生物化学全册配套完整课件3

生物化学全册配套完整课件3

第一章蛋白质定义：protein朊蛋中的白色物质（清液）（蛋白质）生物机体内无处不在。分子量大小各异（相对分子质量）。生物功能全面性。

本章的主要内容一.氨基酸二.肽的定义与形成三.蛋白质的一级结构四.蛋白质的高级结构（重点）五.蛋白质结构与功能（重点）六.蛋白质的分离、纯化和表征一、蛋白质分类按分子组成分：简单蛋白（单纯蛋白）主要按溶解性分类结合蛋白（缀合蛋白）主要按辅助成分种类分类按功能分：功能蛋白（种类最多）按所具有的功能分类结构蛋白主要为物质组成成分蛋白质分类按形状分：球状蛋白立体像球状或椭圆形纤维状蛋白长条形膜蛋白参与细胞膜组成的蛋白二、氨基酸是组成蛋白质分子的基本单位。即蛋白质分子主要由一个个氨基酸（残基）构建而成。氨基酸的结构通式氨基酸组成蛋白质的20种氨基酸氨基酸符号三字符和一字符Pro，Gly，Gln，AsnAla,Leu,SerPGQNALS（一）氨基酸分子结构特点不对称碳原子与氨基酸构型。不对称C原子，但只有Gly含非不对称C原子。氨基酸构型构型问题以甘油醛为对照：（二）氨基酸的分类1.按R基团的化学结构可分为3类：脂肪族、芳香族和杂环族芳香族：3个Phe,Tyr,Trp(R基团有苯环）杂环族：2个His,Pro(R基团有杂环）其余为脂肪族：15个（R基团都是链式但各色各样，所以有些氨基酸之间性质差别很大。这是此分类法的最大不足）氨基酸的分类2.按R基团的极性性质可分为4类：在pH7时（表2—2，P22请写出三字符和一字符）1）非极性R基氨基酸：8个2）不带电荷的极性R基氨基酸：7个3）带正电荷的R基氨基酸：3个4）带负电荷的R基氨基酸：2个氨基酸的分类3.氨基酸R基团化学性质分析1）极性的产生2）电荷的产生氨基酸的分类稀有蛋白质氨基酸由正常组成蛋白质的氨基酸经修饰而形成的特殊氨基酸，也参与组成蛋白质分子，但少见。非蛋白质氨基酸与“氨基酸库”不参与组成蛋白质分子的氨基酸种类还有许多，有些氨基酸相当有用，但有些氨基酸有毒等。一般在植物体中存在有一个“氨基酸库”，使体内代谢相对稳定。（三）氨基酸的两性解离和等电点(酸碱化学)两性解离性质氨基酸的两性解离和等电点(酸碱化学)随pH的变化氨基酸的解离状态氨基酸的两性解离和等电点(酸碱化学)等电点及其计算表达等电点使氨基酸达到所带正负电荷相等时的溶液的pH值。用pI表示。pI=1/2（pK1+pK2）K基团解离常数。

pK与pH相当。有K1、K2、K3时只用靠近的二个数值（也有例外）其实，各氨基酸的K与pI都已求出，见P22。氨基酸的两性解离和等电点(酸碱化学)处在pI时氨基酸的特性及其利用一般溶解度为最小沉淀与分离电泳带电物质的分离氨基酸的两性解离和等电点(酸碱化学)氨基酸正负离子的判断当溶液的pH大于pI时，该氨基酸带负电。当溶液的pH小于pI时，该氨基酸带正电。试问：当一氨基酸溶于pH为7.0的水中，测出该溶液的pH为6.0，问该氨基酸的pI大于6还是等于6或小于6？（带负，小于6）氨基酸的两性解离和等电点(酸碱化学)虽然氨基酸具有酸碱性，但不能直接用酸或碱进行滴定测含量。因为氨基酸是弱酸或弱碱的两性解离分子。（四）氨基酸的化学反应1.由α-氨基参加的反应与亚硝酸反应。但此反应有时并不是α-氨基的专一反应。α-氨基的酰基化氨基酸的酰化试剂有许多,如:

叔丁氧甲酰氯、对甲苯磺酰氯、丹磺酰氯等。这些物质在蛋白质化学修饰中起重要作用。氨基酸的化学反应α-氨基的烃基化氨基的一个H原子被烃基取代。

N端氨基酸残基的鉴定：N端有游离氨基，可发生烃基化反应。形成的不同氨基酸复合物通过层析可鉴定。形成Schiff’s碱脱氨基反应形成酮酸氨基酸的化学反应2.由α-羧基参加的反应具有酸（COOH）的性质成盐、成酯、成酰胺、脱羧等。氨基酸的化学反应3.二个重要的反应：与茚三酮反应所有氨基酸都能与茚三酮反应形成有色物质，脯氨酸与羟脯氨酸（亚氨基酸）形成的是亮黄色物质，其余所有氨基酸形成的是紫色物质。成肽反应一个氨基酸的氨基与另一个氨基酸的羧基缩合脱水形成肽键。一般由酶来催化起反应。这是蛋白质分子形成的过程。氨基酸的化学反应(氨基酸的连接）氨基酸的化学反应4.R基团参加的反应R基团种类众多，所起的反应也有各种类型，具体的反应由R基团所决定。正因为R基团众多，用特定的化学试剂（化学修饰剂）可与这些R基团发生反应使蛋白质分子结构发生一定的变化，从而改变蛋白质的性质或功能（化学修饰作用）。（五）氨基酸的光学活性和光谱性质1.旋光性由分子结构中不对称C原子引起的使平面偏振光的偏振面发生旋转的性质。氨基酸的光学活性和光谱性质蛋白质分子结构（氨基酸状态）发生变化，旋光性也发生变化（大小、方向），所以通过旋光光谱的测定可知蛋白质结构发生了变化，再测定其与功能变化的关系，就可知道结构如何影响功能了。氨基酸的光学活性和光谱性质2.光吸收光谱分子能吸收一定波长的光的性质。有色物质的产生光吸收的结果。透光率与吸光度（对数关系）吸光度（O.D.或A）与吸光物质浓度等的关系Lambert—Beer定律：O.D.=KLC所以通过吸光度的测定可知吸光物质的浓度。氨基酸的光学活性和光谱性质通过吸光性质的测定可定性物质。因为不同的物质（分子）具有不同的光吸收性质（光谱不同）。当分子发生结构的变化，吸光性质也发生变化，即光谱的变化可反映分子结构的变化。但光吸收与分子结构变化的关系，一般来说，敏感度较差。氨基酸的吸收光谱可见光区都无吸收，即无颜色。在红外区有光吸收。在近紫外区（200-400nm)芳香族氨基酸（Tyr、Trp、Phe）有光吸收。这是由苯环结构引起的。所以蛋白质分子在紫外区都有光吸收。（六）氨基酸的生产与应用1.生产途径水解蛋白质：如水解动物皮、毛发、海产品加工的下脚料等。化学合成生物技术生产微生物发酵法等谷氨酸钠的生产氨基酸的生产与应用2.应用食品、饲料的添加剂（增加营养）化妆品、保健品（易吸收，Lys食品等）医药上（氨基酸液，对一些疾病的辅助性治疗等）

