《動(dòng)物生物化學(xué)》本科教學(xué)PPT課件,動(dòng)物生物化學(xué),動(dòng)物,生物化學(xué),本科,教學(xué),PPT,課件 第 四 章酶概述酶的命名與分類(lèi)酶的組成與輔酶酶結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系酶的作用機(jī)理酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)幾種重要的酶類(lèi)酶的分離純化和活力測(cè)定重點(diǎn)與難點(diǎn)1.掌握酶的生物催化劑特點(diǎn)、化學(xué)本質(zhì)、分類(lèi)等.2.掌握維生素作為輔酶的形式及功能.3.掌握酶的活性部位、酶原激活等概念.4.掌握酶的作用機(jī)理,催化反應(yīng)高效性的因素.5.掌握各種影響酶促反應(yīng)速度的因素,重點(diǎn)掌握底物濃度及抑制劑對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響.6.了解變構(gòu)酶等幾種重要酶的特點(diǎn).7.了解酶分離純化及活力測(cè)定的基本原則.第一節(jié)、概述酶的定義 酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化功能的生物大分子，亦稱(chēng)生物催化劑。酶催化的生物化學(xué)反應(yīng)，稱(chēng)為酶促反應(yīng)。在酶的催化下發(fā)生化學(xué)變化的物質(zhì)（反應(yīng)物），稱(chēng)為底物。與一般催化劑的相同點(diǎn)：1.反應(yīng)前后質(zhì)與量不變，且用量少。2.縮短到達(dá)平衡的時(shí)間，不改變平衡點(diǎn)。3.只能催化本來(lái)進(jìn)行的反應(yīng)。4.降低反應(yīng)所需活化能。一、酶是生物催化劑與一般催化劑的不同點(diǎn)：1.高效性 比一般催化劑高1061013倍。2.專(zhuān)一性 酶對(duì)催化的反應(yīng)和反應(yīng)物有嚴(yán)格的選擇性。3.不穩(wěn)定性（易失活）引起蛋白質(zhì)變性的因素都能使酶失活。4.活性能調(diào)節(jié)控制 通過(guò)多種方式調(diào)節(jié)酶活性的大小5.常需要輔助因子 許多酶分子中需要小分子有機(jī)物、金屬離子等參與催化作用。酶的化學(xué)本質(zhì)除有催化活性的RNA之外幾乎都是蛋白質(zhì)。絕大多數(shù)酶都是蛋白質(zhì)。1983年發(fā)現(xiàn)某些RNA分子具有催化活性，對(duì)有催化活性的RNA稱(chēng)為核酶。二、酶的化學(xué)本質(zhì)1926年美國(guó)Sumner脲酶的結(jié)晶，并指出酶是蛋白質(zhì)。1930年Northrop等得到了胃蛋白酶、胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶的結(jié)晶，并進(jìn)一步證明了酶是蛋白質(zhì)。J.B.SumnerJ.H.Northrop 20世紀(jì)80年代發(fā)現(xiàn)某些RNA有催化活性，還有一些抗體也有催化活性，甚至有些DNA也有催化活性，使酶是蛋白質(zhì)的傳統(tǒng)概念受到很大沖擊。1982年美國(guó)T.Cech等人發(fā)現(xiàn)四膜蟲(chóng)的rRNA前體能在完全沒(méi)有蛋白質(zhì)的情況下進(jìn)行自我加工，發(fā)現(xiàn)RNA有催化活性。ThomasCechUniversityofColoradoatBoulder,USA1983年美國(guó)S.Altman等研究RNaseP（由20%蛋白質(zhì)和80%的RNA組成），發(fā)現(xiàn)RNaseP中的RNA可催化E.colitRNA的前體加工。SidneyAltmanYaleUniversityNewHaven,CT,USA第二節(jié) 酶的命名與分類(lèi)一、國(guó)際系統(tǒng)命名法命名原則：明確標(biāo)明酶的底物及催化反應(yīng)性質(zhì)國(guó)際酶學(xué)委員會(huì)建議雙名法：系統(tǒng)名稱(chēng)習(xí)慣名稱(chēng)例如：乳酸脫氫酶L-乳酸NAD+丙酮酸NADHH+系統(tǒng)名稱(chēng)：L-乳酸：NAD+氧化還原酶習(xí)慣名稱(chēng)：乳酸脫氫酶根據(jù) 作用底物（S）：淀粉酶 蛋白酶 反應(yīng)性質(zhì) ：脫氫酶 轉(zhuǎn)氨酶 兩者結(jié)合 ：乳酸脫氫酶 谷丙轉(zhuǎn)氨酶 來(lái)源 ：胃蛋白酶 木瓜蛋白酶 習(xí)慣命名法 由于國(guó)際系統(tǒng)命名法名稱(chēng)有時(shí)太長(zhǎng)，使用不方便，目前仍較多使用習(xí)慣名稱(chēng)。習(xí)慣名稱(chēng)的弊端是一酶多名，多酶同名，反應(yīng)性質(zhì)不明確。二、酶的分類(lèi)及編號(hào) 根據(jù)國(guó)際生化協(xié)會(huì)酶命名委員會(huì)的規(guī)定，每一個(gè)酶都用四個(gè)打點(diǎn)隔開(kāi)的數(shù)字編號(hào)，編號(hào)前冠以EC（酶學(xué)委員會(huì)縮寫(xiě)），四個(gè)數(shù)字依次表示該酶應(yīng)屬的大類(lèi)、亞類(lèi)、亞亞類(lèi)及酶的順序號(hào)，這種編碼一種酶的四個(gè)數(shù)字即是酶的標(biāo)碼。第三節(jié) 酶的組成與輔酶一、酶的組成1.單純蛋白酶類(lèi)：只是由氨基酸組成，此外不含其他成分，其活性?xún)H僅決定于它的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。根據(jù)組成可將酶分為單純蛋白酶和結(jié)合蛋白酶，根據(jù)酶蛋白結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，又可將酶分為單體酶、寡聚酶、多酶體系等。2.結(jié)合蛋白酶類(lèi)：由蛋白質(zhì)和金屬離子或小分子有機(jī)物等非蛋白成分組成的酶。這些酶其蛋白質(zhì)部分稱(chēng)之為酶蛋白，非蛋白質(zhì)部分稱(chēng)為輔因子（或輔助因子）。酶蛋白與輔因子單獨(dú)存在時(shí)，均無(wú)催化活力，或活性很弱，結(jié)合在一起組成全酶后，才表現(xiàn)有明顯的催化作用。全酶酶蛋白 +輔助因子（金屬離子、輔酶、輔基）（有活性）（無(wú)活性）（無(wú)活性）輔酶、輔基往往是由維生素參與形成的小分子有機(jī)物。3.單體酶：一條多肽鏈組成的酶，種類(lèi)較少，多是催化水解反應(yīng)的酶。分子量 1.3萬(wàn)3.5萬(wàn)。4.寡聚酶：由兩個(gè)或兩個(gè)以上的亞基組成的酶，分子量3.5萬(wàn)幾百萬(wàn)。相當(dāng)數(shù)量的寡聚酶是調(diào)節(jié)酶。5.多酶復(fù)合物：功能相關(guān)的幾個(gè)酶靠非共價(jià)鍵彼此嵌合而成的聚合體，所有反應(yīng)依次連接，有利于一系列反應(yīng)的連續(xù)進(jìn)行。分子量幾百萬(wàn)以上。二、輔助因子 結(jié)合蛋白酶的輔助因子主要由金屬離子和維生素等小分子有機(jī)化合物組成。（一）金屬離子一）金屬離子作用：1.活性中心的組成成分；2.在酶與底物之間起作用；3.穩(wěn)定結(jié)構(gòu)分類(lèi)1.金屬酶：酶蛋白與金屬離子結(jié)合緊密。主要是一些過(guò)渡金屬離子。2.金屬激酶：金屬離子與酶的結(jié)合一般較松散。在溶液中，酶與這類(lèi)離子結(jié)合而被激活。主要是一些堿金屬離子或堿土金屬離子。金屬酶中的金屬離子與配體金屬酶中的金屬離子與配體l金屬離子金屬離子 配體配體 酶或蛋白酶或蛋白lMnMn2 2 咪唑咪唑 丙酮酸脫氫酶丙酮酸脫氫酶lFeFe2+2+/Fe/Fe3+3+卟啉環(huán)，咪唑，卟啉環(huán)，咪唑，血紅素，血紅素，含硫配體含硫配體 氧化氧化-還原酶，還原酶，過(guò)氧化氫酶過(guò)氧化氫酶lCuCu+/Cu/Cu2+2+咪唑，酰胺咪唑，酰胺 細(xì)胞色素氧化酶細(xì)胞色素氧化酶lCoCo2+2+卟啉環(huán)卟啉環(huán) 變位酶變位酶lZnZn2+2+-NH -NH3 3，咪唑，（咪唑，（-RSRS）2 2 碳酸酐酶，醇脫氫酶碳酸酐酶，醇脫氫酶lPbPb2 2 -SH d-SH d-氨基氨基-g-g-酮戊二酸脫水酶酮戊二酸脫水酶lNiNi2 2 -SH -SH 尿酶尿酶（二）輔酶、輔基根據(jù)它們與蛋白質(zhì)結(jié)合的松緊程度不同分：1.輔酶：指與酶蛋白結(jié)合比較松弛的小分子有機(jī)物質(zhì)，通過(guò)透析方法可以除去。如：輔酶 和輔酶 等。2.輔基：是以共價(jià)鍵和酶蛋白結(jié)合，結(jié)合的較緊密，不能通過(guò)透析法除去，需要經(jīng)過(guò)一定的化學(xué)處理才能與酶蛋白分開(kāi)。如：細(xì)胞色素氧化酶中的鐵卟啉等l輔酶在催化反應(yīng)過(guò)程中，直接參加了反應(yīng)。l每一種輔酶都具有特殊的功能，可以特定地催化某一類(lèi)型的反應(yīng)。l同一種輔酶可以和多種不同的酶蛋白結(jié)合形成不同的全酶。l一般來(lái)說(shuō)，全酶中的輔酶決定了酶所催化的類(lèi)型（反應(yīng)專(zhuān)一性），而酶蛋白則決定了所催化的底物類(lèi)型（底物專(zhuān)一性）。