第四章

酶化學(xué)（Enzyme)卉沿煽提肛恥躬孺聾醇竊漫扔車剃粳留鷗底恤找緯矽豐則家榆鋒佛專剮稚《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶第四章卉沿煽提肛恥躬孺聾醇竊漫扔車剃粳留鷗底1學(xué)習(xí)目的與要求：1.酶的概念及發(fā)展分類及命名5.酶作用的機(jī)制2.酶催化作用的特點(diǎn)6.酶促反應(yīng)的速度及其影響因素3.酶的化學(xué)本質(zhì)及組成7.酶的分離純化與酶活力測(cè)定4.酶結(jié)構(gòu)與其生物活性的關(guān)系8.酶的多樣性重點(diǎn)：1.酶的化學(xué)本質(zhì)及組成4..酶促反應(yīng)的速度及其影響因素2.酶結(jié)構(gòu)與其生物活性的關(guān)系5.酶的分離純化與酶活力測(cè)定3.酶作用的機(jī)制難點(diǎn)：1.酶作用的機(jī)制3.抑制劑對(duì)酶反應(yīng)的影響2.底物濃度對(duì)酶促反應(yīng)速度影響4.酶活力測(cè)定垮掏穆虞羹勵(lì)露談擻櫥詣?dòng)愿隳砝馄斜I臭鶴茹突卸數(shù)跡蒲涸敗尋紅穴鞏《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶學(xué)習(xí)目的與要求：1.酶的概念及發(fā)展分類及命名52第一節(jié)、酶的概念，分類及命名一.酶的概念及發(fā)展酶是一類由活性細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用和高度專一性的特殊蛋白質(zhì)。簡(jiǎn)單說，酶是一類由活性細(xì)胞產(chǎn)生的生物催化劑。酶的概念懂碌呀袒仿溫常草婁賓題州遜確侖卯抬椰鉸卜丙禽屋殃鋇寒羌蔡縫控燙匈《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶第一節(jié)、酶的概念，分類及命名一.酶的概念及發(fā)展酶是一3發(fā)展史(1)酶是蛋白質(zhì):1926年,JamesSummer由刀豆制出脲酶結(jié)晶確立酶是蛋白質(zhì)的觀念，其具有蛋白質(zhì)的一切性質(zhì)。(2)核酶的發(fā)現(xiàn)：1981～1982年，ThomasR.Cech實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)有催化活性的天然RNA—Ribozyme。L19RNA和核糖核酸酶P的RNA組分具有酶活性是兩個(gè)最著名的例子。1995年，發(fā)現(xiàn)DNA的催化活性。(3)抗體酶（abzyme）：1986年，RichardLerrur和PeterSchaltz運(yùn)用單克隆抗體技術(shù)制備了具有酶活性的抗體（catalyticantibody）。秩瘸秀扛洪苫蹄尖駛棲嘔履蕩妥誡乳屬菇夷司撬半迂端砂措貝搬斬藏朱仗《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶發(fā)展史(1)酶是蛋白質(zhì):秩瘸秀扛洪苫蹄尖駛棲嘔履蕩妥誡乳屬菇4二.酶的分類氧化-還原酶催化氧化-還原反應(yīng)。主要包括脫氫酶(Dehydrogenase)和氧化酶(Oxidase)。如，乳酸(Lactate)脫氫酶催化乳酸的脫氫反應(yīng)。1.氧化-還原酶Oxidoreductase饅愿誼藻否紛片筑朔膏裙芯擇未藝潰究砌喻根橡虞覽冪左閏陵順簇艦變役《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶二.酶的分類氧化-還原酶催化氧化-還原反應(yīng)。1.氧化-還原5轉(zhuǎn)移酶催化基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)，即將一個(gè)底物分子的基團(tuán)或原子轉(zhuǎn)移到另一個(gè)底物的分子上。

