成产物（P）并释放出酶，使反应沿一个低活化能的途径进行，降低反应所需活化能，所以能加快反应速度。第三章酶二.酶作用专一性机理1.锁钥学说2.诱导契合学说第三章酶（一）基本概念：酶的活性中心是指结合底物和将底物转化为产物的区域，通常是相隔很远的氨基酸残基形成的三维实体。酶的活性中心包括两个功能部位：结合部位和催化部位。1．结合部位（Bindingsite）酶分子中与底物结合的部位或区域一般称为结合部位。此部位决定酶的专一性。2．催化部位（catalyticsite）酶分子中促使底物发生化学变化的部位称为催化部位。此部位决定酶所催化反应的性质。（必需基团、非必需基团）一、酶的活性中心第三章酶必需基团:酶分子中有些基团若经化学修饰（氧化、还原、酰化、烷化）使其改变，则酶的活性丧失，这些基团称为必需基团。非必需基团：有的酶温和水解掉几个AA残基，仍能表现活性，这些基团即非必需基团。第三章酶(三)活性中心的氨基酸残基

结合底物作用（结合残基）

接触残基

活性中心

催化作用（催化基团）

必需基团

辅助残基

活性中心外（结构残基）

酶蛋白

非必需基团(它们可能在免疫，酶活性调节，运输转移，防止降解等方面起作用)第三章酶（二）酶活性中心的结构特点1.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+第三章酶2.酶的活性部位是一个三维实体，具有三维空间结构。活性中心的空间构象不是刚性的，在与底物接触时表现出一定的柔性和运动性。（邹承鲁研究酶变性的工作）3.酶的活性部位并不是和底物的形状正好互补的，而是在酶和底物的结合过程中，底物分子或酶分子、有时是两者的构象同时发生了一定的变化后才互补的，此时催化基团的位置正好处在所催化底物键的断裂和即将生成键的适当位置，这个动态辨认过程称为诱导契合（induced-fit）.（二）酶活性中心的结构特点第三章酶4.酶的活性部位位于酶分子表面的一个裂隙（crevice）内.裂隙内是一个相当疏水的环境，从而有利于同底物的结合。5.底物靠许多弱的键力与酶结合。（二）酶活性中心的结构特点第三章酶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三章酶溶菌酶的活性中心*谷氨酸35和天冬氨酸52是催化基团；*色氨酸62和63、天冬氨酸101和色氨酸108是结合基团；*A~F为底物多糖链的糖基，位于酶的活性中心形成的裂隙中。第三章酶(四)活性中心区域的一级结构由于一些酶的活性中心一级结构结构与催化机理极其相似，可把它们归为一族。

蛋白水解酶就有几个族：

（1）丝氨酸蛋白酶

（胰凝乳蛋白酶、胰乳蛋白酶、弹性蛋白酶、

枯草杆菌蛋白酶等）

（2）锌蛋白酶（羧肽酶等）

（3）巯基蛋白酶（木瓜蛋白酶等）

（4）羧基蛋白酶（胃蛋白酶等）第三章酶在同一族酶中，活性中心一级结构的a.a顺序极相似胰蛋白酶（牛）

Asp-Ser-Cys-Gln-Gly-Asp-Ser-Gly-Gly-Pro-Val-Val-Cys-Ser-Gly-Lys

胰凝乳蛋白酶（牛）

Ser-Ser-Cys-Met-Gly-Asp-Ser-Gly-Gly-Pro-Leu-Val-Cys-Lys-Lys-Asn

弹性蛋白酶（猪）

Ser-Gly-Cys-Gln-Gly-Asp-Ser-Gly-Gly-Pro-Leu-His-Cys-Leu-Val-Asn

凝血酶（牛）

…Asp-Ala-Cys-Glu-Gly-Asp-Ser-Gly-Gly-Pro-Phe-Val-Met-Lys-Ser-Pro

这4个源于哺乳动物的酶活性中心，都含有一个包括Ser在内的完全相同的六肽：…Gly-Asp-Ser-Gly-Gly-Pro…第三章酶同源的趋异进化来自胰脏的胰凝乳蛋白酶（Phe、Tyr、Trp、）、胰蛋白酶（Lys、Arg）和弹性蛋白酶（疏水残基），活性中心Ser附近的a.a顺序相同，且分子一级结构中有40%a.a顺序相同，三维结构也相同，表明它们起源于共同的祖先，但是它们的底物专一性不同。

这种来源于共同祖先，经基因突变而得出不同专一性的结果称为同源的趋异进化。第三章酶异源的趋同进化来自枯草杆菌的Ser蛋白酶的结构与上述三种酶很不同，且活性中心Ser附近的a.a顺序也不同（-Gly-Thr-Ser-Met-Ala-Ser）。电荷中继网的位置也不同：