輔酶在酶促反應(yīng)中的作用特點(diǎn)輔酶在酶促反應(yīng)中的作用特點(diǎn)維生素：是維持機(jī)體生命活動(dòng)不可缺少的一類(lèi)小分子化合物，它既不是生物體構(gòu)成成分，也不是能量物質(zhì)，之所以對(duì)生命活動(dòng)如此重要，是因?yàn)榫S生素是輔酶或輔基的組成成分，參與體內(nèi)代謝過(guò)程。維生素的特點(diǎn):1、種類(lèi)多 2、需要量少 3、常常需要從食物中獲得 4、大部分充當(dāng)輔酶 三、維生素與輔酶脂溶性維生素：ADEK維生素硫辛酸（氧化型）水溶性維生素：VcVB:B1B2B3（泛酸）B5(PP)B12（氰鈷胺素）B6（吡哆醇/醛/胺）B7(生物素）B11（葉酸)硫辛酸（還原型）1、維生素B1硫胺（素）（抗神經(jīng)炎V、抗腳氣病V）NH2H3CCH2NCCH3HCCCH2CH2OHSClPP硫胺素硫胺素（B1）分布：在米糠、麥麩、黃豆、酵母、瘦肉等食物中含量最豐富。焦磷酸硫胺素焦磷酸硫胺素（TPP）功能：以輔酶方式參加糖的分解代謝。TPP是脫羧酶、脫氫酶的輔酶。缺乏癥：1.腳氣病 2.中樞神經(jīng)和腸胃患糖代謝失常2、維生素B2（又稱(chēng)核黃素）1、維生素B2的生理功能：是作為遞氫輔酶，參與生物氧化作用。2、維生素B2每人每天需要量：兒童0.6mg，成人1.6mg。動(dòng)物體內(nèi)不能合成維生素B2。過(guò)量則排出。3、膳食中長(zhǎng)期缺乏：口角炎、舌炎、唇炎、眼瞼炎，角膜血管增生等癥狀。4、分布：廣泛存在于動(dòng)、植物中。在酵母、肝腎、蛋黃、奶及大豆中含量豐富。核黃素的衍生物:FMN黃素單核苷酸FAD黃素腺嘌呤二核苷酸氧化還原酶的輔基（傳遞電子和質(zhì)子）3泛酸（VB3）（遍多酸）1、結(jié)構(gòu)：是-丙氨酸與,-二羥-，-二甲基丁酸結(jié)合而成的化合物。2、泛酸的生物功能：是以CoA形式參加代謝，是?；妮d體，是體內(nèi)?；傅妮o酶，對(duì)糖、脂、蛋白質(zhì)代謝過(guò)程中的乙?；D(zhuǎn)移有重要作用。3、成人每天需要量為510mg，一般膳食的泛酸含量豐富。未發(fā)現(xiàn)典型的缺乏癥。4.維生素PP（VB5）（抗癩皮病V）包括尼克酸（煙酸）和尼克酰胺。尼克酰胺為維生素B5的化學(xué)名NCOOHNCONH2 尼克酸尼克酸 尼克酰胺尼克酰胺分布：廣泛存在于自然界，以酵母、花生、谷類(lèi)、豆類(lèi)、肉類(lèi)和動(dòng)物肝中含量豐富。功能：以NAD+或NADP+形式作為脫氫酶的輔酶而起到遞氫體的作用。NCONH2RNCONH2RHH+2H-2HNAD(P)+2H-2HNAD(P)H+H+缺乏癥：膳食中長(zhǎng)期缺乏維生素PP所引起的疾病為對(duì)稱(chēng)性皮炎，又叫賴(lài)皮病。在狗生黑舌病。Trp可轉(zhuǎn)變?yōu)槟峥缩０?，以玉米為主食易患缺乏癥。NAD煙酰胺腺嘌呤二核苷酸NADP-煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸5.維生素B6維生素B6又稱(chēng)吡哆素 包括吡哆醇、吡哆醛、吡哆胺。NCH2OHCH2OHHOH3CNCH2OHCHOHOH3CNCH2OHCH2NH2HOH3C 吡哆醇吡哆醇 吡哆醛吡哆醛 吡哆胺吡哆胺NCH2OCHOHOH3CP（磷酸吡哆醛，（磷酸吡哆醛，PLPPLP）功能：作為輔酶參加多種代謝反應(yīng)，包括脫羧、轉(zhuǎn)氨、氨基酸內(nèi)消旋、Trp代謝、含硫氨基酸的脫硫、羥基氨基酸的代謝和氨基酸的脫水等。缺乏癥：導(dǎo)致皮膚、中樞神經(jīng)系統(tǒng)和造血機(jī)構(gòu)的損害，可以引發(fā)皮炎。分布：動(dòng)植物中分布很廣，谷類(lèi)外皮含量尤為豐富。同時(shí)腸道細(xì)菌也能合成供人體需要6.生物素（VB7）（為含硫維生素）功能：生物素是多種羧化酶的輔酶，在CO2固定反應(yīng)中起重要作用。缺乏癥：人體一般不會(huì)發(fā)生生物素缺乏。人類(lèi)缺少生物素可能導(dǎo)致皮炎、肌肉疼痛、感覺(jué)過(guò)敏、怠倦、厭食、輕度貧血等。分布：肝、腎、蛋黃、酵母、蔬菜和谷類(lèi)中都含有。同時(shí)腸道細(xì)菌也能合成供人體需要l生物素是羧化酶的輔酶，它本身就是一種B族維生素B7。生物素的功能是作為生物素的功能是作為CO2的遞體，在生物合成中的遞體，在生物合成中起傳遞和固定起傳遞和固定CO2的作用。的作用。7.葉酸（VB11）由蝶呤啶、對(duì)氨基苯甲酸與L-谷氨酸連接而成 葉酸的5、6、7、8位置，在NADPH2存在下，可被還原成四氫葉酸（FH4或THFA）。四氫葉酸的N5 和N10位可與多種一碳單位結(jié)合作為它們的載體。功能：THFA是轉(zhuǎn)一碳基團(tuán)酶系的輔酶。缺乏癥：葉酸缺乏時(shí)，紅細(xì)胞的發(fā)育受到影響，造成巨紅細(xì)胞性貧血癥。分布：肝、酵母、蔬菜中都含有。同時(shí)人腸道細(xì)菌也能合成，故一般不發(fā)生缺乏癥。四氫葉酸是合成酶的輔酶，其前體是葉酸(又稱(chēng)為蝶酰谷氨酸，維生素B11)。四氫葉酸的主要作用是作為一碳基團(tuán)，如-CH3,-CH2-,-CHO 等的載體，參與多種生物合成過(guò)程。8.維生素B12（氰鈷胺素）維生素B12是含鈷的化合物，又稱(chēng)鈷胺素。在自然界中只有微生物能合成維生素B12。功能：1.促進(jìn)甲基轉(zhuǎn)移作用;2.維持-SH的還原型狀態(tài)缺乏癥：1.兒童及幼齡動(dòng)物發(fā)育不良2.消化道上皮組織細(xì)胞失常3.造血器官功能失常，不能正常產(chǎn)生血紅細(xì)胞，導(dǎo)致惡性貧血。分布：動(dòng)物性食品，特別是肉類(lèi)和肝中含量豐富，人和動(dòng)物的腸道細(xì)菌都能合成，一般不會(huì)缺少。9.維生素C維生素C能防治壞血病，又稱(chēng)抗壞血酸.功能：1.促進(jìn)各種支持組織及細(xì)胞間粘合物的形成。是脯氨酸羥化酶的輔酶。2.對(duì)生物氧化有重要作用。缺乏癥：壞血病，毛細(xì)血管易出血和齒、骨發(fā)育不全或退化l l在體內(nèi)參在體內(nèi)參與氧化還與氧化還原反應(yīng)，原反應(yīng)，羥化反應(yīng)。羥化反應(yīng)。人體不能人體不能合成合成。還原型氧化型 硫辛酸是少數(shù)不屬于維生素的輔酶。硫辛酸是6,8-二硫辛酸，有兩種形式，即硫辛酸（氧化型）和二氫硫辛酸（還原型）10.硫辛酸 水溶性維生素一覽表 11.維生素A維生素A只存在于動(dòng)物性食物中，包括A1 和 A2兩種。A1即視黃醇，主要存在于咸水魚(yú)的肝臟；A2即3-脫氫視黃醇，主要存在于淡水魚(yú)肝臟。在高等植物和動(dòng)物中普遍存在的-胡蘿卜素可轉(zhuǎn)變?yōu)榫S生素A。功能:1、維生素A促進(jìn)年幼動(dòng)物生長(zhǎng)，有助于動(dòng)物生殖和泌乳。2、維持上皮組織的健康及正常視覺(jué).缺乏癥：1、產(chǎn)生干眼?。ㄑ劢Y(jié)膜炎）2、發(fā)生夜盲癥脂溶性維生素12.維生素D維生素D具有抗佝僂病作用，又稱(chēng)抗佝僂病維生素。已確知有4種，即維生素D2、D3、D4、D5，均為類(lèi)固醇衍生物，其中D2和D3較為重要。功能：調(diào)節(jié)鈣、磷代謝，維持血液正常的鈣、磷濃度，從而促進(jìn)鈣化，使牙齒、骨骼發(fā)育正常。缺乏癥：維生素D攝食不足，不能維持鈣的平衡，兒童骨骼發(fā)育不良，產(chǎn)生佝僂病。孕婦和授乳婦人的脫鈣作用嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致骨質(zhì)疏松癥，患者骨骼易折，牙齒易脫落。機(jī)體只能從膽汁排出過(guò)多的維生素D，維生素D如攝食過(guò)量則會(huì)中毒。早期癥狀為：乏力、疲倦、惡心、頭痛、腹瀉等。較嚴(yán)重時(shí)：引起軟組織（包括血管、心肌、肺、腎、皮膚等）的鈣化，導(dǎo)致重大病患。l在生物體內(nèi)，D2和D3本身不具有生物活性。它們?cè)诟闻K和腎臟中進(jìn)行羥化后，形成1，25-二羥基維生素D。其中1，25-二羥基維生素D3是生物活性最強(qiáng)的。維生素維生素D的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)13.維生素E維生素E又稱(chēng)生育酚或抗不育維生素，已知有8種，其中4種（、-生育酚）較為重要，-生育酚的效價(jià)最高。動(dòng)物組織的維生素E都是從食物中取得的。缺乏癥：1.生殖系統(tǒng)的上皮細(xì)胞毀壞，雄性睪丸退化，不產(chǎn)生精子，雌性流產(chǎn)或胎兒被溶化吸收。2.肌肉（包括心肌）萎縮，形態(tài)改變，代謝反常。3.血膽固醇水平增高，紅細(xì)胞破壞，發(fā)生貧血。v 維生素E攝食過(guò)量無(wú)毒性。功能：1.維持動(dòng)物生殖力 2.抗衰老，具有強(qiáng)氧化性14.維生素K 維生素K是一類(lèi)能促進(jìn)血液凝固的萘醌衍生物。1929年發(fā)現(xiàn)。有K1、K2、K3三種，K1、K2為天然產(chǎn)物，K3為人工合成品。功能：促進(jìn)血液凝固，維生素K是促進(jìn)肝臟合成凝血酶原的重要因素。缺乏癥：動(dòng)物缺乏維生素K，血凝時(shí)間延長(zhǎng)。成人一般不易缺乏維生素K。