蛋白质的组成规律由一个个“氨基酸残基”组成。种类主要由遗传决定。各元素比例，值得注意：N为16%。碳化合物及其衍生物有机化合物。一些蛋白分子包含非氨基酸成分，谓之辅助因子（成分）氨基酸残基间通过化学键使蛋白质分子成为一个具有立体结构的生物大分子

三.肽的定义与形成概念：氨基酸分子之间通过肽键（酰胺键）连接起来的化合物。肽键的形成：一个氨基酸的COOH与另一氨基酸的NH2脱去一个水分子而成键。

肽键的形成

肽的形成

肽的命名二肽由二个氨基酸残基组成的肽。三肽、四肽：由三个或四个氨基酸残基组成的肽。依此类推。寡肽与多肽：二十个氨基酸残基以下的为寡肽，以上的为多肽。

具体命名H2N-Ala-Ser-Glu-Met-COOH

丙氨酰丝氨酰谷氨酰甲硫氨酸，简称丙丝谷甲硫肽。Val-Leu-Gly

缬亮甘肽

肽和肽键的性质肽(蛋白质)的主链骨架结构C-C-N-C-C-N-C-C-N-，不同的在于R的不同。

酰胺平面或肽单位的性质

酰胺平面或肽单位的性质1）酰胺平面包含六个原子，是一“刚性”平面。2）H与O反向，Cα-C与Cα-N能自由旋转，即每个酰胺平面之间能旋转，有一定的角度。3）酰胺平面中的肽键C-N具部分双键的性质，不能旋转。4）多肽链的主链骨架就是一个一个平面连起来，R基团是主链骨架的分支。

肽的性质小肽的化学性质与氨基酸接近，而多肽的化学性质更接近蛋白质分子。一个重要的性质是肽和蛋白质能发生双缩脲反应，而氨基酸不能。肽同样具有两性解离性。

活性肽还原型谷胱甘肽（GSH）由于-SH+HS--S-S-即2GSHGSSG很容易发生氧化，在氧化还原反应中起相当重要作用，是一些氧化还原酶的辅酶。

活性肽激素类与抗生素类等活性肽1）催产素（9肽）2）加压素（9肽）3）促肾上腺皮质激素（ACTH，39肽）4）脑肽由高等动物脑中合成分泌的肽，一般起镇痛作用。脑受刺激后会增加激素的合成分泌（5肽）5）肠肽由消化系统分泌的肽。6）短杆菌肽S（抗生素）等等，还有许多。（苍蝇、蚯蚓等认为含很多抗菌肽）

活性肽体内寡聚肽合成的方式一般认为有二种途径：1）由基因决定合成。2）由多酶体系作用合成。个别寡聚肽中出现D-型氨基酸或含有非氨基酸成分。

人造活性肽水解大分子蛋白质一定程度上水解蛋白质分子或水解多肽链对肽段进行分离纯化、鉴定（测定氨基酸序列）检测目标物的功能（抗氧化、抗菌能力等）

人造活性肽直接化学合成（不述）基本原理：封闭R、游离氨基和羧基（加保护剂），活化羧基（加接肽试剂缩合剂），使氨基攻击其形成肽键。活化羧基的原理主要有叠氮法、活化酯法和混合酸酐法。多肽合成仪主要根据以上原理制造出来的固相合成肽的仪器。

四.蛋白质的一级结构一级结构概念：蛋白质分子中氨基酸残基的排列顺序及二硫键的位置。一级结构的写法（表达法）：左边（起始氨基酸）：H2N-Ala-也叫N端右边（最末氨基酸）：-Glu-COOH也叫C端

H2N-Val-Met-Asp-Leu-Tyr-COOH

简单的：Val-Met-Asp-Leu-Tyr或用单字符即可。

一级结构有二硫键的话要标出

Ala-Cys--Cys-Tyr

SS胰岛素的一级结构。注意要标出二硫键。一级结构的确定：测序，已有专门仪器测定，原理不讲。现在许多蛋白的一级结构信息主要是从基因核苷酸序列翻译而来。

五.蛋白质的高级结构维持蛋白质构象稳定的主要化学作用力：次级键氢键、盐键、疏水力、范德华引力等。所以构象易被破坏。维持蛋白质构象稳定的主要化学作用力维持蛋白质构象稳定的主要化学作用力有些情况，共价键二硫键也是维持蛋白构象稳定的作用力。二硫键由二个半胱氨酸残基之间形成。

蛋白质的二级结构二级结构的概念由于肽链骨架之间形成大量的氢键而使多肽链盘绕、折叠产生的构象。似乎这种盘绕、折叠的构象有无数。然而，能稳定的构象其实为数不多。因为分子内原子基团等相互间会发生作用力（原子之间的最小接触距离，），如这种作用力不恰当的话，构象是不能稳定的。多肽链主链骨架是一个一个“刚性”酰胺平面连起来，酰胺平面之间需有一定角度使平面之间的各原子之间的距离合适，这种构象才能稳定。主链骨架并不能象一条线一样随意弯曲。

二级结构的主要类型α螺旋典型α螺旋（右手螺旋）主要结构特征：1）主链骨架围绕一个假想中轴有规则的旋转向前。每隔3.6个氨基酸残基，螺旋旋转一周，距离为0.54nm。即每个氨基酸残基沿螺旋中轴旋转100°，前进0.15nm。2）相邻螺圈之间形成氢键，其几乎与中轴平行。主链上所有肽基的C=O与N-H都形成氢键，由C=O与其前面第三个肽基的N-H之间形成。3）φ=-57°，ψ=-47°。R基团在螺旋的外侧。螺旋结构的一些特性1）以典型的右手螺旋为主，少数为非典型螺旋。螺旋的N端（起始端）一般带正电荷，而C端带负电荷。末端的非极性氨基酸残基可暴露于溶剂中，但蛋白质分子中的其他部位往往会与它们发生疏水作用。2）螺旋的稳定性受较多因素影响，主要由氨基酸残基的种类和序列所决定。R基团的空间阻碍作用、链内氢键的形成与否等都能决定螺旋的稳定性。

螺旋结构的稳定Pro、Gly是破坏螺旋结构的主要氨基酸残基。

如二个较大的带有相同电荷的R基团是很难靠在一起的。一段一级结构的氨基酸组成种类、顺序等决定是螺旋还是别的二级结构。（计算机总结得出结构模型）

其他类型的螺旋结构典型的右手螺旋为主，但事物很多时候也有例外的存在，包括左手螺旋、非典型的螺旋结构等都会出现，要看氨基酸组成的具体情况，这些非典型螺旋也可认为是螺旋结构特殊性的表现。

二级结构的主要类型β折叠结构：肽链主链间形成的氢键使肽链平行排列而形成的片层结构。反平行式β折叠结构平行式β折叠结构的一些特点1）肽链之间平行排列，有平行式和反平行式。平行式中相邻肽链同向，而反平行式中，相邻肽链是反向的。2）肽链并不是完全伸直，即φ、ψ有一定的角度。平行式中，φ=-119°，ψ=+113°。反平行式中，φ=-139°，ψ=+135°。所以有折叠。3）R基团位于折叠线上，交替从平面上下二侧伸出。4）反平行式比平行式更稳定。二级结构的主要类型β转角与β凸起1）是二级结构肽链转弯的一种简单结构，一般由第一个残基的C=O与第四个残基的N-H形成氢键而使肽链成环（转弯）。为β转角。构成β转角的氨基酸残基多为Gly,Pro等。2）在β折叠结构中，一条肽链上多出一个氨基酸残基而形成的“凸起”，为β凸起。β转角与β凸起二级结构的主要类型无规则卷曲：所谓“无规则”的松散结构。使各二级结构之间连接，是蛋白质紧密空间结构形成必不可少的。