Asp102-His57-Ser195（胰凝乳蛋白酶和弹性蛋白酶）

Asp32-His64-Ser221（枯草杆菌蛋白酶）

这表明枯草杆菌蛋白酶与胰凝乳蛋白酶等三个酶来源不同，但它们的电荷中继网相同，功能相同，这种情况称异源的趋同进化。第三章酶（三）判断和确定酶活性中心的主要方法酶的专一性研究：研究酶的专一性底物的结构特点、酶的竞争性抑制剂结构特点等。酶分子侧链基团的化学修饰法：例如1.用共价修饰的试剂作用于酶，查明保持酶活力的必需基团；2.亲和标记（合成底物类似物）；3.—SH保护剂的使用；X- 射线晶体衍射法：定点诱变法第三章酶四、与酶的高效率有关的主要因素

1、邻近与定向效应

2、诱导契合与底物扭曲变形

3、共价催化

4、酸硷催化

5、微环境影响实例:胰凝乳蛋白酶（

chymotrypsin）第三章酶五.溶菌酶（lysozyme)

溶菌酶存在于鸡蛋清和动物的眼泪中，其生物学功能是催化某些细菌细胞壁的多糖水解，从而溶解细菌的细胞壁。溶菌酶是第一个用X-射线法阐明其全部结构和功能的酶。是1922年伦敦细菌学家弗莱明(Fleming)首次发现的。第三章酶

溶菌酶的结构

溶菌酶由129个氨基酸残基构成，是一个单链蛋白，分子内含有四对二硫键。活性中心的氨基酸残基是Glu35和Asp52

。

第三章酶1.底物、溶菌酶及酶和底物复合物的结构溶菌酶的底物溶菌酶通过水解某些细菌细胞壁的多糖组份来溶解细胞壁，细胞壁的多糖由两种糖组成:

N-乙酰氨基葡萄糖(NAG)N-乙酰氨基葡萄糖乳酸(NAM)第三章酶溶菌酶的最适小分子底物

NAG和NAM交替排列形成多聚物，它们之间通过β-1,4糖苷键相连。溶菌酶的最适小分子底物为NAG-NAM交替形成的六糖。6个糖环分别用A、B、C、D、E、F表示。溶菌酶水解D糖环和E糖环之间的糖苷键。第三章酶

溶菌酶和底物结合的空间构象

从表面构象看，酶的结构不很紧密，大多数极性氨基酸残基分布在分子的表面，非极性氨基酸残基分布在分子的内部。整个酶分子中有一狭长的凹穴。最适底物正好与酶分子的凹穴相结合，凹穴中的Glu35和Asp52

是活性中心的氨基酸残基。第三章酶溶菌酶----底物复合物第三章酶2.催化作用机理溶菌酶底物与酶活性中心的关系

溶菌酶活性中心上的Asp52氧原子距离底物敏感键(C-O键)中碳原子（D糖环氧原子）只有0.3nm，活性中心上另一个氨基酸Glu35的羧基距离底物敏感键(C-O键)中氧原子也只有0.3nm，溶菌酶的活性中心的氨基酸残基与底物敏感键既靠近又定向。第三章酶第三章酶

底物D糖环构象发生变化

溶菌酶底物D糖环变形模型图

椅式：C5、C1、C2

和O不在同一平面C5向前移动，O原子向后移动半椅式：C5、C1、C2

和O在同一平面上第三章酶

酶与底物结合后，D糖环构象发生变形，从正常的能量较低的椅式构象变为能量较高的半椅式构象。

酸碱催化

酶活性中心的Glu35处于非极性区，其羧基呈不解离状态，而Asp52处于极性区，羧基呈解离状态。第三章酶Glu

35COC1C4HOEOH(NAG)NAGOOHOCO-Asp

52Asp

52-COOONAGDHOEOHC4C1OCGlu

35-HOH-+H2O+H非极性区极性区(NAG)O33

Glu35的羧基起广义酸碱催化，向底物D糖环和E糖环之间的糖苷键上的氧原子提供一个质子，氧原子与D糖环C1的糖苷键断开，D糖环的C1

带上正电荷成为正碳离子。Asp52上的-COO-起着协调糖苷键断裂和稳定正碳离子的作用。D第三章酶Glu

35COOHOC1HOHD(NAG)3OCO-Asp

52

最后，来自环境中的水分子上的H+与Glu35的-COO-结合，水分子上的HO-与正碳离子结合，至此，一次反应完成，细胞壁打开一个缺口。经多次重复作用，细菌的细胞壁溶解。第三章酶3.溶菌酶催化特点小结