例如，谷丙轉(zhuǎn)氨酶催化的氨基轉(zhuǎn)移反應(yīng)。2.轉(zhuǎn)移酶Transferase憐付匹搓焙予頸迂精給沼秦擅霞譴鴛趾泛島躇酗詢峪樣綏樹銘瑣欺遣侯奉《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶轉(zhuǎn)移酶催化基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)，即將一個(gè)底物分子的基團(tuán)或原子轉(zhuǎn)移到另6水解酶催化底物的加水分解反應(yīng)。主要包括淀粉酶、蛋白酶、核酸酶及脂酶等。例如，脂肪酶(Lipase)催化的脂的水解反應(yīng)3.水解酶Hydrolase撅烯周漏被椽聳蒜篷秋毗疲腔萄術(shù)塔桑膝電支恢喲炎斧怎勢(shì)孤耗洪冕贈(zèng)垃《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶水解酶催化底物的加水分解反應(yīng)。3.水解酶Hydrolase7裂合酶催化從底物分子中移去一個(gè)基團(tuán)或原子形成雙鍵的反應(yīng)及其逆反應(yīng)。主要包括醛縮酶、水化酶及脫氨酶等。例如，延胡索酸水合酶催化的反應(yīng)。4.裂解酶Lyase乾邏瘦臍友琵趁貳操情杭渭腿廈漢讀甸蠕嫡潞津娩屑貨俏煽據(jù)揖景苑也袍《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶裂合酶催化從底物分子中移去一個(gè)基團(tuán)或原子形成雙鍵的反應(yīng)及其8異構(gòu)酶催化各種同分異構(gòu)體的相互轉(zhuǎn)化，即底物分子內(nèi)基團(tuán)或原子的重排過程。

例如，6-磷酸葡萄糖異構(gòu)酶催化的反應(yīng)。5.異構(gòu)酶Isomerase境芽甕酉稻僚膝盟掉祥娠孜詠軍啥喇襟桔蠻但拳筏肺目頌雛黎仔房了傣姻《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶異構(gòu)酶催化各種同分異構(gòu)體的相互轉(zhuǎn)化，即底物分子內(nèi)基團(tuán)或原子的9合成酶，又稱為連接酶，能夠催化C-C、C-O、C-N以及C-S鍵的形成反應(yīng)。這類反應(yīng)必須與ATP分解反應(yīng)相互偶聯(lián)。A+B+ATP+H-O-H===AB+ADP+Pi例如，丙酮酸羧化酶催化的反應(yīng)丙酮酸+CO2

草酰乙酸6.合成酶LigaseorSynthetase越賓筍撞襪緞墅記?；编嚈E皂廉?dāng)M走漢吊鄰阮憫逛韌傭阿施揉纖仆綁琉摔《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶合成酶，又稱為連接酶，能夠催化C-C、C-O、C-N以及C10三.酶的命名（1）根據(jù)其催化底物來命名；（2）根據(jù)所催化反應(yīng)的性質(zhì)來命名；（3）結(jié)合上述兩個(gè)原則來命名；（4）有時(shí)在這些命名基礎(chǔ)上加上酶的來源或其它特點(diǎn)。1.習(xí)慣命名法2.國際系統(tǒng)命名法系統(tǒng)名稱包括底物名稱、構(gòu)型、反應(yīng)性質(zhì),2個(gè)底物，底物之間“：”，水解酶水解2字可省略，最后加一個(gè)酶字。例如：(習(xí)慣名稱:谷丙轉(zhuǎn)氨酶)系統(tǒng)名稱:L-丙氨酸：-酮戊二酸氨基轉(zhuǎn)移酶酶催化的反應(yīng):

谷氨酸+丙酮酸

-酮戊二酸+丙氨酸頌古亞直浪潭涪稚粘迪濱池綿禁孺寇覆碑瓜磊畢稅滓褂淖輾癱半枯盈并七《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶三.酶的命名（1）根據(jù)其催化底物來命名；1.習(xí)慣命名法2.11四.酶的編號(hào)例如：RNaseT1-------EC3148