超二级结构与结构域超二级结构

有规则的二级结构的组合体，为超二级结构。如αα螺旋的组合体，βαβ的组合体，ββ组合体等。结构域

具部分功能的超二级结构的组装体，为一区域，叫结构域结构域关于结构域的内容1）有时，一个蛋白质分子就相当于一个结构域，结构域具完整的生物功能

2）蛋白质分子中具一定功能性质的特殊的部分空间结构。

3）蛋白质分子中值得注意的局部结构，为三级结构的主要部分，如活性中心结构、Loop结构等，是蛋白质结构的焦点。具体上，可以无明显的结构界限，但自成体系。结构域的特点1）结构域中，二级结构之间或超二级结构之间主要通过非极性氨基酸残基发生作用而组合或组装。2）结构域一般柔软可变。3）空间结构复杂，多种多样。结构域的特点4）活泼基团、原子多，极性强，利于发生基团间的反应。5）表面上看，结构域之间“基本”无联系，可发生相对运动。结构域的特点如：酶的活性中心就是一个结构域，一般有如下特点（酶活性中心的一般特点）：1.显示功能时结构域可变2.活泼基团、原子多（结合部位与催化部位）3.具一定的空间结构酶活性中心

蛋白质的三级结构蛋白质分子中各基团、原子的空间排布方式，为蛋白质的三级结构。

也可以表达为：由二级结构元件构建成的总三维结构。三级结构的特点（球状蛋白质结构特点）1）多肽链通过α—螺旋、β—折叠、β—转角、无规则卷曲等形成紧密的球状构象。2）分子内部多是非极性R侧链的氨基酸，形成所谓的疏水核。极性R侧链多数在分子表面上形成亲水极性表面，且在分子表面往往有一个凹穴，为疏水区，是蛋白质分子在起作用时容纳、接触底物的部位。三级结构的特点（球状蛋白质结构特点）3）整个分子的构象会随环境变化等而发生一定的变化。较大的蛋白分子往往含有几个明显的结构域，在起作用时是最活跃的区域。4）分子的结构层次明显，二级结构到超二级结构，再到结构域，数个结构域组成构象三级结构。

蛋白质构象构象与构型构型是指在大分子化合物的立体异构体中，取代原子或基团在空间的取向。构型的改变需要涉及共价键的断裂和生成。如切断肽链的化学修饰可引起蛋白质构型的变化。构象是指当单键旋转时，分子中的原子或基团形成不同的空间排布，不同的空间排布称为不同的构象，构象的改变不涉及共价键的断裂和生成。蛋白质分子在起作用时往往会发生构象的改变。

蛋白质构象构象与构型的延伸正常构象的变化不是分子结构质的变化，只是基团、原子在空间位置上有变化（三维结构上的空间位置变化）。这种变化是蛋白质起功能时所必需的。

构型的变化则是由于质的变化引起的整个分子结构发生较大的变化。这种变化可以认为是从一个分子形成另一个分子。

构象变化现普遍认为，构象变化是活性蛋白质（球状蛋白）在起作用时所必需以适应与底物或抗原的结合以适应进行生物信息的传递等

与底物结合的构象变化

与抗原结合的构象变化

构象变化与信息传递

构象变化与环境

1）pH2）温度3）溶剂中的化学物质

巯基乙醇、表面活性物质、盐酸胍、有机溶剂、重金属、高浓度尿素等（破坏构象）

硫酸铵、稀NaCl、聚乙二醇等（保护作用）

变性与复性变性由于物理或化学因素等的影响，使蛋白质生物活性丧失、物化性质改变，此过程为蛋白质变性。

复性在一定条件下，蛋白质能恢复其天然构象，重具生物活性，此过程为蛋白质复性。实质构象(结构)的破坏与恢复

蛋白质四级结构四级结构:由具三级结构的亚基之间通过相互作用聚合而成的蛋白质结构，内容包括：各亚基在结构中的立体排布各亚基相互作用的状况各亚基接触面的特性

蛋白质四级结构单体与亚基的概念单体一个分子单位亚基最小的共价单位，具四级结构蛋白质组成的基本单元。本身有完整的三级结构。胰岛素有几个单体或亚基？

以上是经典的定义，但现在已有混淆。

蛋白质四级结构单体与亚基的概念说明了四级结构蛋白质中亚基之间是通过非共价键结合

蛋白质四级结构但混淆使用有时就会产生不明确，如抗体蛋白IgG（有认为一个单体，有认为四个单体（亚基），四个亚基通过二硫键连接）

蛋白质四级结构各亚基立体排布的方式线性对称排布环状对称排布多面体对称排布螺旋状对称排其他形式的排布各亚基相互作用的状况及接触面的特性通过范德华引力、氢键、疏水作用、盐键等非共价键相互作用，疏水作用力是维持四级结构的主要作用力。按亚基之间的结合形式可分为：不同亚基的结合和相同亚基的结合各亚基相互作用的状况及接触面的特性不同亚基的结合：相互作用的表面一般在空间结构上、基团性质上以及物理学上具有互补性。各亚基相互作用的状况及接触面的特性相同亚基的结合又分为相同结合与不同结合二种形式相同结合：亚基之间相互作用的表面是相同的,产生对称的二聚体。不同结合：亚基之间相互作用的界面是不同的，且二界面往往具极大的互补性，性质与不同亚基之间的结合相似。各亚基相互作用的状况及接触面的特性接触界面是一疏水区域，具活泼易变的特性。接触界面形成化学键

四级结构的稳定性稳定性相对较差，对温度、pH值敏感。时间长也容易发生变化。亚基间相互作用力相对较弱，故对环境敏感。作用力为次级键，氢键多，疏水为主，易分开（使变构效应成为可能）。以具三级结构的亚基本身构象为主的化学作用力使亚基间的作用力弱而易变。亚基间的不平衡性使亚基间的作用力易变。

四级结构的优越性总的来说，四级结构的形成是蛋白分子适应环境而进化的表现。对于一些亚基来说，四级结构的形成能增加稳定性。（这些亚基单独存在时稳定性差，因为疏水基团外露，而四级结构形成可减少疏水基团外露，使比表面下降，蛋白趋向于自身稳定等）亚基之间的结合使蛋白质具功能或增强功能。（亚基单独存在时功能无或很弱，形成四级结构可组成活性中心、形成多个活性中心等）