靠近与定向底物形变酸碱催化第三章酶六胰凝乳蛋白酶

（chymotrypsin)

胰凝乳蛋白酶是由241个氨基酸组成，分子量为25000，分子呈椭圆状，含α-螺旋较少。活性部位由Ser195、His57、Asp102三个氨基酸残基构成，这三个氨基酸残基形成催化三联体。

催化三联体：第三章酶催化机理：

酶活性中心的三个氨基酸底物第三章酶His57作为质子的受体从Ser195吸取一个质子，形成共价键，使Ser195-O-成为很强的亲核试剂，攻击底物羰基碳原子，二者形成共价键。电子云向底物羰基氧原子转移第一步第三章酶第二步底物-NH上的电子云向酶分子的His57-N+H转移，His57作为酸向底物提供质子。第三章酶底物的C-N键断裂第三步第三章酶底物C-N键氮端产物释放第四步第三章酶第五步

水分子的-OH亲核攻击底物羰基碳原子,形成共价键。His57作为质子的受体从水分子上接受质子。第三章酶第六步

底物C-O-的电子云向His57-N+H转移,Ser195的氧与底物的碳之间的共价键断开。Ser195作为质子的受体从His57接受质子，酶恢复原状。第三章酶第七步第三章酶第八步第三章酶胰凝乳蛋白酶催化机制的特点：

广义的酸碱催化共价催化

丝氨酸蛋白酶（serineproteases）

丝氨酸蛋白酶是一类最有特色的酶家族，它包括胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、弹性蛋白酶、凝血酶、枯草杆菌蛋白酶等。

第三章酶

胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、弹性蛋白酶为消化酶，在胰腺中合成，以非活性的酶原形式分泌到消化道，在消化道中转化成有活性的酶。

这三种酶在一级结构上有40%的氨基酸顺序是相同的，三维结构也很相似，都有Ser195、His57、Asp102三个氨基酸残基构成的催化三联体，它们的催化作用机理也相似，但它们的专一性是完全不同的。

这三种酶的活性部位位于分子表面的凹陷区域，这个凹陷结构区域称为口袋。由于三种蛋白酶的口袋的差异造成它们的专一性不同。第三章酶

胰凝乳蛋白酶的口袋底部有一个小的Ser，口袋上方有两个小的Gly残基，有利于较大的芳香族氨基酸侧链进入，因此胰凝乳蛋白酶催化芳香族氨基酸形成的肽键。

胰蛋白酶口袋底部有一个带负电荷的Asp，有利于结合带正电荷的Arg、Lys残基，决定了胰蛋白酶可以催化精氨酸和赖氨酸羧基形成的肽键。第三章酶

弹性蛋白酶有一个浅的口袋，口袋上方有大的Thr和Val残基，只允许小分子的氨基酸像甘氨酸、丙氨酸进入，因此弹性蛋白酶可催化甘氨酸和丙氨酸羧基形成的肽键。第三章酶第五节影响酶促反应速度的因素

（酶促反应动力学）

一、酶促反应速度的测定与酶的活力单位二、影响酶反应速度的因素第三章酶酶促反应速度的测定与酶的活力单位1、酶促反应速度的测定初速度的概念2、酶活力3、酶活力的表示方法4、酶活力测定方法：终点法动力学法

检测酶含量及存在，很难直接用酶的“量”（质量、体积、浓度）来表示，而常用酶催化某一特定反应的能力来表示酶量，即用酶的活力表示。

酶催化一定化学反应的能力称酶活力，酶活力通常以最适条件下酶所催化的化学反应的速度来确定。第三章酶影响对酶反应速度的因素

2、底物浓度3、pH

（最适pH的概念）4、温度

（最适温度的概念）5、激活剂6、抑制剂1、酶浓度当S足够过量，其它条件固定且无不利因素时，v=k[E]第三章酶底物浓度对酶反应速度的影响1、酶反应速度与底物浓度的关系曲线（Michaelis—Menten曲线）2、米氏方程的提出及推导3、米氏常数的意义4、米氏常数的测定第三章酶酶反应速度与底物浓度的关系曲线第三章酶单分子酶促反应的米氏方程及Km推导原则：从酶被底物饱和的现象出发，按照“稳态平衡”假说的设想进行推导。米氏方程:米氏常数:E+Sk1k2k3ESE+P第三章酶1．底物浓度对反应速度的影响：