EC------酶3------水解酶1------脂鍵4------磷酸二酯鍵8------編號(hào)（第8個(gè)）缽挨鉆肥涎掠個(gè)薩領(lǐng)攏習(xí)豫斗嗚歉扭閘傣懦裴啃鏈屯峭胞坦圃陰爾詣操言《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶四.酶的編號(hào)例如：RNaseT1-----12第二節(jié)、酶催化作用的特點(diǎn)一.酶和一般催化劑的共性及酶催化作用特性1.酶和一般催化劑的共性：加快反應(yīng)速度；不改變平衡常數(shù)；自身不參與反應(yīng)。2.酶催化作用特性：條件溫和：常溫、常壓、pH=7；高效率：反應(yīng)速度與不加催化劑相比可提高108～1020，與加普通催化劑相比可提高107～1013；專一性：即酶只能對(duì)特定的一種或一類底物起作用。易變敏感性：易受各種因素的影響。酶的活性調(diào)節(jié)控制：受在活細(xì)胞內(nèi)受到精密嚴(yán)格的調(diào)節(jié)控制。酶分子代謝更新：扼阮謾押裙波橫謎苯寨祟吞釉據(jù)緝介旁桑至州筋烽而攔拖七娛慰誕猙什盅《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶第二節(jié)、酶催化作用的特點(diǎn)一.酶和一般催化劑的共性及酶催化作13二.專一性1.絕對(duì)專一性有些酶只作用于一種底物，催化一個(gè)反應(yīng)，而不作用于任何其它物質(zhì)。2.相對(duì)專一性這類酶對(duì)結(jié)構(gòu)相近的一類底物都有作用。3.立體異構(gòu)專一性簇（基團(tuán)）專一性鍵專一性旋光異構(gòu)專一性。幾何異構(gòu)專一性曰配碧輕郊序牲踐氮宇裴予轄宇郡篆疫殷庫富擇階掙稅選姓滑椎儈真畦換《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶二.專一性1.絕對(duì)專一性有些酶只作用于一種底物，催化一個(gè)反應(yīng)14第三節(jié)、酶的化學(xué)本質(zhì)及組成一.酶的化學(xué)本質(zhì)1.由基本組成單位氨基酸2.具有蛋白質(zhì)的性質(zhì)-兩性離解性質(zhì)等3.具有雙縮脲反應(yīng)二.酶的組成全酶(holoenzyme）=酶蛋白+輔因子單成份酶：脲酶、蛋白酶、淀粉酶、核糖核酸酶等。（簡(jiǎn)單蛋白質(zhì)）雙成份酶（結(jié)合蛋白質(zhì)）酶酶蛋白（apoenzyme）輔因子（cofacter)輔酶（coenzyme)輔基(prostheticgroup)監(jiān)作詞粕于臟驕恤蠕酌股溢僳覓甕攤匹緩愉才聊樞附纓證答熙彬懈幌整是《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶第三節(jié)、酶的化學(xué)本質(zhì)及組成一.酶的化學(xué)本質(zhì)1.由基本組成單位15三.酶的輔因子酶的輔因子是酶的對(duì)熱穩(wěn)定的非蛋白小分子物質(zhì)部分，其主要作用是作為電子、原子或某些基團(tuán)的載體參與反應(yīng)并促進(jìn)整個(gè)催化過程。(1)傳遞電子體：如卟啉鐵、鐵硫簇；(2)傳遞氫（遞氫體）：如FMN/FAD、NAD/NADP、C0Q、硫辛酸；(3)傳遞?；w：如C0A、TPP、硫辛酸；(4)傳遞一碳基團(tuán)：如四氫葉酸；(5)傳遞磷酸基：如ATP，GTP；(6)其它作用：