種類(lèi) 化學(xué)本質(zhì) 功能 VA 不飽和一元醇 缺乏得干眼病、夜盲癥 VD 類(lèi)固醇衍生物 與Ca、P代謝有關(guān)，佝僂病 VE 生育酚 與生育有關(guān)，抗氧化 VK 奈醌衍生物 促進(jìn)血液凝固維維生素生素學(xué)名學(xué)名輔輔酶酶形式形式 作作 用用VB1硫胺素硫胺素TPP-酮酮酸脫酸脫氫氫酶酶的的輔輔酶酶VB2核黃素核黃素FMN、FAD脫脫氫氫酶酶的的輔輔酶酶,傳遞氫傳遞氫原子原子.Vpp尼克酸尼克酸NAD+、NADP+不需氧脫不需氧脫氫氫酶酶的的輔輔酶酶VB6吡哆吡哆醛醛磷酸吡哆磷酸吡哆醛醛轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)氨氨酶酶的的輔輔酶酶泛酸泛酸遍多酸遍多酸COA酰?；d載體體葉酸葉酸四四氫氫葉酸葉酸一碳一碳單單位的位的載載體體生物素生物素羧羧化化酶酶的的輔輔酶酶硫辛酸硫辛酸傳遞氫傳遞氫VB12鈷鈷胺素胺素甲基甲基鈷鈷胺素胺素轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)甲基甲基酶酶的的輔輔酶酶結(jié)合部位活性中心必需基團(tuán)催化部位酶的結(jié)構(gòu)活性中心以外的必需基團(tuán)其它部分第四節(jié) 酶結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系一.酶的活性部位和必需基團(tuán) 概念：酶的活性中心酶的活性中心是指結(jié)合底物和將底物轉(zhuǎn)化是指結(jié)合底物和將底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的區(qū)域，通常是相隔很遠(yuǎn)的氨基酸殘基形為產(chǎn)物的區(qū)域，通常是相隔很遠(yuǎn)的氨基酸殘基形成的三維實(shí)體。成的三維實(shí)體?；钚灾行慕Y(jié)合部位催化部位調(diào)控基團(tuán)中心外必需基團(tuán)中心內(nèi)必需基團(tuán)1 1、結(jié)合部位、結(jié)合部位 酶分子中與底物結(jié)合，使底物與酶的一酶分子中與底物結(jié)合，使底物與酶的一定構(gòu)象形成復(fù)合物的基團(tuán)。定構(gòu)象形成復(fù)合物的基團(tuán)。酶的結(jié)合基團(tuán)決定酶反應(yīng)的酶的結(jié)合基團(tuán)決定酶反應(yīng)的專(zhuān)一性專(zhuān)一性。2 2、催化部位、催化部位 酶分子中催化底物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并將其酶分子中催化底物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并將其轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)物的基團(tuán)。轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)物的基團(tuán)。催化基團(tuán)決定酶所催化反應(yīng)的性質(zhì)，同催化基團(tuán)決定酶所催化反應(yīng)的性質(zhì)，同時(shí)也是決定反應(yīng)的時(shí)也是決定反應(yīng)的高效性高效性。酶酶的的活活性性中中心心酶的活性中心酶的活性中心酶的活性中心示意圖一些酶活性中心的基團(tuán)酶活性中心的特點(diǎn)酶活性中心的特點(diǎn)活性中心只占酶分子的一小部分，并具三維空間結(jié)活性中心只占酶分子的一小部分，并具三維空間結(jié)構(gòu)。構(gòu)。酶和底物結(jié)合的專(zhuān)一性取決于活性中心中原子精致酶和底物結(jié)合的專(zhuān)一性取決于活性中心中原子精致的排列?；钚灾行臉?gòu)象不是剛性的，它在與底物結(jié)的排列。活性中心構(gòu)象不是剛性的，它在與底物結(jié)合時(shí)，往往發(fā)生一些變化，使二者形狀發(fā)生互補(bǔ)。合時(shí)，往往發(fā)生一些變化，使二者形狀發(fā)生互補(bǔ)。底物靠許多弱的鍵力與酶結(jié)合。底物靠許多弱的鍵力與酶結(jié)合。活性中心多為一凹穴，穴內(nèi)基團(tuán)多為非極性，形成活性中心多為一凹穴，穴內(nèi)基團(tuán)多為非極性，形成一個(gè)疏水微環(huán)境，僅含幾個(gè)少數(shù)極性基團(tuán)。一個(gè)疏水微環(huán)境，僅含幾個(gè)少數(shù)極性基團(tuán)。酶催化作用與活性中心的極性基團(tuán)密切相關(guān)。酶催化作用與活性中心的極性基團(tuán)密切相關(guān)?；钚圆课坏难芯糠椒ǎ?）TPCK（N-對(duì)甲苯磺酰苯丙酰氯甲基酮）對(duì)甲苯磺酰苯丙酰氯甲基酮）TPCK修飾修飾His，使使His烷基化烷基化 差差示示標(biāo)標(biāo)記記法法圖圖解解RRRRR*A.非差非差示標(biāo)記示標(biāo)記B.差示差示標(biāo)記標(biāo)記RRR*R(底物底物)親和標(biāo)記法親和標(biāo)記法 根根據(jù)據(jù)酶酶與與底底物物特特異異結(jié)結(jié)合合的的性性質(zhì)質(zhì)，設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)或或合合成成一一種種含含有有反反應(yīng)應(yīng)基基團(tuán)團(tuán)的的底底物物類(lèi)類(lèi)似似物物作作為為活活性性部部位位基基團(tuán)團(tuán)的的標(biāo)標(biāo)記記試試劑劑。這這種種試試劑劑象象底底物物一一樣樣進(jìn)進(jìn)入入活活性性部部位位，接接近近結(jié)結(jié)合合位位點(diǎn)點(diǎn)，并并以以其其活活潑潑的的化化學(xué)學(xué)基基團(tuán)團(tuán)與與活活性性部部位位的的某一基團(tuán)共價(jià)結(jié)合，而指示出酶活性部位的特征某一基團(tuán)共價(jià)結(jié)合，而指示出酶活性部位的特征。+X-Y2、X-光衍射分析光衍射分析 3、基因定位突變法、基因定位突變法二、酶原二、酶原與酶原的激活與酶原的激活（一）概念：酶原-酶在生物體內(nèi)首先合成出來(lái)的無(wú)活性前體酶在生物體內(nèi)首先合成出來(lái)的無(wú)活性前體。酶原的激活-酶原必須在一定的條件下去掉一個(gè)酶原必須在一定的條件下去掉一個(gè)或幾個(gè)特殊的肽鍵，從而使酶的構(gòu)象發(fā)生一定的或幾個(gè)特殊的肽鍵，從而使酶的構(gòu)象發(fā)生一定的變化，才有活性，這一過(guò)程稱(chēng)為酶原激活。變化，才有活性，這一過(guò)程稱(chēng)為酶原激活。（二）激活的本質(zhì)或?qū)嵸|(zhì) 酶的活性中心酶的活性中心形成形成或或暴露暴露的過(guò)程的過(guò)程 意義：意義：避免自身受損傷避免自身受損傷纈纈 天天 天天天天天天賴(lài)賴(lài) 異異異異纈纈 甘甘組組S SS S絲絲絲絲S SS S纈纈纈纈胰胰胰胰蛋蛋蛋蛋白白白白酶酶酶酶原原原原腸激酶（激活作用）腸激酶（激活作用）腸激酶（激活作用）腸激酶（激活作用）纈纈 天天 天天天天天天賴(lài)賴(lài)異異異異甘甘 組組SS絲絲絲絲纈纈SS纈纈纈纈活性中心活性中心活性中心活性中心胰胰胰胰蛋蛋蛋蛋白白白白酶酶酶酶為什么不直接以酶形式存在呢？保護(hù)正常組織不受傷害胰蛋白酶的激活動(dòng)畫(huà)三、多功能酶與多酶體系三、多功能酶與多酶體系多功能酶具有兩種以上催化活性的酶。具有兩種以上催化活性的酶。特點(diǎn)：特點(diǎn)：1.1.有多亞基組成的寡聚酶和單一多肽鏈的有多亞基組成的寡聚酶和單一多肽鏈的單體酶。單體酶。2.2.不同條件下表現(xiàn)出不同的催化功能。不同條件下表現(xiàn)出不同的催化功能。3.3.即具有多種催化功能，又具有調(diào)節(jié)功能。即具有多種催化功能，又具有調(diào)節(jié)功能。多酶體系即多酶復(fù)合物。由催化一系列即多酶復(fù)合物。由催化一系列相關(guān)反應(yīng)的酶彼此通過(guò)次級(jí)鍵鑲嵌而成。相關(guān)反應(yīng)的酶彼此通過(guò)次級(jí)鍵鑲嵌而成。特點(diǎn)：特點(diǎn)：1.空間結(jié)構(gòu)高度有序?？臻g結(jié)構(gòu)高度有序。2.提高催化效率。提高催化效率。第五節(jié)、酶的催化作用機(jī)理第五節(jié)、酶的催化作用機(jī)理一一.過(guò)度態(tài)和反應(yīng)活化能過(guò)度態(tài)和反應(yīng)活化能 二二.中間產(chǎn)物學(xué)說(shuō)中間產(chǎn)物學(xué)說(shuō) 三三.酶作用專(zhuān)一性的機(jī)理酶作用專(zhuān)一性的機(jī)理四、酶作用高效性的機(jī)理四、酶作用高效性的機(jī)理一一.過(guò)度態(tài)和反應(yīng)活化能過(guò)度態(tài)和反應(yīng)活化能活化能：在一定溫度下在一定溫度下1 1molmol底物全部進(jìn)入底物全部進(jìn)入活化態(tài)所需要的自由能，單位為活化態(tài)所需要的自由能，單位為kJ/molkJ/mol.