⑴底物对酶促反应的饱和现象：由实验观察到，在酶浓度不变时，不同的底物浓度与反应速度的关系为一矩形双曲线.①当底物浓度较低时，反应速度的增加与底物浓度的增加成正比（一级反应）；②随底物浓度的增加，反应速度的增加量逐渐减少（混合级反应）；③当底物浓度增加到一定量时，反应速度达到一最大值，不再随底物浓度的增加而增加（零级反应）。

第三章酶⑵米氏方程及米氏常数：

根据实验结果，Michaelis&Menten于1913年推导出了上述矩形双曲线的数学表达式，即米氏方程：ν=Vmax[S]/(Km+[S])。其中，Vmax为最大反应速度，Km为米氏常数。⑶Km和Vmax的意义：

①当ν=Vmax/2时，Km=[S]。因此，Km等于酶促反应速度达最大值一半时的底物浓度。

②当k2>>k3时，Km=k2/k1=Ks。因此，Km可以反映酶与底物亲和力的大小，即Km值越小，则酶与底物的亲和力越大；反之，则越小。

第三章酶③Km可用于判断反应级数：

A.当[S]<0.01Km时，ν=（Vmax/Km）[S]，反应为一级反应，即反应速度与底物浓度成正比；

B.当[S]>100Km时，ν=Vmax，反应为零级反应，即反应速度与底物浓度无关；

C.当0.01Km<[S]<100Km时，反应处于零级反应和一级反应之间，为混合级反应。

④Km是酶的特征性常数：在一定条件下，某种酶的Km值是恒定的，因而可以通过测定不同酶（特别是一组同工酶）的Km值，来判断是否为不同的酶。

第三章酶⑤Km可用来判断酶的最适底物：当酶有几种不同的底物存在时，Km值最小者，为该酶的最适底物。⑥Km可用来确定酶活性测定时所需的底物浓度：当[S]=10Km时，ν=91%Vmax，为最合适的测定酶活性所需的底物浓度。⑦Vmax可用于酶的转换数的计算：当酶的总浓度和最大速度已知时，可计算出酶的转换数，即单位时间内每个酶分子催化底物转变为产物的分子数。

⑷Km和Vmax的测定：主要采用Lineweaver-Burk双倒数作图法和Hanes作图法。第三章酶米氏方程的推导令：将（4）代入（3），则：[ES]生成速度：，[ES]分解速度：即：则：(1)经整理得：由于酶促反应速度由[ES]决定，即，所以(2)将（2）代入（1）得：(3)当酶反应体系处于恒态时：当[Et]=[ES]时，(4)所以

第三章酶

米氏常数的测定

基本原则：

将米氏方程变化成相当于y=ax+b的直线方程，再用作图法求出Km。例：双倒数作图法（Lineweaver-Burk法）米氏方程的双倒数形式：

1Km11—=——.—+——

vVmax[S]Vmax第三章酶酶动力学的双倒数图线第三章酶pH对酶反应速度的影响

过酸过硷导致酶蛋白变性

影响底物分子解离状态

影响酶分子解离状态

影响酶的活性中心构象pH最适pHv第三章酶温度与酶反应速度的关系

在达到最适温度以前，反应速度随温度升高而加快

酶是蛋白质，其变性速度亦随温度上升而加快酶的最适温度不是一个固定不变的常数v温度最适温度(optimumtemperature)：酶促反应速度最快时的环境温度。它不是酶的特征性常数第三章酶激活剂对酶作用的影响类别金属离子：K+、Na+、Mg2+、Cu2+、Mn2+、Zn2+、

Se3+、Co2+、Fe2+

阴离子：

Cl-、Br-

有机分子:还原剂：抗坏血酸、半胱氨酸、谷胱甘肽金属螯合剂：EDTA凡是能提高酶活性的物质，称为酶的激活剂（activator）第三章酶六、激活剂对反应速度的影响激活剂:凡能使酶由无活性变为有活性或使酶活性增加的物质。如：金属离子：Mg2+、

K+、Mn2+、Na+、Cu2+、Zn2+、阴离子：Cl-Br-有机物：胆汁酸盐、抗坏血酸、半胱氨酸、谷胱甘肽金属螯合剂：EDTA(乙二胺四乙酸)分类：必需激活剂：如，Mg2+对己糖激酶非必需激活剂：如，Cl-

对淀粉酶第三章酶

抑制剂对酶作用的影响

凡是使酶的必需基因或酶的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完全丧失活性的物质，叫酶的抑制剂（inhibitor）。