四级结构的优越性提高遗传效率和经济性编码一个大分子量的蛋白需要信息多，而编码由二条相同亚基组成的同样大的蛋白信息就可减少一半。使产生变构效应

变构效应一个亚基接受信息后，发生构象的变化，并引起另一亚基发生构象变化，从而使整个分子的功能等发生变化。蛋白质分子由多个亚基组成，一个亚基由于与配体（信息物）的结合而发生了构象的变化，此变化可通过亚基内的传递到达亚基间的接触面，引起相邻亚基的构象与性能都发生改变。是多亚基蛋白质分子首先通过部分构象变化的信息传递引起整个分子的构象变化使分子协同表现功能的过程。一般认为亚基的构象变化是有序的，是生物代谢所必需。变构效应拓展了蛋白质分子的功能开关作用

四级结构是蛋白质分子兄弟之间团结互助，使功能更强大的表现

六.蛋白质结构与功能一级结构与进化树同源蛋白：存在于不同生物体中或同一机体内，功能相同或相似且在一级结构上具有明显相似性的一组蛋白质。可以认为它们来自于同一祖先蛋白。研究发现，同源蛋白质越接近，物种的亲缘关系越亲。

一级结构与进化树同源蛋白质在物种的进化研究上意义重大。在同源蛋白质分子中，有不变氨基酸残基，也有可变氨基酸残基。说明不变残基在此蛋白质分子中对结构的稳定和功能起关键的作用。这些在蛋白分子进化中保持不变的氨基酸称为保守氨基酸。

一级结构与进化树细胞色素C分子结构

一级结构与进化树不同生物体细胞色素C在一级结构上的差别由细胞色素C物种差异建立的物种亲缘关系（进化树）其他同源蛋白的例子：血红蛋白与肌红蛋白。丝氨酸蛋白酶类。同工酶等等。

进化树同工酶研究的应用举例物种的亲缘关系分析一级结构断裂与生物功能表现典型例子：凝血酶的作用使形成不溶性的血纤蛋白网状结构。酶原：无活性的酶的前体。酶原的激活：在其他因子（酶）作用下，酶原转变为有活性的过程。凝血酶的作用过程就是酶原的激活过程，使酶原发生一级结构的断裂形成新分子的过程。一级结构断裂与生物功能表现级联放大过程酶调控的一种方式主要特点是被激活大大提高活力的因子（物质）又是催化下一反应的酶，所以，表现出级联放大的特征，具有极高的效率。与凝血酶作用相反纤溶酶、抗凝酶水蛭（蚂蟥）尿液中蚯蚓

肌红蛋白的结构与功能肌红蛋白结构特点1)由153个氨基酸残基组成蛋白质部分，含有一个辅基（非蛋白质成分）血红素，分子量16700。2)蛋白质二级结构主要是α-螺旋和无规则卷曲：有8段螺旋，无β折叠。整个分子是一紧密结构，可以看成是一个大结构域。3)在蛋白质分子中的疏水核中含有血红素。

肌红蛋白的结构与功能

肌红蛋白的结构与功能

肌红蛋白的结构与功能辅基血红素（铁卟啉）

肌红蛋白的结构与功能铁的六个配位键

肌红蛋白的结构与功能肌红蛋白的功能表现与氧分子结合释放氧分子在生命体中，起储氧作用。（存在于肌肉中，故谓之）肌红蛋白与氧分子结合过程：氧分子结合于血红素铁第六配位键上。血红素能结合氧分子完全是由蛋白部分所决定的，蛋白质部分还决定其结合力的大小等。

蛋白质与辅基的关系辅基的功能：1.组成蛋白质的活性中心。2.参与稳定蛋白质分子结构。3.参与催化化学反应,是蛋白质表现功能时不可缺少的成分。但是，辅基只是蛋白质分子的必需成分，参与组成活性中心，其功能表现主要由蛋白部分来决定。

蛋白质与辅基的关系肌红蛋白中，蛋白质中形成的结构域既使血红素固定，又保护血红素铁免遭氧化并为氧分子的结合提供合适的部位，其控制着血红素的行为。构象变化是蛋白质分子起功能时所必需

血红蛋白的结构与功能存在于红细胞中

血红蛋白结构

血红蛋白结构α1与β1、α2与β2结合牢固，为二聚体α1与β2、α2与β1界面易变，发生变构效应时可变。

α1β1β2α2

血红蛋白结构一级结构与二级结构2α+2βα亚基:141个氨基酸残基β亚基:146个氨基酸残基二个亚基构象相似:8段螺旋通过无规则卷曲相连,无β-折叠。螺旋间无二硫键，使螺旋易摆动。一个亚基成为围绕血红素的大的结构域。

血红蛋白结构

血红蛋白结构

血红蛋白结构三级结构：紧密空间结构，含血红素，其有“开口”与外联系

血红蛋白结构四级结构作用变构效应，提高携氧和放氧能力氧合作用改变四级结构的构象血红素铁的微小移动导致血红蛋白构象的转换血红蛋白结构

血红蛋白结构

血红蛋白结构与功能血红蛋白结构与功能要解决的问题氧分子是如何被激活而与血红素铁结合的？多肽链如何影响血红素的状态从而决定蛋白质分子的功能？

血红蛋白结构与功能血红素铁与氧分子的结合

血红蛋白结构与功能血红素铁与氧分子的结合血红蛋白结构与功能血红素铁与氧分子的结合

血红蛋白结构与功能协同变构效应：一个亚基接受信息后，发生构象的变化，并引起另一亚基发生构象变化，从而使整个分子的功能等发生变化。当血红蛋白与氧结合时，为松弛态（R），当蛋白把氧放出，为紧凑态（T）。

血红蛋白结构与功能协同变构效应蛋白质分子由多个亚基组成，一个亚基由于与配体（信息物）的结合而发生了构象的变化，此变化可通过亚基内的传递到达亚基间的接触面，引起相邻亚基的构象与性能都发生改变。是多亚基蛋白质分子首先通过部分构象变化的信息传递引起整个分子的构象变化使分子协同表现功能的过程。一般认为亚基的构象变化是有序的，是生物代谢所必需。

血红蛋白结构与功能变构效应如何进行？亚基的构象变化是顺序进行的当一个亚基发生构象变化后，通过亚基接触面的变化使另一亚基也发生构象变化从而功能也发生变化

血红蛋白结构与功能变构效应如何进行？

血红蛋白结构与功能血红蛋白的功能特性携带、传送氧气，表现为：1）氧亲和力的变化亲和力大时，与氧结合，携带氧分子。亲和力小时，放出氧分子，送氧。2）协同变构效应携带、传送氧气的能力。协同变构效应能力越强，功能越好。

血红蛋白结构与功能2，3—二磷酸甘油酸（BPG）对血红蛋白构象与氧亲和力的影响

血红蛋白结构与功能血红蛋白的功能特性BPG能降低血红蛋白的氧亲和力。为适应环境，血液中BPG含量会发生变化。缺氧（高原）环境，BPG含量会增加。酸碱度（H+浓度）及CO2浓度能影响血红蛋白分子的功能。H+、CO2能降低血红蛋白的氧亲和力。