過(guò)度態(tài)理論認(rèn)為，在一個(gè)化學(xué)反應(yīng)體系中，處過(guò)度態(tài)理論認(rèn)為，在一個(gè)化學(xué)反應(yīng)體系中，處于基態(tài)的反應(yīng)物必須吸收能量，成為具有高能量于基態(tài)的反應(yīng)物必須吸收能量，成為具有高能量活化態(tài)分子（即過(guò)度態(tài)分子），才能產(chǎn)生有效碰活化態(tài)分子（即過(guò)度態(tài)分子），才能產(chǎn)生有效碰撞，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成產(chǎn)物。撞，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成產(chǎn)物。二、中間產(chǎn)物學(xué)說(shuō)（過(guò)渡態(tài)學(xué)說(shuō)）非酶促反應(yīng) S P 酶促反應(yīng) S+E ES P+E 反應(yīng)分兩步走，活化能大大降低，因此反應(yīng)分兩步走，活化能大大降低，因此反應(yīng)容易進(jìn)行。反應(yīng)容易進(jìn)行。S+E ES ES EP P+E底物酶中間物過(guò)渡態(tài)產(chǎn)物酶中間物酶作用的實(shí)質(zhì)酶作用的實(shí)質(zhì)在于降低反應(yīng)活化能在于降低反應(yīng)活化能1 1、鎖鑰學(xué)說(shuō)（、鎖鑰學(xué)說(shuō)（18901890）：）：認(rèn)為整個(gè)酶分子的天然構(gòu)象是具有剛性認(rèn)為整個(gè)酶分子的天然構(gòu)象是具有剛性結(jié)構(gòu)的，酶表面具有特定的形狀。酶與底結(jié)構(gòu)的，酶表面具有特定的形狀。酶與底物的結(jié)合如同一把鑰匙對(duì)一把鎖一樣。物的結(jié)合如同一把鑰匙對(duì)一把鎖一樣。此學(xué)說(shuō)可以較好的解釋酶的此學(xué)說(shuō)可以較好的解釋酶的立體異構(gòu)專(zhuān)立體異構(gòu)專(zhuān)一性一性；但不能解釋?zhuān)?；但不能解釋?zhuān)好傅亩嗟孜铿F(xiàn)象、酶酶的多底物現(xiàn)象、酶對(duì)正反方向的催化等。對(duì)正反方向的催化等。三三.酶作用專(zhuān)一性的機(jī)理酶作用專(zhuān)一性的機(jī)理鎖鎖 鑰鑰 學(xué)學(xué) 說(shuō)說(shuō)2 2、誘導(dǎo)契合學(xué)說(shuō)（、誘導(dǎo)契合學(xué)說(shuō)（19641964年年 ）該學(xué)說(shuō)認(rèn)為酶的活性部位該學(xué)說(shuō)認(rèn)為酶的活性部位并不是和底并不是和底物的形狀正好互補(bǔ)的物的形狀正好互補(bǔ)的，而是在酶和底物結(jié)，而是在酶和底物結(jié)合的過(guò)程中，底物分子或酶分子，有時(shí)是合的過(guò)程中，底物分子或酶分子，有時(shí)是兩者的構(gòu)象同時(shí)發(fā)生了一定的兩者的構(gòu)象同時(shí)發(fā)生了一定的變化后才互變化后才互補(bǔ)補(bǔ)的，這時(shí)催化基團(tuán)的位置也正好在所催的，這時(shí)催化基團(tuán)的位置也正好在所催化底物鍵的斷裂和即將生成鍵的適當(dāng)位置?；孜镦I的斷裂和即將生成鍵的適當(dāng)位置。這個(gè)動(dòng)態(tài)的辨認(rèn)過(guò)程稱(chēng)為誘導(dǎo)契合。這個(gè)動(dòng)態(tài)的辨認(rèn)過(guò)程稱(chēng)為誘導(dǎo)契合。誘導(dǎo)契合學(xué)說(shuō)ZnZn羧羧肽肽酶酶結(jié)結(jié)合合底底物物前前后后構(gòu)構(gòu)象象變變化化 酶與底物靠近酶與底物靠近 定向定向 酶與底物酶與底物相互相互誘導(dǎo)變形誘導(dǎo)變形 契合形成中間產(chǎn)物契合形成中間產(chǎn)物 產(chǎn)物脫離產(chǎn)物脫離lA.靠近定向靠近定向靠近電性吸引疏水作用定定向向酶酶底物底物 誘導(dǎo)契合機(jī)制B.B.誘導(dǎo)契合誘導(dǎo)契合活性中心催化基團(tuán)進(jìn)行催化誘導(dǎo)互補(bǔ)性結(jié)互補(bǔ)性結(jié)構(gòu)變化構(gòu)變化契合C.C.產(chǎn)物脫離產(chǎn)物脫離酶復(fù)原酶復(fù)原催化劑催化劑3 3、“三點(diǎn)結(jié)合三點(diǎn)結(jié)合”的催化理論的催化理論認(rèn)為酶與底物的認(rèn)為酶與底物的結(jié)合處至少有三結(jié)合處至少有三個(gè)點(diǎn)，而且只有個(gè)點(diǎn)，而且只有一種情是完全結(jié)一種情是完全結(jié)合的形況式。只合的形況式。只有這種情況下，有這種情況下，不對(duì)稱(chēng)催化作用不對(duì)稱(chēng)催化作用才能實(shí)現(xiàn)。才能實(shí)現(xiàn)。4、酶作用專(zhuān)一性類(lèi)型 酶對(duì)底物和催化的反應(yīng)有嚴(yán)格的選擇性。酶對(duì)底物和催化的反應(yīng)有嚴(yán)格的選擇性。一種酶僅能作用于一種底物或結(jié)構(gòu)上相似的一種酶僅能作用于一種底物或結(jié)構(gòu)上相似的一類(lèi)物質(zhì)，促進(jìn)發(fā)生一定的化學(xué)反應(yīng)。一類(lèi)物質(zhì)，促進(jìn)發(fā)生一定的化學(xué)反應(yīng)。專(zhuān)一性結(jié)構(gòu)專(zhuān)一立體（異構(gòu)）專(zhuān)一絕對(duì)專(zhuān)一相對(duì)專(zhuān)一鍵專(zhuān)一基團(tuán)專(zhuān)一旋光異構(gòu)順?lè)串悩?gòu)1.絕對(duì)專(zhuān)一 一種酶只作用于一種底物。琥珀酸脫氫酶琥珀酸脫氫酶琥珀酸脫氫酶琥珀酸脫氫酶（1）鍵專(zhuān)一：只要求合適的化學(xué)鍵，對(duì)鍵兩端的只要求合適的化學(xué)鍵，對(duì)鍵兩端的基團(tuán)并無(wú)嚴(yán)格要求?；鶊F(tuán)并無(wú)嚴(yán)格要求。2.相對(duì)專(zhuān)一 一種酶能夠作用于結(jié)構(gòu)上類(lèi)似的一系列化合物。（2）基團(tuán)專(zhuān)一：不但要求一定的化學(xué)鍵，還不但要求一定的化學(xué)鍵，還要求鍵要求鍵一端一端的基團(tuán)是一定的。的基團(tuán)是一定的。消化道內(nèi)幾種蛋白酶的專(zhuān)一性消化道內(nèi)幾種蛋白酶的專(zhuān)一性（1）旋光異構(gòu)專(zhuān)一性：3.立體異構(gòu)專(zhuān)一性 要求底物的空間結(jié)構(gòu)完全符合要求.（2）順?lè)串悩?gòu)專(zhuān)一性：1 1、鄰近效應(yīng)、鄰近效應(yīng)、定向效應(yīng)定向效應(yīng)鄰近效應(yīng)：在酶促反應(yīng)中，由于酶和底物分子之間在酶促反應(yīng)中，由于酶和底物分子之間的親和性，底物分子有向酶的活性中心靠近的親和性，底物分子有向酶的活性中心靠近的趨勢(shì)，最終結(jié)合到酶的活性中心，使底物的趨勢(shì)，最終結(jié)合到酶的活性中心，使底物在酶活性中心的有效濃度大大增加的效應(yīng)在酶活性中心的有效濃度大大增加的效應(yīng)。四、酶作用高效性的機(jī)理四、酶作用高效性的機(jī)理定向效應(yīng)：當(dāng)專(zhuān)一性底物向酶活性中心靠近時(shí)，會(huì)當(dāng)專(zhuān)一性底物向酶活性中心靠近時(shí)，會(huì)誘導(dǎo)酶分子構(gòu)象發(fā)生改變，誘導(dǎo)酶分子構(gòu)象發(fā)生改變，使酶活性中心的使酶活性中心的相關(guān)基團(tuán)和底物的反應(yīng)基團(tuán)正確定向排列，相關(guān)基團(tuán)和底物的反應(yīng)基團(tuán)正確定向排列，同時(shí)使反應(yīng)基團(tuán)之間的分子軌道以正確方向同時(shí)使反應(yīng)基團(tuán)之間的分子軌道以正確方向嚴(yán)格定位，使酶促反應(yīng)易于進(jìn)行。嚴(yán)格定位，使酶促反應(yīng)易于進(jìn)行。以上兩種效應(yīng)使酶具有以上兩種效應(yīng)使酶具有高效率高效率和和專(zhuān)一性專(zhuān)一性特點(diǎn)。特點(diǎn)。鄰鄰 近近 定定 向向 效效 應(yīng)應(yīng)普通化學(xué)反應(yīng)普通化學(xué)反應(yīng)隨機(jī)碰撞（受濃度、碰撞隨機(jī)碰撞（受濃度、碰撞角度影響）角度影響）酶的活性中心酶的活性中心相當(dāng)于相當(dāng)于“婚姻介紹所婚姻介紹所”鄰近作用鄰近作用提高了提高了酶活性中心的酶活性中心的底物濃度底物濃度定向作用定向作用縮短了縮短了底物與催化基團(tuán)間底物與催化基團(tuán)間的距離的距離提高反應(yīng)速度提高反應(yīng)速度（成功率）（成功率）10108 8倍倍2 2、底物的形變和誘導(dǎo)契合底物的形變和誘導(dǎo)契合 當(dāng)酶與底物靠近時(shí)，不僅酶構(gòu)象受底當(dāng)酶與底物靠近時(shí)，不僅酶構(gòu)象受底物作用而變化，底物分子也常常受酶作用物作用而變化，底物分子也常常受酶作用而變化，也就是酶使底物分子中的敏感鍵而變化，也就是酶使底物分子中的敏感鍵發(fā)生發(fā)生“變形變形”，從而促使底物中的敏感鍵，從而促使底物中的敏感鍵更易于破裂。