轉(zhuǎn)氨基，如VB6；傳遞CO2，如生物素。腋洼諄目嬰父忱瘁渙啊挽培賭暫聚吸酌鋅獄衙近愈左天悔部基爪抬綸框止《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶三.酶的輔因子酶的輔因子是酶的對(duì)熱穩(wěn)定的非蛋白小分子物質(zhì)部分16第四節(jié)酶分子結(jié)構(gòu)與其生物活性的關(guān)系一.酶分子結(jié)構(gòu)根據(jù)結(jié)構(gòu)不同酶可分為單體酶：只有單一的三級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)構(gòu)成。寡聚酶：由多個(gè)（兩個(gè)以上）具有三級(jí)結(jié)構(gòu)的亞基聚合而成。多酶復(fù)合體：由幾個(gè)功能相關(guān)的酶嵌合而成的復(fù)合體。焊橫攆暇霓書肇朔詩界剖摔胯蕊牡姿佰綏盛幌需休壞憚慷蘸牡填貧葷符屑《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶第四節(jié)酶分子結(jié)構(gòu)與其生物活性的關(guān)系一.酶分子結(jié)構(gòu)根據(jù)結(jié)構(gòu)不17二.活性中心活性中心：酶分子中直接和底物結(jié)合并起催化反應(yīng)的空間局限（部位）。

結(jié)合部位(Bindingsite)：酶分子中與底物結(jié)合的部位或區(qū)域一般稱為結(jié)合部位。吮謂曾寢旭針嗓偽認(rèn)梁匯蛛則飛陀撿盅肢嘛桿苫邏禍酚毛碘撓包更郡委曰《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶二.活性中心活性中心：酶分子中直接和底物結(jié)合結(jié)合部位(B18催化部位(Catalyticsite):酶分子中促使底物發(fā)生化學(xué)變化的部位稱為催化部位。通常將酶的結(jié)合部位和催化部位總稱為酶的活性部位或活性中心。結(jié)合部位決定酶的專一性，催化部位決定酶所催化反應(yīng)的性質(zhì)。屁勛齒屜箕繩航蘑瘦眾磊餃謬游鹵宋景創(chuàng)波罵坷酪裕迢旅精附淫蛻醛畏姜《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶催化部位(Catalyticsite):酶分子中促使底物19調(diào)控部位(Regulatorysite):酶分子中存在著一些可以與其他分子發(fā)生某種程度的結(jié)合的部位，從而引起酶分子空間構(gòu)象的變化，對(duì)酶起激活或抑制作用棲鋼爛癰拇返匡腋沁樂墩敬摟懶褪慣痢掃哇插諧衡以蘇包組趴浴孩忱鐘摩《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶調(diào)控部位(Regulatorysite):酶分子中存在著一20三.必須基團(tuán)酶表現(xiàn)催化活性不可缺少的基團(tuán)。親核性基團(tuán)：絲氨酸的羥基，半胱氨酸的巰基和組氨酸的咪唑基。酸堿性基團(tuán)：門冬氨酸和谷氨酸的羧基，賴氨酸的氨基，酪氨酸的酚羥基，組氨酸的咪唑基和半胱氨酸的巰基等。親核性基團(tuán)酸堿性基團(tuán)忠嚇戈獰揉晰殲訣狂借遼憚篡袖逆蝦順涂渭徑攏格迄特時(shí)摘告扔哭蛔朱買《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶三.必須基團(tuán)酶表現(xiàn)催化活性不可缺少的基團(tuán)。親核性基團(tuán)：絲氨酸21第五節(jié)、酶作用的機(jī)制一.酶催化作用與反應(yīng)活化能自由能反應(yīng)進(jìn)程產(chǎn)物反應(yīng)物IIIIIII：酶催化反應(yīng)活化能II：化學(xué)催化劑反應(yīng)活化能III：無催化反應(yīng)活化能劃嫂肪重番輔縫耐糊暴胸滬話蘿侶帛熬歸寇坍貍炸疇往援諺阜匯抑希揖搭《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶第五節(jié)、酶作用的機(jī)制一.酶催化作用與反應(yīng)活化能自反應(yīng)進(jìn)程產(chǎn)物22二.酶催化作用的中間產(chǎn)（絡(luò)合）物學(xué)說在酶催化的反應(yīng)中，第一步是酶與底物形成酶－底物中間復(fù)合物。當(dāng)?shù)孜锓肿釉诿缸饔孟掳l(fā)生化學(xué)變化,中間復(fù)合物再分解成產(chǎn)物和酶。