H+、CO2和BPG等称为效应物。效应物还有许多一些盐类、磷浓度等。效应物通过与血红蛋白结合，改变蛋白质构象从而改变血红蛋白的氧亲和力。

血红蛋白结构与功能生物在长期进化过程中，由于基因变异或代谢上的原因等，血红蛋白的合成、结构等发生了变化，引起血红蛋白分子病地中海贫血症

血红蛋白分子病地中海贫血症引起的原因：主要为遗传1）基因表达障碍地贫2）基因缺失或突变血红蛋白分子病3）代谢上的问题？不明原因血红蛋白分子病地中海贫血症基因表达障碍LCR—特殊结构的DNA序列，起控制基因表达的作用β（α）珠蛋白基因簇表达血红蛋白亚基

LCR珠蛋白基因簇血红蛋白分子病地中海贫血症可能的情况：LCR缺陷或整个缺失，β基因不能表达表达中某一因子失常如β亚基表达量不够，多余的α亚基成为变性珠蛋白小体，破坏发育过程中的红细胞等等血红蛋白分子病地中海贫血症基因缺失或突变（基因能正常表达，但基因已变）主要表现为：点突变换了一个甚至二个氨基酸（注意有些是沉默突变）缺失丢失了一个甚至二个氨基酸血红蛋白分子病地中海贫血症镰刀型细胞贫血点突变β6（A3）Glu→Val血红蛋白分子病地中海贫血症镰刀型细胞血红蛋白可形成纤维状沉淀，压迫使细胞成镰刀型，不能通过毛细血管。镰刀型细胞破裂，限制血流。

免疫球蛋白G(IgG)抗体蛋白V可变区段C恒定区不同的抗体分子可变区段不同，即形成不同的构象，能与不同的抗原分子结合。

免疫球蛋白G(IgG)抗体蛋白结构特性1)四条多肽链二条重链、二条轻链之间通过二硫键与非共价键连接形成Y型的分子结构，分子量达150000左右。2)在每一条重链中有四个明显的结构域，在每一条轻链中有二个明显的结构域，在重、轻链的空间组成中形成更大的结构域，且其中还有许多Loop结构。3)在重链与轻链组成的构象中有抗原结合位点，此构象易变（因为都有可变区），适应性强。4）分子结构庞大的多样性。

免疫球蛋白G(IgG)抗体蛋白功能：能识别抗原并与之结合，使抗原固定失活。对抗原的作用是由于重链与轻链组成的构象所决定的。构象的可变性、含较多的Loop结构及极性基团使其很容易与抗原结合（识别）并使之失活。高度的特异性。功能特征：高度的特异性与庞大的多样性是抗体显著的特点

免疫球蛋白G(IgG)抗体蛋白IgG与抗原结合

免疫球蛋白G(IgG)抗体蛋白免疫球蛋白的分类IgA、IgM、IgD、IgE与IgG，IgG是最主要的抗体。不详细讨论。

五蛋白质的分离、纯化和表征蛋白质是带电荷的分子酸碱性（两性解离）。血液中的蛋白具有维持血液酸碱度平衡的作用

蛋白质的分离、纯化和表征蛋白质的相对分子质量及其测定蛋白质为生物大分子，一般呈胶体性质。分子量大的有数百万，一般球状功能蛋白质相对分子质量在二万到十万左右。蛋白质相对分子质量可通过凝胶过滤法、SDS等方法来测定大约数，用于定性。其实，测出一级结构就能准确知道分子量。

蛋白质的分离、纯化和表征凝胶过滤法测蛋白的大约分子量SDS法测蛋白的大约分子量

蛋白质的分离、纯化和表征

蛋白质的分离、纯化和表征SDS中，蛋白质分子移动的速度只与分子量有关。分子量越大，泳动速度越慢。

EQV=6πrηSDS与蛋白质结合使负电荷过量，电荷的多少（Q）不再成为因素，V只与r（颗粒半径）有关，即与蛋白质分子量有关。

蛋白质的沉淀、分离纯化胶体性及其稳定因素蛋白质水化膜水化膜与相同电荷

蛋白质的沉淀破坏水化膜使蛋白质变性的沉淀蛋白质构象破坏，水化膜破坏（有些蛋白质变性但有极性，暂不沉）1）重金属盐沉淀2）生物碱或酸沉淀3）加热变性沉淀等等

蛋白质的沉淀破坏水化膜不变性的沉淀1）盐析及盐析曲线2）有机溶剂沉淀上清液蛋白含量盐浓度（有机溶剂浓度）

蛋白质的分离纯化根据分子大小不同的纯化方法

1）透析蛋白质分子不能通过半透膜。利用半透膜将蛋白质与其它小分子如盐等分离的过程。

蛋白质扩散的原理化学势的大小。

蛋白质的分离纯化2）过滤与超滤利用分子滤膜把大分子的蛋白质与小分子的物质分开的过程，为过滤。有压力差（加快过滤速度）的过滤为超滤。利用离心力的过滤为离心过滤。

蛋白质的分离纯化3）凝胶过滤

蛋白质的分离纯化利用溶解度差别的纯化方法1）等电点沉淀（溶解度最小）2）盐析与分级盐析：一般用硫酸铵来进行。3）有机溶剂沉淀

蛋白质的分离纯化根据电荷不同的纯化方法电泳：SDS与PAGE

蛋白质的分离纯化电泳IEF（等电聚焦电泳）：两性电解质载体ampholine，为脂肪族多胺和多羧类的同系物，具不同的pI值，在电场作用下能自然形成pH梯度。IEF的特点是分辨率特别高。以凝胶作为载体能很好的分离纯化蛋白质。

蛋白质的分离纯化毛细管电泳原理：原理较简单，根据不同蛋白分子所带电荷的不同。

蛋白质的分离纯化离子交换层析（高压液相层析等包含了层析技术中许多原理）利用选择性吸附的纯化方法利用对配体的特异生物学亲和力的纯化方法由生物技术讲

蛋白质含量的测定经典的准确方法（国标）为凯氏定氮法（对纯品而言）常用的方法主要有：双缩尿比色法、紫外吸收法、Folin-酚试剂法等。（生化技术或实验课讲）BCA试剂盒（快速、微量的特点）

蛋白质纯度鉴定SDS等电泳法是蛋白质纯度鉴定常用的方法。很多蛋白、酶试剂等达到“电泳纯”。

蛋白质章节主要内容氨基酸1.写出氨基酸的简写符号和较简单氨基酸的分子结构。2.氨基酸分类的方法与意义。3.氨基酸二性解离性质及其判断。4.氨基酸吸收光谱特性和氨基酸之间成肽反应。5.概念解释：两性解离，等电点，氨基酸残基，氨基酸同分异构体。

蛋白质章节主要内容肽的概念、命名和较为简单的肽分子式的写法。肽单位结构的特点。牛胰岛素分子一级结构特点。保守氨基酸与进化树。蛋白质的二级结构是如何形成的？有哪些主要种类？各种结构的结构特点如何？蛋白质分子中的共价键和次级键。如何理解超二级结构和结构域。如何理解三级结构与二级结构、结构域的关系？

蛋白质章节主要内容9.

正确理解构象与构型的区别、构象变化及其与环境的关系。10.

说明分子结构特点对蛋白质构象形成的作用。11.

蛋白质四级结构涉及的主要内容有哪些？12.

亚基之间的关系如何？四级结构的出现有何意义？13.

肌红蛋白、血红蛋白的结构特点与功能。14.

如何理解蛋白质部分与辅基的关系？15.