因而更容易形成一個(gè)互相契更易于破裂。因而更容易形成一個(gè)互相契合的酶合的酶底的復(fù)合物而提高催化效率。底的復(fù)合物而提高催化效率。底物分子發(fā)生形變酶底物同時(shí)形變產(chǎn)物產(chǎn)物3、酸堿催化 酸堿催化酸堿催化是通過(guò)瞬時(shí)的向反應(yīng)物提供是通過(guò)瞬時(shí)的向反應(yīng)物提供質(zhì)子或從反應(yīng)物接受質(zhì)子以穩(wěn)定過(guò)渡態(tài)，質(zhì)子或從反應(yīng)物接受質(zhì)子以穩(wěn)定過(guò)渡態(tài)，加速反應(yīng)的一類(lèi)催化機(jī)制。加速反應(yīng)的一類(lèi)催化機(jī)制。酶分子中可以作為廣義酸、堿的基團(tuán)廣義酸基團(tuán)廣義酸基團(tuán) （質(zhì)子供體）（質(zhì)子供體）廣義堿基團(tuán)（質(zhì)子受體）廣義堿基團(tuán)（質(zhì)子受體）4、共價(jià)催化催化劑通過(guò)與底物形成反應(yīng)活性很高的共價(jià)催化劑通過(guò)與底物形成反應(yīng)活性很高的共價(jià)過(guò)渡產(chǎn)物，使反應(yīng)活化能降低，從而提高反過(guò)渡產(chǎn)物，使反應(yīng)活化能降低，從而提高反應(yīng)速度的過(guò)程，稱(chēng)為應(yīng)速度的過(guò)程，稱(chēng)為共價(jià)催化共價(jià)催化。它包括兩種類(lèi)型：它包括兩種類(lèi)型：親核催化和親電催化親核催化和親電催化親核基團(tuán)：親核基團(tuán)：His His 的咪唑基，的咪唑基，CysCys 的硫基，的硫基，Asp Asp 的羧基，的羧基，Ser Ser 的羥基的羥基等；等；親電子基團(tuán)：親電子基團(tuán)：H H+、MgMg2+2+、Mn Mn2+2+、FeFe3+3+某些輔酶，如某些輔酶，如焦磷酸硫胺素焦磷酸硫胺素和和磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛等等也可以參與共價(jià)催化作用。也可以參與共價(jià)催化作用。5、活性部位微環(huán)境的影響（酶活性中心是低介電區(qū)域）酶活性中心處于一個(gè)非極性環(huán)境中，酶活性中心處于一個(gè)非極性環(huán)境中，其介電常數(shù)較在水介質(zhì)（極性介質(zhì)）中其介電常數(shù)較在水介質(zhì)（極性介質(zhì)）中的介電常數(shù)低，在非極性環(huán)境中兩個(gè)帶的介電常數(shù)低，在非極性環(huán)境中兩個(gè)帶電基團(tuán)之間的靜電作用比在極性環(huán)境中電基團(tuán)之間的靜電作用比在極性環(huán)境中顯著增高。從而有利于同底物的結(jié)合。顯著增高。從而有利于同底物的結(jié)合。酶催化作用機(jī)理綜上所述：綜上所述：酶與底物結(jié)合時(shí)，由于酶的變形（誘導(dǎo)契酶與底物結(jié)合時(shí)，由于酶的變形（誘導(dǎo)契合）或底物變形使二者相互適合，并依靠離子合）或底物變形使二者相互適合，并依靠離子鍵、氫鍵、范德華力的作用和水的影響，結(jié)合鍵、氫鍵、范德華力的作用和水的影響，結(jié)合成中間產(chǎn)物，在酶分子的非極性區(qū)域內(nèi)，由于成中間產(chǎn)物，在酶分子的非極性區(qū)域內(nèi)，由于酶與底物的鄰近、定向，使二者可以通過(guò)親核酶與底物的鄰近、定向，使二者可以通過(guò)親核 親電催化、一般酸親電催化、一般酸 堿催化或金屬離子催化方堿催化或金屬離子催化方式進(jìn)行多元催化，從而大大降低反應(yīng)所需的活式進(jìn)行多元催化，從而大大降低反應(yīng)所需的活化能，使酶促反應(yīng)迅速進(jìn)行?；?，使酶促反應(yīng)迅速進(jìn)行。6 6、胰凝乳蛋白酶（、胰凝乳蛋白酶（chymotrypsinchymotrypsin）形成?；虚g物形成?；虚g物胰凝乳蛋白酶反應(yīng)的詳細(xì)機(jī)制（胰凝乳蛋白酶反應(yīng)的詳細(xì)機(jī)制（1）結(jié)合底物結(jié)合底物His57 質(zhì)子供體質(zhì)子供體形成共價(jià)形成共價(jià)ES復(fù)合物復(fù)合物C-N鍵斷裂鍵斷裂底物底物胰凝乳蛋白酶反應(yīng)的詳細(xì)機(jī)制（胰凝乳蛋白酶反應(yīng)的詳細(xì)機(jī)制（2）氨基產(chǎn)物釋放氨基產(chǎn)物釋放四面體中間物四面體中間物的瓦解的瓦解水親核攻擊水親核攻擊羧基產(chǎn)物釋放羧基產(chǎn)物釋放H2OR-NH2第六節(jié)、影響酶促反應(yīng)速度的因素一、底物濃度對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響一、底物濃度對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響二、酶濃度對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響二、酶濃度對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響三、三、pHpH對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響四、溫度對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響四、溫度對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響五、激活劑對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響五、激活劑對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響六、抑制劑對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響六、抑制劑對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響 在低底物濃度時(shí)：反應(yīng)速度與底物濃度成正比，表現(xiàn)為一級(jí)反應(yīng)特征。一.底物濃度對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響隨著底物濃度的增高 反應(yīng)速度不再成正比例加速；反應(yīng)為混合級(jí)反應(yīng)。當(dāng)?shù)孜餄舛冗_(dá)到一定值 反應(yīng)速度達(dá)到最大值（Vmax），此時(shí)再增加底物濃度，反應(yīng)速度不再增加，表現(xiàn)為零級(jí)反應(yīng)。第一步第一步:E+S ES中間復(fù)合物學(xué)說(shuō)：中間復(fù)合物學(xué)說(shuō)：第二步第二步:ESE+PVES 1913年Michaelis和Menten推導(dǎo)了米氏方程 S與與E形成中間產(chǎn)物，且整個(gè)反應(yīng)速形成中間產(chǎn)物，且整個(gè)反應(yīng)速度取決于度取決于 ES P+E 產(chǎn)物濃度接近為產(chǎn)物濃度接近為0（初速度）（初速度）SE 反應(yīng)達(dá)到平衡反應(yīng)達(dá)到平衡(穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài))米氏方程推導(dǎo)的基本前提恒態(tài)法推導(dǎo)恒態(tài)法推導(dǎo):平衡法推導(dǎo)：平衡法推導(dǎo)：V=VmaxSKm+S米氏常數(shù)米氏常數(shù)：當(dāng)：當(dāng)v=1/2 Vmax 時(shí)的底物濃度時(shí)的底物濃度v Km=SKm值：值：是當(dāng)酶促反應(yīng)速度達(dá)到最大反應(yīng)速度是當(dāng)酶促反應(yīng)速度達(dá)到最大反應(yīng)速度一半時(shí)的底物濃度，它的單位是一半時(shí)的底物濃度，它的單位是mol/L,與底物與底物濃度的單位一樣。濃度的單位一樣。米氏常數(shù)米氏常數(shù)Km關(guān)于米氏常數(shù)關(guān)于米氏常數(shù)Km的幾點(diǎn)說(shuō)明的幾點(diǎn)說(shuō)明：a.不同的酶具有不同不同的酶具有不同Km值，它是酶的一個(gè)重要的值，它是酶的一個(gè)重要的特征特征物理常數(shù)物理常數(shù),只與酶的性質(zhì)有關(guān)，而與其濃度無(wú)關(guān)。只與酶的性質(zhì)有關(guān)，而與其濃度無(wú)關(guān)。b.同一種酶有幾種底物就有幾個(gè)同一種酶有幾種底物就有幾個(gè)Km值，其中值，其中Km值最值最小的底物小的底物一般稱(chēng)為該酶的一般稱(chēng)為該酶的最適底物或天然底物最適底物或天然底物C.一般情況下，一般情況下，1/Km可以近似地表示酶對(duì)底物的親和可以近似地表示酶對(duì)底物的親和力大小，力大小，1/Km愈大，表明親和力愈大。愈大，表明親和力愈大。d.Km值只是在固定的底物，一定的溫度和值只是在固定的底物，一定的溫度和pH條件下，條件下，一定的緩沖體系中測(cè)定的，不同條件下具有不同的一定的緩沖體系中測(cè)定的，不同條件下具有不同的Km值。