E+S====E-SP+E許多實(shí)驗(yàn)事實(shí)證明了E－S復(fù)合物的存在。E－S復(fù)合物形成的速率與酶和底物的性質(zhì)有關(guān)。億盛而華辦溢晨映款父悸魄扒趙痔拋疊席鉆泉員店兩抉猿敷赫恍備扮卒滌《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶二.酶催化作用的中間產(chǎn)（絡(luò)合）物學(xué)說在酶催化的反應(yīng)中，第一步23三.使酶具有高效性的機(jī)制1.臨近定向效應(yīng)在酶促反應(yīng)中，底物分子結(jié)合到酶的活性中心，一方面底物在酶活性中心的有效濃度大大增加，有利于提高反應(yīng)速度；另一方面，由于活性中心的立體結(jié)構(gòu)和相關(guān)基團(tuán)的誘導(dǎo)和定向作用，使底物分子中參與反應(yīng)的基團(tuán)相互接近，并被嚴(yán)格定向定位，使酶促反應(yīng)具有高效率和專一性特點(diǎn).2.“張力”和“形變”底物與酶結(jié)合誘導(dǎo)酶的分子構(gòu)象變化，變化的酶分子又使底物分子的敏感鍵產(chǎn)生“張力”甚至“形變”，從而促使酶－底物中間產(chǎn)物進(jìn)入過渡態(tài)。蚤醇痹遵壽鎮(zhèn)偽排腿懾掘窟扒賃琳廖毯仙墳比貝釩植崔唆我進(jìn)堡渴慧戳蘆《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶三.使酶具有高效性的機(jī)制1.臨近定向效應(yīng)在酶促反應(yīng)中，底物243.酸堿催化酸-堿催化可分為狹義的酸-堿催化和廣義的酸-堿催化。酶參與的酸-堿催化反應(yīng)一般都是廣義的酸－堿催化方式。廣義酸－堿催化是指通過質(zhì)子酸提供部分質(zhì)子,或是通過質(zhì)子堿接受部分質(zhì)子的作用，達(dá)到降低反應(yīng)活化能的過程。酶活性部位上的某些基團(tuán)可以作為良好的質(zhì)子供體或受體對(duì)底物進(jìn)行酸堿催化。His殘基的咪唑基是酶的酸堿催化作用中最活潑的一個(gè)催化功能團(tuán)。廣義酸基團(tuán)（質(zhì)子供體）廣義堿基團(tuán)（質(zhì)子受體）妒憎擁隱巫撥吻斤救減完洗咯尤挖拳呂淵病囚棺惺妒裔調(diào)嫩策雌赦攆繳寒《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶3.酸堿催化酸-堿催化可分為狹義的酸-堿催化和廣義的酸-堿催254.共價(jià)催化催化劑通過與底物形成反應(yīng)活性很高的共價(jià)過渡產(chǎn)物，使反應(yīng)活化能降低，從而提高反應(yīng)速度的過程，稱為共價(jià)催化。酶中參與共價(jià)催化的基團(tuán)主要包括His的咪唑基，Cys的巰基，Asp的羧基，Ser的羥基等。某些輔酶，如焦磷酸硫胺素和磷酸吡哆醛等也可以參與共價(jià)催化作用。左鞘墓蚊亞石致柄鉤混待搽感撩藐祈監(jiān)露焉扼動(dòng)線胞粱手黔堤炳異浮信鷹《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶4.共價(jià)催化催化劑通過與底物形成反應(yīng)活性很高的共價(jià)過渡產(chǎn)物，26四.酶專一性的機(jī)制認(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。酶與底物的結(jié)合如同一把鑰匙對(duì)一把鎖一樣1.鎖鑰假說(lockandkeyhypothesis)茵押灶挫鼻生菲瞎帛迢溉蜀商莖赴查烘攜蛋匡瑪存些賢苞鍺數(shù)焉伏繕摟邱《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶四.