类型：不可逆抑制剂可逆抑制剂

应用：研制杀虫剂、药物研究酶的作用机理，确定代谢途径第三章酶抑制剂类型和特点

竞争性抑制剂可逆抑制剂反争性抑制剂

非竞争性抑制剂

非专一性不可逆抑制剂不可逆抑制剂

专一性不可逆抑制剂第三章酶

+IEIESP+EE+S竞争性抑制作用

实例：磺胺药物的药用机理H2N--SO2NH2对氨基苯磺酰胺H2N--COOH对氨基苯甲酸对氨基苯甲酸谷氨酸蝶呤叶酸第三章酶①竞争性抑制：抑制剂与底物竞争与酶的同一活性中心结合，从而干扰了酶与底物的结合，使酶的催化活性降低，这种作用就称为竞争性抑制作用。其特点为：a.竞争性抑制剂往往是酶的底物类似物或反应产物；b.抑制剂与酶的结合部位与底物与酶的结合部位相同；c.抑制剂浓度越大，则抑制作用越大；但增加底物浓度可使抑制程度减小；d.动力学参数：Km值增大，Vm值不变。典型的例子是丙二酸对琥珀酸脱氢酶（底物为琥珀酸）的竞争性抑制和磺胺类药物（对氨基苯磺酰胺）对二氢叶酸合成酶（底物为对氨基苯甲酸）的竞争性抑制。第三章酶非竞争性抑制作用

+IEI+SESIESP+EE+S+I实例：重金属离子（Cu2+、Hg2+、Ag+、Pb2+）金属络合剂（EDTA、F-、CN-、N3-）第三章酶③非竞争性抑制：抑制剂既可以与游离酶结合，也可以与ES复合物结合，使酶的催化活性降低，称为非竞争性抑制。其特点为：a.底物和抑制剂分别独立地与酶的不同部位相结合；b.抑制剂对酶与底物的结合无影响，故底物浓度的改变对抑制程度无影响；c.动力学参数：Km值不变，Vm值降低。

第三章酶反竞争性抑制作用ESIESP+EE+S+I第三章酶②反竞争性抑制：抑制剂不能与游离酶结合，但可与ES复合物结合并阻止产物生成，使酶的催化活性降低，称酶的反竞争性抑制。其特点为：a.抑制剂与底物可同时与酶的不同部位结合；b.必须有底物存在，抑制剂才能对酶产生抑制作用；c.动力学参数：Km减小，Vm降低。

第三章酶竞争性抑制作用非竞争性抑制作用竞争性非竞争性抑制作用机理示意图底物与酶专一性结合第三章酶竞争性抑制曲线

第三章酶非竞争性抑制曲线第三章酶反竞争性抑制曲线

第三章酶酶的不可逆抑制作用

抑制剂与酶分子的必需基团共价结合引起酶活性的抑制，且不能采用透析等简单方法使酶活性恢复的抑制作用就是不可逆抑制作用。如果以ν～[E]作图，就可得到一组斜率相同的平行线，随抑制剂浓度的增加而平行向右移动。1）专一性抑制

⑴KSA.类似底物B.对酶的必需基团进行修饰

⑵kcatA.类似天然底物同时也是酶的底物

B.在酶催化时潜伏基团活化使酶失活第三章酶2）非专一性抑制

⑴有机磷化合物－－Ser（如有机磷农药对胆碱酯酶的抑制(解磷定或氯磷定)

⑵有机砷、有机汞化合物－－Cys

⑶重金属盐使蛋白质变性

⑷烷化试剂－－巯基氨基羧基咪唑基

⑸氰化物、硫化物和CO－－含铁卟啉的酶

⑹青霉素－－糖肽酶Ser的羟基破坏肽聚糖的交联第三章酶路易士气巯基酶失活的酶第三章酶重金属盐引起的巯基酶中毒可用二巯基丙醇（BAL）解毒。BAL第三章酶农药敌百虫、敌敌畏、1059等有机磷化合物能特异地与胆碱酯酶（Cholineesterase）活性中心丝氨酸残基的羟基结合，使酶失活。有机磷化合物羟基酶失活的酶第三章酶敌百虫敌敌畏有机磷杀虫剂第三章酶胆碱乙酰化酶胆碱酯酶胆碱乙酰胆碱乙酰胆碱为生物体内传递神经冲动的重要物质。胆碱酯酶为羟基酶，有机磷杀虫剂中毒时，此酶活受抑制，结果造成乙酰胆碱的堆积，造成神经过度兴奋直至抽搐而死。可用解磷定来治疗。第三章酶第五节酶的活性调节