值。雙倒數(shù)作圖法-1/Km1/Vmax斜率斜率=Km/Vmax米氏常數(shù)的求法二、酶濃度對(duì)酶反應(yīng)速度的影響 在一定條件下酶促在一定條件下酶促反應(yīng)的速度與酶的濃度反應(yīng)的速度與酶的濃度成正比。成正比。當(dāng)?shù)孜餄舛却蟠蟪?dāng)?shù)孜餄舛却蟠蟪^(guò)酶濃度時(shí)，反應(yīng)達(dá)到過(guò)酶濃度時(shí)，反應(yīng)達(dá)到最大速度。如果此時(shí)增最大速度。如果此時(shí)增加酶的濃度可增加反應(yīng)加酶的濃度可增加反應(yīng)速度，酶促反應(yīng)的速度速度，酶促反應(yīng)的速度與酶的濃度成正比關(guān)系。與酶的濃度成正比關(guān)系。三、pH對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響pH值影響酶活力的原因值影響酶活力的原因:a.影響酶分子構(gòu)象的穩(wěn)定性。影響酶分子構(gòu)象的穩(wěn)定性。b.影響酶分子（包括輔因子）影響酶分子（包括輔因子）極性基團(tuán)的解離狀態(tài)，使極性基團(tuán)的解離狀態(tài)，使其荷電性發(fā)生變化其荷電性發(fā)生變化c.影響底物分子的解離狀態(tài)影響底物分子的解離狀態(tài)酶反應(yīng)速度最大時(shí)的溶液酶反應(yīng)速度最大時(shí)的溶液pH，稱(chēng)為酶的最適稱(chēng)為酶的最適pH四、溫度的影響v溫度對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響：溫度對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響：a.a.一方面是一方面是溫度升高溫度升高,酶促反應(yīng)速酶促反應(yīng)速度加快度加快(溫度系數(shù)溫度系數(shù)Q Q1010：溫度提溫度提高高1010 C C，反應(yīng)速度提高反應(yīng)速度提高2 2倍。倍。Q Q1010多為多為1-2)1-2)。b.b.另一方面另一方面,溫度升高溫度升高,酶的高級(jí)酶的高級(jí)結(jié)構(gòu)將發(fā)生變化或變性結(jié)構(gòu)將發(fā)生變化或變性，導(dǎo)致，導(dǎo)致酶活性降低甚至喪失，反應(yīng)速酶活性降低甚至喪失，反應(yīng)速度很快下降。度很快下降。使酶促反應(yīng)速度達(dá)最大時(shí)的溫度稱(chēng)為酶的最適溫度。使酶促反應(yīng)速度達(dá)最大時(shí)的溫度稱(chēng)為酶的最適溫度。五、激活劑對(duì)酶反應(yīng)速度的影響 凡能提高酶活性的物質(zhì)，都稱(chēng)為激活劑凡能提高酶活性的物質(zhì)，都稱(chēng)為激活劑（1 1）無(wú)機(jī)離子：無(wú)機(jī)離子：金屬離子金屬離子(K K+Na Na+Mg Mg2+2+Zn Zn2+2+FeFe2+2+Ca Ca2+)2+)、陰離子陰離子(ClCl-Br Br-)、氫離子氫離子（2 2）簡(jiǎn)單有機(jī)分子：）簡(jiǎn)單有機(jī)分子：某些還原劑、乙二胺某些還原劑、乙二胺四乙酸（四乙酸（EDTAEDTA）(3)(3)具有蛋白質(zhì)性質(zhì)的大分子物質(zhì)具有蛋白質(zhì)性質(zhì)的大分子物質(zhì):將酶原將酶原激活激活六、抑制劑對(duì)酶反應(yīng)速度的影響 凡使酶的活性降低或喪失，但并不引起凡使酶的活性降低或喪失，但并不引起酶蛋白變性的作用稱(chēng)為酶蛋白變性的作用稱(chēng)為抑制作用抑制作用。主要是主要是由于酶的必需基團(tuán)化學(xué)性質(zhì)的改變由于酶的必需基團(tuán)化學(xué)性質(zhì)的改變而引起的。而引起的。抑制作用不同于失活作用。抑制作用不同于失活作用。能夠引起抑制作用的化合物則稱(chēng)為能夠引起抑制作用的化合物則稱(chēng)為抑制劑抑制劑。（抑制劑不同于變性劑）（抑制劑不同于變性劑）抑制作用的類(lèi)型 競(jìng)爭(zhēng)性抑制非競(jìng)爭(zhēng)性抑制反競(jìng)爭(zhēng)性抑制非專(zhuān)一性不可逆抑制作用專(zhuān)一性不可逆抑制作用a.不可逆抑制作用b.可逆抑制作用 不可逆抑制作用（修飾抑制）定義：定義：抑制劑與酶的活性中心的功能基團(tuán)抑制劑與酶的活性中心的功能基團(tuán)共價(jià)結(jié)合共價(jià)結(jié)合而抑制酶的活性而抑制酶的活性,不能用不能用透析或超透析或超濾濾等物理方法除去抑制劑而恢復(fù)酶活性。等物理方法除去抑制劑而恢復(fù)酶活性。非專(zhuān)一性不可逆抑制作用：非專(zhuān)一性不可逆抑制作用：這類(lèi)抑制劑作用于酶分子上一類(lèi)或幾類(lèi)這類(lèi)抑制劑作用于酶分子上一類(lèi)或幾類(lèi)不同的基團(tuán)或作用于具有相同基團(tuán)的幾類(lèi)不不同的基團(tuán)或作用于具有相同基團(tuán)的幾類(lèi)不同酶。同酶。一些重要的抑制劑：1.1.有機(jī)磷化合物有機(jī)磷化合物與酶活性直接有關(guān)的絲氨與酶活性直接有關(guān)的絲氨酸上的酸上的-OHOH牢固地結(jié)合，從而抑制某些牢固地結(jié)合，從而抑制某些蛋白蛋白酶或酯酶酶或酯酶。（敵百蟲(chóng)、敵敵畏、農(nóng)藥（敵百蟲(chóng)、敵敵畏、農(nóng)藥16051605等）等）2.2.有機(jī)汞、有機(jī)砷化合物有機(jī)汞、有機(jī)砷化合物與酶蛋白上的與酶蛋白上的-SHSH作用，從而抑制作用，從而抑制含含-SHSH酶酶的活性。的活性。（對(duì)氯汞苯甲酸）（對(duì)氯汞苯甲酸）3.3.氰化物、硫化物和氰化物、硫化物和COCO這類(lèi)物質(zhì)能與酶中的這類(lèi)物質(zhì)能與酶中的金屬離子形成較為穩(wěn)定的絡(luò)合物，使酶的活性金屬離子形成較為穩(wěn)定的絡(luò)合物，使酶的活性受到抑制。受到抑制。4.4.重金屬重金屬AgAg、CuCu、HgHg等鹽等鹽能使大多數(shù)酶失活，能使大多數(shù)酶失活，加入加入EDTAEDTA可以除去?？梢猿ァ?.5.烷化劑烷化劑這一類(lèi)試劑中往往含這一類(lèi)試劑中往往含一個(gè)活潑的鹵一個(gè)活潑的鹵素原子素原子，如碘乙酸、碘乙酰胺和，如碘乙酸、碘乙酰胺和2 2，4-4-二硝基氟二硝基氟苯等，使酶蛋白中的苯等，使酶蛋白中的 SHSH、-NH-NH2 2、-OH-OH等發(fā)生烷等發(fā)生烷基化，基化，失活。失活。專(zhuān)一性不可逆抑制作用：專(zhuān)一性不可逆抑制作用：這類(lèi)抑制劑常常是底物類(lèi)似物，與酶活性這類(lèi)抑制劑常常是底物類(lèi)似物，與酶活性部位催化基團(tuán)的部位催化基團(tuán)的氨基酸殘基氨基酸殘基作用。分為：作用。分為：KsKs型抑制劑（親和標(biāo)記試劑）型抑制劑（親和標(biāo)記試劑）-具有底物具有底物類(lèi)似的結(jié)構(gòu)，帶有一個(gè)活潑的化學(xué)基團(tuán)，能類(lèi)似的結(jié)構(gòu)，帶有一個(gè)活潑的化學(xué)基團(tuán)，能對(duì)酶分子中的必需基團(tuán)進(jìn)行共價(jià)修飾而抑制對(duì)酶分子中的必需基團(tuán)進(jìn)行共價(jià)修飾而抑制酶活性。酶活性。KcatKcat型抑制劑（自殺性底物）型抑制劑（自殺性底物）-具有底物類(lèi)具有底物類(lèi)似的結(jié)構(gòu)，被酶催化反應(yīng)后，潛在的活性基團(tuán)似的結(jié)構(gòu)，被酶催化反應(yīng)后，潛在的活性基團(tuán)被暴露或活化，與酶活性部位的必需基團(tuán)作用被暴露或活化，與酶活性部位的必需基團(tuán)作用而抑制酶活性。而抑制酶活性?？赡嬉种谱饔?抑制劑與酶蛋白以抑制劑與酶蛋白以非共價(jià)非共價(jià)方式結(jié)合，引起酶方式結(jié)合，引起酶活性暫時(shí)性喪失。抑制劑可以通過(guò)活性暫時(shí)性喪失。抑制劑可以通過(guò)透析等物理方透析等物理方法法被除去，并且能部分或全部恢復(fù)酶的活性。被除去，并且能部分或全部恢復(fù)酶的活性。根椐抑制劑與酶結(jié)合的情況，又可以分為三類(lèi)根椐抑制劑與酶結(jié)合的情況，又可以分為三類(lèi)竟?fàn)幮砸种品蔷範(fàn)幮砸种品锤?jìng)爭(zhēng)性抑制竟?fàn)幮砸种疲耗承┠承┮种苿┑幕瘜W(xué)結(jié)構(gòu)與底物抑制劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)與底物相似相似，因而，因而能與底物竟?fàn)幣c酶活性中心結(jié)合。當(dāng)抑制劑能與底物竟?fàn)幣c酶活性中心結(jié)合。當(dāng)抑制劑與活性中心結(jié)合后，底物被排斥在反應(yīng)中心與活性中心結(jié)合后，底物被排斥在反應(yīng)中心之外，其結(jié)果是酶促反應(yīng)被抑制了。之外，其結(jié)果是酶促反應(yīng)被抑制了。S例：丙二酸和戊二酸對(duì)琥珀酸脫氫酶結(jié)合例：丙二酸和戊二酸對(duì)琥珀酸脫氫酶結(jié)合但不能催化脫氫但不能催化脫氫競(jìng)爭(zhēng)性可逆抑制圖示I 竟?fàn)幮砸种仆ǔ？