地中海贫血症是怎么一回事？16.免疫球蛋白G(IgG)的结构特点和功能如何？17.

蛋白的胶体性质、水化膜与盐析是什么？

蛋白质章节主要内容18.你知道电泳和透析吗？19.

概念解释：蛋白质一、二、三、四级结构，二硫键，肽，肽单位（酰胺平面），肽键，两面角，次级键，超二级结构，结构域，主链骨架，蛋白质螺旋结构和折叠结构，结构单元，功能单元，构象与构型，结合蛋白，同源蛋白，进化树，凝血酶，级联放大，蛋白质变性与复性，亚基与单体，血红素，血红蛋白及其分子病，变构效应，蛋白质胶体性质，盐析和透析。等

第二章酶定义：

酶是什么？天然酶生物体产生的具生物催化作用的有机大分子。绝大多数为蛋白质。

一酶的催化特性

高效性专一性条件温和（易失活）受到调控

酶的化学组成（结构）

（蛋白质型酶类）

结合基团接触残基活性部位催化基团必需AA残基非接触残基酶蛋白结构残基全酶非贡献AA残基辅助因子（辅基或辅酶）

酶的一些名词单体酶由一条多肽链构成的蛋白质作为酶，或由一个共价单位的肽链组成的蛋白质作为酶。寡聚酶由两个或两个以上亚基构成的酶。多酶复合体由几种酶靠非共价键彼此聚合在一起构成的超分子。

酶的一些名词同工酶催化相同化学反应的不同分子形式的一组酶。抗体酶具有生物催化作用的抗体。别构酶能通过分子构象的变化来影响催化活性的酶，是寡聚酶。酶原酶的无催化活性的前体。

二酶的命名和分类酶的命名原则：惯用名与系统名惯用名按催化反应的性质及类型或按催化的底物来命名。系统名按国际规则命名（查书，复杂，可不用记，其实，与有机化学命名法几乎一样）

酶的命名和分类酶的分类：据催化反应的类型分成六大类1）氧化还原酶类催化的反应都伴有电子（质子）的得与失。即催化氧化还原反应的酶。有二类氧化酶与脱氢酶。氧化酶起作用时都有O2参与，脱氢酶起作用时都有H+的转移。

葡萄糖氧化酶葡萄糖+O2CO2+H2O+能量

酶的命名和分类CH3CH2OHCH3CHO+2H+

醇脱H酶2）转移酶类催化不同分子间某种基团的交换或转移。如转氨酶等。3）水解酶类利用水催化分子共价键断裂的酶。（水解反应，必然有水分子参与）蔗糖果糖+葡萄糖

蔗糖酶+H2O

酶的命名和分类4）裂解（合）酶类催化底物移去一个基团而形成双键（使共价键裂解）的反应或其逆反应。反应通式：A▪BA+B5）异构酶类催化同分异构体相互转化的酶。葡萄糖果糖

异构酶

6）连接酶类（合成酶）催化与ATP分解相偶联的二分子化合成一分子的反应的酶。（必然有ATP参加）反应通式：A+B+ATPC+ADP+Pi目前，所有已发现的酶都属这些种类。酶的编号：EC2.1.1.2可查书，知道是什么酶，起什么作用等。

酶的命名和分类

三酶的专一性定义：酶对底物的选择性，为专一性。或：酶只催化一种或一类反应的特性，为酶的专一性。

结构专一性专一性立体异构专一性

结构专一性：酶对底物的结构有一定的要求。如对底物的要求极其严格，只作用于一种底物（结构），叫绝对专一性。相对的，能作用的底物（结构）不只一种的，为相对专一性。相对专一性可分为键专一性和基团专一性。键专一性酶所作用的底物只要求有某化学键。如脂酶只要求RCOOR’（脂键）。基团专一性酶所作用的底物不仅要求有某化学键，而且对键的某一端的基团也有要求。如α-D-葡萄糖苷酶不但要求α-糖苷键，并且要求α-糖苷键的一端必须有葡萄糖残基。

酶的专一性

酶的专一性立体异构专一性：当底物具有立体异构体时，酶只能作用其中的一种，这种专一性为立体异构专一性。一般分为旋光异构专一性和几何（顺反）异构专一性。如L氨基酸氧化酶，只作用于L构型的氨基酸。等等。

酶为何具有专一性？锁和钥匙学说与诱导契合学说

诱导契合学说

诱导契合学说酶与底物结合时构象的变化

诱导契合学说诱导契合在酶与底物结合过程中，由于底物等的诱导使酶的构象发生变化，使底物与酶相互适合而结合，叫之。本质是功能蛋白在起作用时必然发生构象的变化。

酶为何具有专一性？酶具有一个活性中心，其决定了酶对底物具有严格的选择性，即专一性。1）活性中心空间的大小、形状决定了对底物有选择性。2）活性中心功能基团的空间排布决定了对底物有选择性。（结合基团、催化基团的位置）3)活性中心功能基团的种类决定了对底物有选择性。

四酶作用机制酶的活性中心：酶分子中直接与底物结合并起反应的特异性部位。其结构上起码有这些特点：1）活性中心仅占整个酶分子的一小部分，往往处于酶分子表面凹穴处，是一个典型的结构域。2）活性中心中催化基团与结合基团在立体结构中靠近且有序排列，虽然在一级结构上它们可能会离得很远。

酶作用机制酶的活性中心：3）活性中心有一定的立体构象，即有一定的几何形状、一定的大小。4）构象不是刚性的，而是“柔软”性的。当与底物接触时，构象可发生一定的变化。5）活性中心与底物分子结合时，有弱化学键的形成。由于酶是生物催化剂，其活性中心的结构特点决定了酶催化反应具有其独特的性质。

酶作用机制酶催化反应具有其独特的性质1）催化的反应类型有各种各样，这是由酶分子结构的多样性所决定的。2）起结合和催化作用主要是由功能氨基酸的R基团作为媒介，辅助因子的参与使催化反应速度更快、反应类型更多。3）酶的最适pH范围通常较小。4）过渡态形成的过程有各种方式，机理复杂但使各种类型的反应都可能发生。

酶催化机制邻近效应与定向效应：邻近效应是指由于过渡态的形成使底物间（双分子）或底物与催化基团在活性中心中靠近定位，反应的有效浓度大大增加的效应。定向效应则是由于过渡态的形成使底物在活性中心中定向排列，敏感部位与催化基团接近的效应。

二者同时发生，内容相互包含（区别似乎不大）。邻近效应与定向效应的结果使底物与酶形成弱化学键，底物处于化学力之中，极易发生变化。

酶催化机制底物形变：过渡态的形成，由于活性中心构象的变化，引起底物分子发生形变或扭曲的效应。其结果使底物极易变化（活化能大大降低）。此过程是一个互动的过程，能量的提供由酶蛋白发生构象变化来提供。

酶催化机制酸碱催化：活性中心中的一些基团可提供质子或接受质子后与底物分子发生作用，从而诱导底物变化的效应。

酶催化机制酸碱催化

酶催化机制共价催化：活性中心中某些基团能起亲核或亲电剂作用，与底物形成不稳定的共价键，降低反应的活化能使底物发生变化的效应。亲核催化共价催化亲电催化亲核催化有未共用电子对的基团对具部分正电荷原子的攻击。亲电催化具部分正电性的基团对带负电性原子的攻击。