酶的调节：可以通过改变其催化活性而使整个代谢反应的速度或方向发生改变的酶就称为限速酶或关键酶。

酶活性的调节1.改变其结构而使其催化活性以生改变，2.改变其含量来改变其催化活性，3.以不同形式的酶在不同组织中的分布差异来调节代谢活动。

第三章酶酶的别构（变构）效应概念：有些酶分子表面除了具有活性中心外，还存在被称为调节位点（或变构位点）的调节物特异结合位点，调节物结合到调节位点上引起酶的构象发生变化，导致酶的活性提高或下降，这种现象称为别构效应,具有上述特点的酶称别构酶（allostericenzyme）实例：天冬氨酸转氨甲酰酶（ATCase）别构酶活性调节机理：序变模型和齐变模型第三章酶1）、别构酶的结构特点和性质（1）已知的别构酶都是寡聚酶，含有两个或两个以上亚基

（2）具有活性中心和别构中心（调节中心），活性中心负责底物结合和催化，别构中心负责调节酶反应速度。活性中心和别构中心处在不同的亚基上或同一亚基的不同部位上。

（3）多数别构酶不止一个活性中心，活性中心间有同种效应，底物就是调节物：有的别构酶不止一个别构中心，可以接受不同的代谢物的调节。

（4）别构酶由于同位效应和别构效应，不遵循米式方程，动力学曲线也不是典型的双曲线型，而是S型（同位效应为正协同效应）和压低的近双曲线（同位效应为负协同效应）。第三章酶酶的别构（变构）效应示意图效应剂别构中心活性中心第三章酶a--非调节酶

b--正协同别构酶的S形曲线

别构酶的动力学曲线

第三章酶2）、别构酶的动力学曲线①同位效应为正协同效应的别构酶是S型曲线

这种S形曲线体现为，当底物浓度发生较小变化时，别构酶可以极大程度地控制反应速度，这是别构酶可以灵活地调节反应速度的原因。

米氏酶：[S]0.9/[S]0.1=81别构酶：[S]0.9/[S]0.1=3表明当底物浓度发生较小变化时，如上升3倍，别构酶的酶促反应速度可以从0.1Vmax升至0.9Vmax。

当增加正调节物浓度时Km减小，亲和力增大，协同性减小：当增加负调节物的浓度时Km增加，亲和力减小，协同性增大（对底物浓度的反应灵敏度增加）。

②同位效应为负协同效应的别构酶是近似双曲线

负协同效应时酶的反应速度对底物浓度的变化不敏感第三章酶变构剂一般以反馈方式对代谢途径的起始关键酶进行调节，常见的为负反馈调节。变构调节的特点：①酶活性的改变通过酶分子构象的改变而实现；②酶的变构仅涉及非共价键的变化；③调节酶活性的因素为代谢物；④为一非耗能过程；⑤无放大效应第三章酶ATCaseATP+ATCase所催化的反应氨甲酰磷酸天冬氨酸CTP-UTPUMP氨甲酰天冬氨酸第三章酶E.coli的ATCase的亚基排列催化(C)亚基（catalyticsubunit）调节(R)亚基（regulativesubunit）p414第三章酶ATCase的半分子结构ATCase半分子（C3R3)的结构CTPsitecatalyticsite第三章酶ATCasealoneATCase-PALAcomplex

ATCase的别构过度作用

低催化活性构象T(tense)-态CCCCCC

RRRRRRCCCCCC高催化活性构象R(relax)-态RRRRRRPALA

PALA

第三章酶PALA(N-磷乙酰-L-天冬氨酸)结合到ATCase活性中心的模型第三章酶ATCase变构效应的动力学特征ATP（正效应剂）CTP（负效应剂）低催化活性构象T(tense)-态CCCCCC

RRRRRRCCCCCC高催化活性构象R(relax)-态RRRRRRVmax1/2VmaxKm第三章酶（3）、别构酶调节活性的机理①齐变模式（concertedmodel）：

相同配体与寡聚蛋白协同结合的一种模式，按照最简单的齐变模式，由于一个底物或别构调节剂的结合，蛋白质的构相在T（对底物亲和性低的构象）和R（对底物亲和性高的构象）之间变换。这一模式提出所有蛋白质的亚基都具有相同的构象，或是T构象，或是R构象。②序变模式（sequentialmodel）：

相同配体与寡聚蛋白协同结合的另外一种模式。按照最简单的序变模式，一个配体的结合会诱导它结合的亚基的三级结构的变化，并使相邻亚基的构象发生很大的变化。按照序变模式，只有一个亚基对配体具有高的亲和力。第三章酶别构酶的齐变模型SSSSSSSSSST状态（对称亚基）T状态（对称亚基）SSSS对称亚基对称亚基齐步变化第三章酶别构酶的序变模型SSSSSSSSSSSSSS亚基全部处于R型亚基全部处于T型依次序变化第三章酶（二）可逆共价修饰的调控（共价调节酶）共价调节酶：酶分子被其它的酶催化进行共价修饰，从而在活性形式与非活性形式之间相互转变。