梢酝ㄟ^(guò)增大底物濃度，即提高底物的競(jìng)爭(zhēng)能力來(lái)消除。競(jìng)爭(zhēng)性抑制動(dòng)力學(xué)1/Vmax競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑無(wú)抑制劑無(wú)抑制劑1/s1/v1/v斜率斜率=Km/Vmax加入競(jìng)爭(zhēng)加入競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑性抑制劑后：后：Km 變大變大，Vmax不變。不變。非竟?fàn)幮砸种疲好缚赏瑫r(shí)與底物及抑制劑結(jié)合酶可同時(shí)與底物及抑制劑結(jié)合，即底物，即底物和抑制劑沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)作用。酶與抑制劑結(jié)合后，和抑制劑沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)作用。酶與抑制劑結(jié)合后，還可與底物結(jié)合；酶與底物結(jié)合后，也可再還可與底物結(jié)合；酶與底物結(jié)合后，也可再結(jié)合抑制劑，結(jié)合抑制劑，但是三元的中間產(chǎn)物不能進(jìn)一但是三元的中間產(chǎn)物不能進(jìn)一步分解為產(chǎn)物，步分解為產(chǎn)物，所以酶活性降低。所以酶活性降低。非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑與酶活性中心以外的基團(tuán)結(jié)合。這類(lèi)抑制作用不會(huì)因提高底物濃度而減弱非競(jìng)爭(zhēng)性可逆抑制圖示非競(jìng)爭(zhēng)非競(jìng)爭(zhēng)性抑制動(dòng)力學(xué) 加入非競(jìng)加入非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑爭(zhēng)性抑制劑后：后：Km 不變，不變，Vmax減小。減小。非非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑無(wú)抑制劑無(wú)抑制劑-1/km1/v1/v1/Vmax1/s反競(jìng)爭(zhēng)性抑制：酶只有與底物結(jié)合后才與抑制劑結(jié)合，形酶只有與底物結(jié)合后才與抑制劑結(jié)合，形成的成的三元中間產(chǎn)物不能進(jìn)一步分解為產(chǎn)物，三元中間產(chǎn)物不能進(jìn)一步分解為產(chǎn)物，所以酶活性降低所以酶活性降低。這類(lèi)抑制作用最不重要。這類(lèi)抑制作用最不重要。反競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用常見(jiàn)于多底物反應(yīng)中，而在單底物反應(yīng)中比較少見(jiàn)。反競(jìng)爭(zhēng)性抑制動(dòng)力學(xué) 加入反競(jìng)加入反競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑：爭(zhēng)性抑制劑：Km和和Vmax均減小均減小反競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑反競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑I增加增加1/S1/S1/1/-1/km(1+I/ki)-1/km(1+I/ki)-1/km1/Vmax無(wú)抑制劑無(wú)抑制劑v可逆抑制的動(dòng)力學(xué)比較抑制類(lèi)型 Vmax Km無(wú)抑制劑 Vmax Km競(jìng)爭(zhēng)性抑制 不變 變大非競(jìng)爭(zhēng)性抑制 變小 不變 反競(jìng)爭(zhēng)性抑制 變小 變小 第七節(jié)、幾種重要的酶類(lèi)一、變構(gòu)酶（別構(gòu)酶）一、變構(gòu)酶（別構(gòu)酶）二、同工酶二、同工酶三、共價(jià)調(diào)節(jié)酶三、共價(jià)調(diào)節(jié)酶四、抗體酶四、抗體酶五、固定化酶五、固定化酶一、變構(gòu)酶（別構(gòu)酶）概念：概念：變構(gòu)酶也稱(chēng)別構(gòu)酶，它是代謝過(guò)變構(gòu)酶也稱(chēng)別構(gòu)酶，它是代謝過(guò)程中的關(guān)鍵酶。通過(guò)效應(yīng)物（調(diào)節(jié)程中的關(guān)鍵酶。通過(guò)效應(yīng)物（調(diào)節(jié)物）和酶的別構(gòu)中心的結(jié)合來(lái)調(diào)節(jié)物）和酶的別構(gòu)中心的結(jié)合來(lái)調(diào)節(jié)其活性，從而調(diào)節(jié)酶反應(yīng)速度和代其活性，從而調(diào)節(jié)酶反應(yīng)速度和代謝過(guò)程。謝過(guò)程。別構(gòu)酶的特點(diǎn)：(1)(1)由多個(gè)亞基組成的由多個(gè)亞基組成的具有四級(jí)結(jié)構(gòu)的寡聚酶具有四級(jí)結(jié)構(gòu)的寡聚酶。(2)(2)除了有可以結(jié)合底物的酶活性部位外，除了有可以結(jié)合底物的酶活性部位外，還還有可以結(jié)合調(diào)節(jié)物的別構(gòu)部位（調(diào)節(jié)部位）有可以結(jié)合調(diào)節(jié)物的別構(gòu)部位（調(diào)節(jié)部位）。這兩個(gè)中心可能位于同一亞基上，也可能分別這兩個(gè)中心可能位于同一亞基上，也可能分別位于不同亞基上。位于不同亞基上。(3)(3)每個(gè)別構(gòu)酶分子可以每個(gè)別構(gòu)酶分子可以有一個(gè)以上的活性部有一個(gè)以上的活性部位和調(diào)節(jié)部位位和調(diào)節(jié)部位，因此可以結(jié)合，因此可以結(jié)合 一個(gè)以上的底物一個(gè)以上的底物分子和調(diào)節(jié)物分子。分子和調(diào)節(jié)物分子。(4)(4)別構(gòu)酶的活性中心負(fù)責(zé)酶對(duì)底物的結(jié)合與別構(gòu)酶的活性中心負(fù)責(zé)酶對(duì)底物的結(jié)合與催化，催化，別構(gòu)中心則負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)酶反應(yīng)速度別構(gòu)中心則負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)酶反應(yīng)速度。幾個(gè)相關(guān)概念：變構(gòu)調(diào)節(jié)：變構(gòu)調(diào)節(jié)：調(diào)節(jié)物（或效應(yīng)物）與酶分子上的調(diào)節(jié)物（或效應(yīng)物）與酶分子上的變構(gòu)部位結(jié)合后，誘導(dǎo)出或穩(wěn)定住酶分子的變構(gòu)部位結(jié)合后，誘導(dǎo)出或穩(wěn)定住酶分子的某種構(gòu)象，使酶活性部位對(duì)底物的結(jié)合和催某種構(gòu)象，使酶活性部位對(duì)底物的結(jié)合和催化作用受到影響的一種調(diào)節(jié)作用。由此產(chǎn)生化作用受到影響的一種調(diào)節(jié)作用。由此產(chǎn)生的調(diào)節(jié)酶反應(yīng)速度及代謝過(guò)程的效應(yīng)又稱(chēng)的調(diào)節(jié)酶反應(yīng)速度及代謝過(guò)程的效應(yīng)又稱(chēng)酶酶的別構(gòu)效應(yīng)。的別構(gòu)效應(yīng)。正調(diào)節(jié)物正調(diào)節(jié)物:導(dǎo)致酶活性增加的調(diào)節(jié)物。導(dǎo)致酶活性增加的調(diào)節(jié)物。負(fù)調(diào)節(jié)物負(fù)調(diào)節(jié)物:導(dǎo)致酶活性下降的調(diào)節(jié)物。導(dǎo)致酶活性下降的調(diào)節(jié)物。協(xié)同效應(yīng)：協(xié)同效應(yīng)：酶的活性部位與調(diào)節(jié)部位相互影酶的活性部位與調(diào)節(jié)部位相互影響產(chǎn)生的效應(yīng)。響產(chǎn)生的效應(yīng)。正協(xié)同效應(yīng)正協(xié)同效應(yīng):一個(gè)分子與酶結(jié)合以后產(chǎn)生有利一個(gè)分子與酶結(jié)合以后產(chǎn)生有利于后面的分子與酶結(jié)合的影響。于后面的分子與酶結(jié)合的影響。負(fù)協(xié)同效應(yīng)負(fù)協(xié)同效應(yīng):一個(gè)分子與酶結(jié)合以后產(chǎn)生不利一個(gè)分子與酶結(jié)合以后產(chǎn)生不利于后面的分子與酶結(jié)合的影響。于后面的分子與酶結(jié)合的影響。同促效應(yīng)：同促效應(yīng)：同種分子之間的協(xié)同效應(yīng)。同種分子之間的協(xié)同效應(yīng)。異促效應(yīng)：異促效應(yīng)：不同分子之間的協(xié)同效應(yīng)。不同分子之間的協(xié)同效應(yīng)。多數(shù)別構(gòu)酶兼有同促效應(yīng)和異促效應(yīng)。