酶催化机制金属离子催化：酶分子利用辅基金属离子的活泼性对底物产生作用使底物发生变化的效应。通过金属离子催化的机制较复杂，发生物质间电子转移是最常见的机理。含金属离子的酶数量较多，在生物化学中相当重要。特别是催化氧化还原反应的酶基本上都是利用金属离子。

酶催化机制微环境作用与催化协同效应：实验证实，在疏水环境中，上述的各催化作用效果更强。所以，活性中心是一个疏水区域，这就是微（局部）环境的影响作用。在具体的一个酶催化反应中，往往是数个机制同时起作用，使催化效果更强，这就是催化协同效应。

酶催化机制酶为何具有极高的催化效率？

酶催化机制酶为何具有极高的催化效率？

五酶活力及其测定酶催化一定化学反应的能力为酶的活力。酶活力的大小，以一定条件下该酶所催化的某一化学反应的速度来表示。这个速度可用一定时间内底物的减少或产物的增加的量来表示，但常用产物的增加的量来表示为好。最好以初速度来表示。

酶活力及其测定掉头发与长头发产物增加（由零开始）底物减少（由多变少）

酶活力及其测定酶活力单位：在特定条件下，使反应达到某一速度时所需的酶量。国际单位：在25℃下1分钟内能转化1微摩尔底物所需的酶量，为1活力单位（国际单位IU）。（数值很小）新的国际单位Katal（Kat）：1秒钟内转化1摩尔底物所需的酶量（数值大）1Kat=6×107IU=60×106IU

酶活力及其测定酶的比活力：酶质量的表达

单位重量酶制剂所含的酶活力单位数。或每mg（g）酶蛋白中所含的酶活力单位数（国际单位）。如IU/g，Kat/g，Kat/ml等等。其实比活力就是表示活性酶的纯度，数值越大，纯度越好。酶活力的灵活表达（特别在科研中）

O.D.值/分,mg蛋白产物mg数/分,g样品自定单位数/ml酶液等等。相同条件就能比较。比活力与活力单位互为倒数。

酶活力及其测定酶活力的测定方法1）测定单位时间内，酶起作用使底物减少的量或使产物增加的量。2）测定一定量的酶制剂完成一定量化学反应所需要的时间。

前者常用。具体测定方法有各种各样，据具体情况而定，但方法必须具有科学性。酶的分离纯化与蛋白质的分离纯化基本一样（因为绝大多数酶是蛋白质）。

六酶促反应动力学定义：研究环境因素如何影响反应速度，为动力学。研究环境因素与酶催化反应能力的关系，就是酶促反应动力学。简单来说，研究与酶催化能力相关的因素为酶动力学。

酶促反应动力学关于反应速度（率）用一定时间内底物的减少或产物的增加的量来表示，但常用产物的增加的量来表示。速度（单位时间内产物增加的量）与反应物（底物）的浓度有关，在酶促反应中，一般将速度与反应物浓度的一次方成正比的称为一级反应，速度与反应物浓度的二次方成正比的称为二级反应。酶催化反应中，主要与酶的性质有关，属于什么级的反应，要从实验结果（反应过程的表现）来说明。

酶促反应动力学一级反应二级反应如速度与底物浓度无关则为零级反应。

酶促反应动力学底物浓度与酶促反应速度的关系按照过渡态学说S+EESP+E底物浓度低时，所有底物都能与酶活性中心结合，底物浓度与反应速度成正比，为直线关系。为一级反应。底物浓度与酶促反应速度的关系当底物浓度增高到一定程度，瞬间酶活性中心不能与底物全部结合（中心已结合满了），底物浓度与反应速度成正比，但不再是直线关系。呈混合级反应。当底物浓度增高到很大时，酶活性中心早已饱和，反应速率并不随底物浓度的增大而加大，速度保持不变。为零级反应。

酶促反应动力学

酶促反应动力学底物浓度与酶促反应速度的关系

酶促反应动力学米氏方程底物浓度与酶促反应速度的关系。Michaelis和Menten根据过渡态理论，在假设

K1K2E+SESE+P下，导出：

K3米氏方程图酶活力与底物浓度的关系

酶促反应动力学

酶促反应动力学在米氏方程中,Km为米氏常数，且

Km=Km的特性：1）为一定值。不同的酶具有不同的Km。即使同一种酶，催化的底物不同，其Km也不同。是酶的特征常数，可用来鉴别酶。

酶促反应动力学Km的特性：2）Km可表示酶与底物的亲和力。Km大，亲和力小，反之亦然。3）当V=1/2Vmax时，代入米氏方程得：

Vmax[S]1/2Vmax=[S]+Km2Vmax[S]=Vmax([S]+Km),2[S]=[S]+Km移项得：Km=[S]。可见，米氏常数为酶促反应速度达到最大速度一半时的底物浓度。

酶促反应动力学Km的重要意义（应用）1）鉴别酶2）通过Km判断酶的专一性与天然底物在同一酶不同底物的反应中，Km最小的为亲和力最好，为天然底物。3）若知Km，可计算某一底物浓度时其反应速度相当于最大反应速度的百分率，利于在实践中可掌握酶促反应的情况（如是否还需要加底物等）。

酶促反应动力学Km的重要意义（应用）4）由Km帮助推断某一代谢反应的方向和途经等等。所以，Km相当重要，有必要求Km。如何求？1）双倒数作图法两边倒数：1[S]+Km[S]Km1KmVVmax[S]Vmax[S]Vmax[S]VmaxVmax[S]Km的求法双倒数作图法与方程式y=ax+b（直线方程）一样，此时，

1

1y=x=

V

[S]Km的求法命一组[S]，得一组V（实验室测出），计算出一组x与y，在坐标图上作图为一直线。

1当y=0时，x轴上的截矩=

S

Km的求法

1当X=0时，y=b=

Vmax通过直线法求Km还有其他方法，它们都基于：1）米氏方程的运用2）实验数据V与[S]

V如应用V与作图（Eadie-Hofstee作图法）等

[S]Km的求法由于米氏方程的假设对于许多酶催化反应可能并不是真实的反映，且实验室测定V和[S]也较难得出很准确的数据，所以，对于一些酶的Km还较难得出，或得出的数据是大约数。一般在实验室测定Km并不是那么准确。

酶的抑制作用酶的失活即变性，由于变性而使酶活力丧失的现象。也有称“钝化”，如加热使酶钝化。凡使酶活力下降或丧失，但并不引起酶分子变性的作用为酶的抑制作用。引起酶抑制作用的物质为抑制剂。为什么会发生抑制作用？抑制剂与酶分子发生了结合，使酶的功能发生了变化。这样，酶的抑制作用就有可逆抑制和不可逆抑制作用。

酶的抑制作用不可逆抑制作用：抑制剂与酶分子中的某些基团以共价键结合使酶活力丧失，抑制剂很难去掉，为不可逆抑制作用。许多杀虫剂、农药等就是酶的不可逆抑制剂。在这样的体系中，只有加大酶量至大于抑制剂，才有酶活力的表现。可逆抑制作用：抑制剂与酶分子以非共价键结合引起酶活力下降或丧失，抑制剂较容易去掉，其与酶的结合是可逆的，为可逆抑制作用。