举例：糖原磷酸化酶

信号的级联放大：

1分子磷酸化酶激酶，活化生成几千个磷酶化酶a

1分子磷酸化酶a，催化生成几千个1-P-G

共价调节酶的两种常见类型

①磷酸化

去磷酸化

-OH

ATP

②腺苷酰化

脱腺苷酰化

腺苷酰基由ATP提供

第三章酶⑵共价修饰调节：酶蛋白分子中的某些基团可以在其他酶的催化下发生共价修饰，从而导致酶活性的改变，称为共价修饰调节。共价修饰方式有：磷酸化-脱磷酸化等。共价修饰调节一般与激素的调节相联系，其调节方式为级联反应。共价修饰调节的特点为：①酶以两种不同修饰和不同活性的形式存在；②有共价键的变化；③受其他调节因素（如激素）的影响；④一般为耗能过程；⑤存在放大效应。

第三章酶

（三）酶原的激活

在体内处于无活性状态的酶前身物（酶原，zymogen）在一定条件下被修饰转变成有活性的酶的过程称酶原的激活。其实质是酶原被修饰时形成了正确的分子构象和活性中心，由此可见酶分子的特定结构和酶的活性中心的形成是酶分子具有催化活性的基本保证。实例：胰蛋白酶原的激活第三章酶⑶酶原的激活：处于无活性状态的酶的前身物质就称为酶原。酶原在一定条件下转化为有活性的酶的过程称为酶原的激活。酶原的激活过程通常伴有酶蛋白一级结构的改变。酶原分子一级结构的改变导致了酶原分子空间结构的改变，使催化活性中心得以形成，故使其从无活性的酶原形式转变为有活性的酶。第三章酶酶原激活的意义1.在特定的环境和条件下发挥作用；2.避免细胞自身消化；3.酶原可以视为酶的储存形式。第三章酶胰蛋白酶原胰蛋白酶六肽肠激酶活性中心胰蛋白酶原的激活示意图

第三章酶2．酶含量的调节：是指通过改变细胞中酶蛋白合成或降解的速度来调节酶分子的绝对含量，影响其催化活性，从而调节代谢反应的速度。这是机体内迟缓调节的重要方式。

⑴酶蛋白合成的调节：酶蛋白的合成速度通常通过一些诱导剂或阻遏剂来进行调节。凡能促使基因转录增强，从而使酶蛋白合成增加的物质就称为诱导剂；反之，则称为阻遏剂。常见的诱导剂或阻遏剂包括代谢物、药物和激素等。

⑵酶蛋白降解的调节：如饥饿时，精氨酸酶降解减慢，故酶活性增高，有利于氨基酸的分解供能。第三章酶3．同工酶的调节：在同一种属中，催化活性相同而酶蛋白的分子结构，理化性质及免疫学性质不同的一组酶称为同工酶。来源方式：1.来自不同基因编码；2.来自等位基因编码；3.来自同一基因，转录成不同mRNA指导合成不同的多肽。类别：原级同工酶：由不同基因产生的肽链而衍生的同工酶；次级同工酶：将原级同工酶经加工或修饰后的同工酶。第三章酶同工酶在体内的生理意义主要在于适应不同组织或不同细胞器在代谢上的不同需要。因此，同工酶在体内的生理功能是不同的。

例如:乳酸脱氢酶同工酶（LDHs）乳酸脱氢酶同工酶（LDHs）为四聚体，在体内共有五种分子形式，即LDH1（H4），LDH2（H3M1），LDH3（H2M2），LDH4（H1M3）和LDH5（M4）。第三章酶乳酸脱氢酶同工酶形成示意图

多肽亚基mRNA四聚体结构基因a

b乳酸脱氢酶同工酶电泳图谱+–H4MH3M2H2M3HM4点样线第三章酶不同组织中LDH同工酶的电泳图谱LDH1(H4)LDH2(H3M)LDH3(H2M2)LDH4(HM3)LDH5(M4)心肌肾肝骨骼肌血清-+原点第三章酶心肌中以LDH1含量最多，LDH1对乳酸的亲和力较高，因此它的主要作用是催化乳酸转变为丙酮酸再进一步氧化分解，以供应心肌的能量。骨骼肌中含量最多的是LDH5，LDH5对丙酮酸的亲和力较高，因此它的主要作用是催化丙酮酸转变为乳酸，以促进糖酵解的进行。第三章酶（四）专一性调控蛋白（调控因子）对酶活性的调节控制钙调蛋白、激素结合蛋白，促进或抑制特异的酶活性