多數(shù)別構(gòu)酶兼有同促效應(yīng)和異促效應(yīng)。脫敏：脫敏：理化因素使酶失去對(duì)調(diào)節(jié)物的敏感性。理化因素使酶失去對(duì)調(diào)節(jié)物的敏感性。1.1.大多數(shù)別構(gòu)酶具有大多數(shù)別構(gòu)酶具有正協(xié)同效應(yīng)，其初速度正協(xié)同效應(yīng)，其初速度與底物濃度的關(guān)系呈與底物濃度的關(guān)系呈S S形的形的v-Sv-S曲線。曲線。當(dāng)?shù)孜餄舛劝l(fā)生很小當(dāng)?shù)孜餄舛劝l(fā)生很小的變化時(shí)，別構(gòu)酶就極的變化時(shí)，別構(gòu)酶就極大地控制著反應(yīng)速度。大地控制著反應(yīng)速度。在正協(xié)同效應(yīng)中酶反應(yīng)在正協(xié)同效應(yīng)中酶反應(yīng)速度對(duì)底物濃度的變化速度對(duì)底物濃度的變化極為敏感。極為敏感。別構(gòu)酶的動(dòng)力學(xué)2.2.另一類(lèi)別構(gòu)酶具有負(fù)協(xié)同效應(yīng)，其動(dòng)力學(xué)另一類(lèi)別構(gòu)酶具有負(fù)協(xié)同效應(yīng)，其動(dòng)力學(xué)曲線在表現(xiàn)上與雙曲線相似，但意義不同曲線在表現(xiàn)上與雙曲線相似，但意義不同 具有負(fù)協(xié)同效應(yīng)具有負(fù)協(xié)同效應(yīng)的酶對(duì)底物濃度的的酶對(duì)底物濃度的變化變化不敏感。不敏感。這種這種酶常常是維持生命酶常常是維持生命現(xiàn)象的常規(guī)代謝的現(xiàn)象的常規(guī)代謝的關(guān)鍵酶，可以不受關(guān)鍵酶，可以不受環(huán)境的影響而穩(wěn)定環(huán)境的影響而穩(wěn)定運(yùn)行。運(yùn)行。負(fù)負(fù)正正s 1-非調(diào)節(jié)酶非調(diào)節(jié)酶2-正協(xié)同別構(gòu)酶正協(xié)同別構(gòu)酶3-負(fù)協(xié)同別構(gòu)酶負(fù)協(xié)同別構(gòu)酶正、負(fù)協(xié)同別構(gòu)酶與非調(diào)節(jié)酶的動(dòng)力學(xué)曲線比較正、負(fù)協(xié)同別構(gòu)酶與非調(diào)節(jié)酶的動(dòng)力學(xué)曲線比較正、負(fù)協(xié)同別構(gòu)酶與非調(diào)節(jié)酶的動(dòng)力學(xué)曲線比較正、負(fù)協(xié)同別構(gòu)酶與非調(diào)節(jié)酶的動(dòng)力學(xué)曲線比較二、同工酶概念概念 ：同工酶同工酶是指能催化相同的化學(xué)反應(yīng)，但酶是指能催化相同的化學(xué)反應(yīng)，但酶蛋白的分子結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)和免疫性能等方蛋白的分子結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)和免疫性能等方面都存在明顯差異的一組酶。一般為寡聚蛋面都存在明顯差異的一組酶。一般為寡聚蛋白。白。原級(jí)同工酶原級(jí)同工酶-指不同基因編碼產(chǎn)生的同工酶指不同基因編碼產(chǎn)生的同工酶.次級(jí)同工酶次級(jí)同工酶-指酶蛋白合成后由于修飾加工指酶蛋白合成后由于修飾加工而產(chǎn)生的不同分子形式。而產(chǎn)生的不同分子形式。同工酶舉例同工酶舉例：1959年，用電泳分離法發(fā)現(xiàn)動(dòng)物的年，用電泳分離法發(fā)現(xiàn)動(dòng)物的乳酸脫乳酸脫氫酶氫酶具有多種分子形式。具有多種分子形式。H HH HH HH HH HH HH HMMH HH HMMMMH HMMMMMMMMMMMMMMLDHLDH1 1 (H(H4 4)LDHLDH2 2(H(H3 3M)M)LDH LDH3 3(H(H2 2MM2 2)LDHLDH4 4(HM(HM3 3)LDHLDH5 5 (M(M4 4)乳酸脫氫酶的同工酶LDH1(H4)LDH2(H3M)LDH3(H2M2)LDH4(HM3)LDH5(M4)心肌心肌 腎腎 肝肝 骨骼肌骨骼肌 血清血清-+不同組織中不同組織中LDH同工酶的電泳圖譜同工酶的電泳圖譜 在醫(yī)學(xué)上用于疾病診斷，在醫(yī)學(xué)上用于疾病診斷，心、肝病變時(shí)引心、肝病變時(shí)引起的血清起的血清LDHLDH同工酶的變化規(guī)律：同工酶的變化規(guī)律：心臟疾病心臟疾病 LDH2和和LDH4上升，上升，LDH3和和LDH5下降。下降。急性肝炎急性肝炎 LDH5明顯上升，隨病情好轉(zhuǎn)而恢明顯上升，隨病情好轉(zhuǎn)而恢復(fù)正常。復(fù)正常。應(yīng)用：在農(nóng)業(yè)上，作為遺傳標(biāo)記被用于優(yōu)勢(shì)雜交在農(nóng)業(yè)上，作為遺傳標(biāo)記被用于優(yōu)勢(shì)雜交組合的預(yù)測(cè)、遺傳分類(lèi)研究等。組合的預(yù)測(cè)、遺傳分類(lèi)研究等。心肌梗死和肝病病人血清心肌梗死和肝病病人血清LDHLDH同工酶譜的變化同工酶譜的變化1 1酶酶活活性性心肌心肌梗死梗死酶譜酶譜正常酶譜正常酶譜肝病酶譜肝病酶譜2 23 34 45 5三、共價(jià)調(diào)節(jié)酶概念：概念：共價(jià)調(diào)節(jié)酶也叫共價(jià)修飾酶，通過(guò)共價(jià)修共價(jià)調(diào)節(jié)酶也叫共價(jià)修飾酶，通過(guò)共價(jià)修飾與去修飾作用，使酶發(fā)生活性與非活性的可飾與去修飾作用，使酶發(fā)生活性與非活性的可逆轉(zhuǎn)變。逆轉(zhuǎn)變。常見(jiàn)的共價(jià)修飾與去修飾作用類(lèi)型：常見(jiàn)的共價(jià)修飾與去修飾作用類(lèi)型：磷酸化磷酸化/脫磷酸化，腺苷?；摿姿峄佘挣；?脫腺苷?；?，脫腺苷?；阴；阴；?脫乙?；蜍挣；撘阴；?，尿苷?；?脫尿苷酰化，脫尿苷酰化，甲基化甲基化/脫甲基化，脫甲基化，S-S/SHS-S/SH相互轉(zhuǎn)變。相互轉(zhuǎn)變。酶的磷酸化與脫磷酸化酶的磷酸化與脫磷酸化 -OHThrSerTyr酶蛋白酶蛋白H2OPi磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶 ATPADP蛋白激酶蛋白激酶ThrSerTyr-O-PO32-酶蛋白酶蛋白糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶是共價(jià)調(diào)節(jié)酶最典型的例子是共價(jià)調(diào)節(jié)酶最典型的例子糖原磷酸化酶催化的反應(yīng)：糖原磷酸化酶催化的反應(yīng)：催化糖原的磷酸解，生成催化糖原的磷酸解，生成G-1-PG-1-P。糖原G-1-P+糖原+H3PO4糖原磷酸化酶（n-1個(gè)Glc基）（n個(gè)Glc基）共價(jià)修飾調(diào)節(jié)共價(jià)修飾調(diào)節(jié) 酶酶 酶酶蛋蛋白白分分子子中中的的某某些些基基團(tuán)團(tuán)可可以以在在其其他他酶酶的的催催化化下下發(fā)發(fā)生生共共價(jià)價(jià)修修飾飾，從從而而導(dǎo)導(dǎo)致致酶酶活活性性的的改改變，稱(chēng)為變，稱(chēng)為共價(jià)修飾調(diào)節(jié)共價(jià)修飾調(diào)節(jié)。共共 共共價(jià)價(jià)修修飾飾調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)也也是是體體內(nèi)內(nèi)快快速速調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)代代謝謝活活動(dòng)的一種重要的方式。動(dòng)的一種重要的方式。最最共價(jià)修飾調(diào)節(jié)的特點(diǎn)：共價(jià)修飾調(diào)節(jié)的特點(diǎn)：酶以酶以?xún)煞N不同修飾兩種不同修飾和不同活性的形式存在；和不同活性的形式存在；有有共價(jià)鍵共價(jià)鍵的變化；的變化；受受其他調(diào)節(jié)因素其他調(diào)節(jié)因素（如激素）的影響；（如激素）的影響；一般為一般為耗能耗能過(guò)程；過(guò)程；存在存在放大效應(yīng)放大效應(yīng)。共共共共價(jià)價(jià)價(jià)價(jià)修修修修飾飾飾飾反反反反應(yīng)應(yīng)應(yīng)應(yīng)的的的的例例例例子子子子反應(yīng)類(lèi)型反應(yīng)類(lèi)型 共價(jià)修飾共價(jià)修飾 被修飾的氨基酸殘基被修飾的氨基酸殘基磷酸化磷酸化腺苷?；佘挣；蜍挣；蜍挣；疶yr,Ser,Thr.HisTyrTyr甲基化甲基化GluS-腺苷腺苷-MetS-腺苷腺苷-同型同型 Cys 級(jí)聯(lián)系統(tǒng)調(diào)控級(jí)聯(lián)系統(tǒng)調(diào)控級(jí)聯(lián)系統(tǒng)調(diào)控級(jí)聯(lián)系統(tǒng)調(diào)控糖原分解示意圖糖原分解示意圖糖原分解示意圖糖原分解示意圖意義意義：由于由于酶的共價(jià)修飾酶的共價(jià)修飾反應(yīng)是酶促反反