酶的抑制作用可逆抑制与不可逆抑制作用的简单判断法(E酶浓度）

可逆抑制不可逆抑制

酶的抑制作用可逆抑制作用一般可分为三种类型：竞争性抑制非竞争性抑制反竞争性抑制抑制率可用抑制前后酶活力的比值来表示。

酶的抑制作用1）竞争性抑制

酶的抑制作用竞争性抑制的特点：●底物与抑制剂结构类似。●底物与抑制剂竞争酶的活性中心。底物和抑制剂都能与酶的活性中心结合，这是竞争性抑制的实质。●抑制剂与酶的结合物不能形成产物。●增加底物的量可使抑制减弱增加底物的竞争力。由于底物与抑制剂结构类似，一般很难将它们分开。

酶的抑制作用2）非竞争性抑制

酶的抑制作用非竞争性抑制的特点：●底物与抑制剂结构一般差别大。●底物、抑制剂与酶的不同部位结合。●抑制剂、底物能同时与酶结合。●增加底物的量不能使抑制减弱。由于底物与抑制剂差别大，可通过一定方法将它们分开，从而去除抑制剂。

酶的抑制作用3）反竞争性抑制

酶的抑制作用反竞争性抑制的特点：反竞争性抑制的发生必须是在酶与底物结合后。如果酶不与底物结合，抑制剂也不会与酶结合，即：底物与酶的结合诱导了抑制剂与酶的结合。

酶的抑制作用不同类型的抑制作用的直线表现：按有抑制剂存在时，不同类型的抑制作用下同样可导出米氏方程，由双倒数法作图求出不同抑制剂浓度下的直线。酶的抑制作用不同类型的

抑制作用的直线表现

酶的抑制作用Km变大，Vman不变竞争性抑制

酶的抑制作用Km不变，Vmax变小非竞争性抑制

酶的抑制作用Km变小，Vmax变小反竞争性抑制

酶的抑制作用一些重要的酶的抑制剂▲不可逆抑制剂：有毒物质，如有机磷、重金属、氰化物、硫化物等，都是活泼的物质，极易与酶发生共价结合。▲可逆抑制剂：一般要针对具体的酶来说。它是该酶的底物类似物，能与酶结合，又可与酶分离等。专一性较强。这是新药开发的一个出发点，具有很大的研究空间。

酶促反应动力学温度对酶促反应的影响酶促反应的最适温度：在一定条件下，使酶反应速度达到最大时的温度，为该酶最适温度。最适温度一般是一个范围。较低温度时，酶分子活泼度低，酶活力低。随着温度的升高，酶反应速度加快，到达最适温度。继续升温，酶反应速度下降直至酶失活。（所谓的双重性：加温可使酶活力变大或变小直至失活）

所谓“温度动力学”温度低时，能量低，蛋白分子不活泼，构象变化不敏感，活性“沉默”或较低。温度升高，多肽链运动性增加，分子活泼度正常。温度继续升高，分子中常规的非共价相互作用失常，构象扰动而失活。热使蛋白分子结构伸展，疏水基团暴露，发生蛋白质聚合。

酶促反应动力学温度对酶促反应的影响表现为：

酶促反应动力学温度对酶反应影响的双重性及其在实践中的应用举例：茶叶加工中温度的控制（绿茶、红茶、花茶的窨制等）。绿叶蔬菜的烹制。酒曲的制备。等

酶促反应动力学酸碱度对酶促反应的影响最适pH（最适酸碱度）：在一定条件下，使酶反应速度达到最大时的pH，为该酶最适pH。最适pH一般也是一个范围。

酶促反应动力学为什么pH对酶活力会产生影响？对酶分子本身的影响。过酸或过碱会使酶蛋白构象破坏，使酶失活。虽然酶构象没被破坏，但在不适pH时，可能使酶分子结构有所变化或使活性中心发生变化，活力下降。对底物分子的作用。如影响底物的解离状态，从而影响底物与酶的结合等。即使没有影响酶分子的结构，但对酶分子中的功能基团的解离状态产生影响，使酶活力发生变化。

酶促反应动力学激活剂对酶促反应的影响激活剂凡是能提高酶活力的物质都为酶激活剂。可能的激活机理：激活剂的结合（1）使酶活性中心的活性基团活化。（2）作为辅助成分参与组成酶活性中心等。（3）对于别构酶，通过变构效应提高酶活力。

七酶活性的调控（节）别构调控：相当于变构效应。效应物与酶发生非共价结合，使酶分子发生构象变化从而改变酶活力的现象。别构酶都为寡聚酶（含二个亚基以上）。

酶活性的调控别构调控亚基构象的变化，引起酶活力变化

酶活性的调控别构调控亚基变化模型现提出有二种：协同模型与序变模型。以序变模型更被人们接受。

酶活性的调控酶原的激活：处于一定条件下，酶原在酶等催化因子作用下变成有活性的酶的过程。激活过程一般是酶活性中心形成或暴露的过程，构型发生了变化。

酶原激活举例很多蛋白酶以酶原的形式存在。体内有一些酶也以酶原的形式存在，凝血酶是最典型的一个例子。

酶活性的调控酶的可逆共价修饰一些酶由其它酶催化使肽链上某些基团发生可逆共价修饰变化等，引起酶活性发生变化的现象，为酶的可逆共价修饰作用。这些酶为共价调节酶。

酶活性的调控酶的可逆共价修饰其实，很多这类酶是先共价修饰，后别构调控。最常见的例子：ATP参与激酶的活力调控一般来说，激酶表现活力时都需要ATP参与，同时需要Mg2+。蛋白质（酶）磷酸化是生物体中一种常发生的生化过程，与多种生理过程相关。（磷酸化机理是研究热门）

酶活性的调控这里所述的是酶分子本身的变化引起活力的变化（调控），与机体内对酶活力的调控方式或行为是指不同的概念。如反馈抑制调控等。

八核（酸）酶与抗体酶核酶具有生物催化功能的核酸或核酸—蛋白复合物。一般作用的底物是核酸。分类：剪切型核酶从功能上分剪接型核酶

核酶分类

单纯核酸从结构上分核酸—蛋白复合物

核酶核酶的功能表现：剪切型核酶：相当于核酸内切酶，对自身或异体RNA进行切割。剪接型核酶：具有核酸内切酶和连接酶两种活性，对mRNA进行切割和拼接。能对mRNA前体进行加工。

核酶结构与功能特性：结构相对简单，只有蛋白质-RNA复合体的结构稍为复杂。功能表现也简单切割RNA，或切割自身与拼接。

抗体酶定义：抗体酶催化抗体。具有生物催化作用的抗体。一般特点：首先是抗体，即有高度特异性，专一性特强。这是主要的方面（作为抗体为主）。催化效率一般比起天然酶来说要低得多。

九同工酶简介同工酶定义（已讲）：催化相同化学反应的不同分子形式的一组酶。同工酶的特性：1）催化相同化学反应的一组酶，它们在整个分子结构上不同。2）各酶的活性中心在结构上有类同之处。

同工酶同工酶的特性：

3）分子结构上的不同有二种表现：一是一级结