(五)酶与抗体——抗体酶abzyme(antibodyenzyme)

又称催化性抗体（catalyticantibody），是一种具有催化功能的抗体分子。

过渡态理论：酶与底物不是在基态，而是在过渡态结构互补，亲和力最强，释放出的结合能使过渡态结合物能级降低，利于反应物分子越过能垒，加速反应。

而抗体与抗原是基态结合。第三章酶诱导酶酶可相对地区分为结构酶和诱导酶。

结构酶：指正常细胞内存在的酶，它的含量较稳定，受外界因素影响很小。

诱导酶：在正常细胞中含量极少或没有，当细胞中加入特定诱导物后，诱导产生的酶，含量在诱导物存在下显著增高，诱导物往往是该酶的底物或底物类似物。第三章酶乳酸脱氢酶同工酶形成示意图

多肽亚基mRNA四聚体结构基因a

b乳酸脱氢酶同工酶电泳图谱+–H4MH3M2H2M3HM4点样线第三章酶不同组织中LDH同工酶的电泳图谱LDH1(H4)LDH2(H3M)LDH3(H2M2)LDH4(HM3)LDH5(M4)心肌肾肝骨骼肌血清-+原点第三章酶为什么维生素A及D可好几个星期吃一次，而维生素B复合物就必须经常补充？

维生素A和D是脂溶性的维生素，可以贮存。但B族维生素是水溶性的，不能贮存，即维生素B复合物的高溶解度导致了其快速排泄，所以必须经常补充。1/v对1/[S]的双倒数作图得到的直线斜率为1.2×10-3min，在1/v轴上的截距为2.0×10-2nmol-1mlmin。计算Vmax和Km答：Vmax＝50nmolml-1min-1；Km＝6.0×10－2nmolml-1第三章酶1.酶是

产生的，具有催化活性的

。2．酶具有

、

、

和

等催化特点。3．影响酶促反应速度的因素有

、

、

、

、

和

。4．胰凝乳蛋白酶的活性中心主要含有

、

、和

基，三者构成一个氢键体系，使其中的

上的

成为强烈的亲核基团，此系统称为

系统或

。5．与酶催化的高效率有关的因素有

、

、

、

、

等。第三章酶6.丙二酸和戊二酸都是琥珀酸脱氢酶的

抑制剂。7．变构酶的特点是：（1）

，（2）

，它不符合一般的

，当以V对[S]作图时，它表现出

型曲线，而非

曲线。它是

酶。8．转氨酶的辅因子为

即维生素

。其有三种形式，分别为

、

、

，其中

在氨基酸代谢中非常重要，是

、

和

的辅酶。9．叶酸以其

起辅酶的作用，它有

和

两种还原形式，后者的功能作为

载体。11．全酶由

和

组成，在催化反应时，二者所起的作用不同，其中

决定酶的专一性和高效率，

起传递电子、原子或化学基团的作用。12．辅助因子包括

、

和

等。其中

与酶蛋白结合紧密，需要

除去，

与酶蛋白结合疏松，可以用

除去。第三章酶酶的活性中心包括

和

两个功能部位，其中

直接与底物结合，决定酶的专一性，

是发生化学变化的部位，决定催化反应的性质。18．酶活力是指

，一般用

表示。19．通常讨论酶促反应的反应速度时，指的是反应的

速度，即

时测得的反应速度。20．解释别构酶作用机理的假说有

模型和

模型两种。21．固定化酶的优点包括

，

，

等。22．pH值影响酶活力的原因可能有以下几方面：影响

，影响

，影响

。第三章酶23．温度对酶活力影响有以下两方面：一方面

，另一方面

。24．脲酶只作用于尿素，而不作用于其他任何底物，因此它具有

专一性；甘油激酶可以催化甘油磷酸化，仅生成甘油-1-磷酸一种底物，因此它具有

专一性。25．酶促动力学的双倒数作图（Lineweaver-Burk作图法），得到的直线在横轴的截距为

，纵轴上的截距为

。26．磺胺类药物可以抑制

酶，从而抑制细菌生长繁殖。27．判断一个纯化酶的方法优劣的主要依据是酶的

和第三章酶1．酶的活性中心是指：A．酶分子上含有必需基团的肽段B．酶分子与底物结合的部位C．酶分子与辅酶结合的部位

D．酶分子发挥催化作用的关键性结构区E．酶分子有丝氨酸残基、二硫键存在的区域2．酶催化作用对能量的影响在于：A