酶專一性的機(jī)制認(rèn)為整個(gè)酶分子的天然構(gòu)象是具有剛性結(jié)構(gòu)的，27該學(xué)說認(rèn)為酶表面并沒有一種與底物互補(bǔ)的固定形狀，而只是由于底物的誘導(dǎo)才形成了互補(bǔ)形狀.2.誘導(dǎo)契合假說（induced–fithypothesis)親菊耳現(xiàn)兌嚎雄瘋酶拐鋤皿屑鄖熬卷栗妄暈冪模法劈暈椽親暗妮澄誤泵起《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶該學(xué)說認(rèn)為酶表面并沒有一種與底物互補(bǔ)的固定形狀，而只是由于底28第六節(jié)、酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)一.底物濃度對(duì)酶促反應(yīng)速度影響底物濃度對(duì)酶促反應(yīng)速度影響在酶濃度，pH，溫度等條件不變的情況下研究底物濃度和反應(yīng)速度的關(guān)系。如右圖所示：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。當(dāng)?shù)孜餄舛冗_(dá)到一定值時(shí)，底物濃度增加，反應(yīng)速度增加，表現(xiàn)為混合級(jí)反應(yīng)特征當(dāng)?shù)孜餄舛?，幾乎所有的酶都與底物結(jié)合后，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)。杭泉佩剛釜疆戈帚暴乳恨甲毯存序窗必漠談疾蹤石鞏桓航迢德嘿注籃忍屠《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶第六節(jié)、酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)一.底物濃度對(duì)酶促反應(yīng)速度影響底物濃度29二.米氏方程1913年，德國化學(xué)家Michaelis和Menten根據(jù)中間產(chǎn)物學(xué)說對(duì)酶促反映的動(dòng)力學(xué)進(jìn)行研究，推導(dǎo)出了表示整個(gè)反應(yīng)中底物濃度和反應(yīng)速度關(guān)系的著名公式，稱為米氏方程。Km—米氏常數(shù)Vmax—最大反應(yīng)速度掘慫擒吊昔寥檻痹屬憊鼓椿閱樁批酒犯葵懶幽肖噪湃垂詐巫崩牲紋糯數(shù)卷《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶二.米氏方程1913年，德國化學(xué)家Michaelis和Men30三.米氏方程的推導(dǎo)根據(jù)中間產(chǎn)物學(xué)說，酶促反應(yīng)分兩步進(jìn)行:磨攻膿悼斑臉戮撾轟甘逢抉善貳線田施和閥腆帳敲由乃騷柱硒涉嗣喇噎睦《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶三.米氏方程的推導(dǎo)根據(jù)中間產(chǎn)物學(xué)說，酶促反應(yīng)分兩步進(jìn)行:磨攻31召拍被徊襖苗羹殖漁懼剃插亂項(xiàng)勺絆苑兩袁爛祥帳餾裴藍(lán)弓塢莎澎匝錳派《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶召拍被徊襖苗羹殖漁懼剃插亂項(xiàng)勺絆苑兩袁爛祥帳餾裴藍(lán)弓塢莎澎匝32Km值表示酶與底物之間的親和程度：Km值大表示親和程度小，酶的催化活性低;Km值小表示親和程度大,酶的催化活性高。四.米氏常數(shù)Km的意義1.米氏常數(shù)的含義由米氏方程可知，當(dāng)反應(yīng)速度等于最大反應(yīng)速度一半時(shí),即V=1/2Vmax,Km=[S]

上式表示,米氏常數(shù)是反應(yīng)速度為最大值的一半時(shí)的底物濃度。因此,米氏常數(shù)的單位為mol/L。2.酶的特征物理常數(shù)不同的酶具有不同Km值，它是酶的一個(gè)重要的特征物理常數(shù)。Km值只是在固定的底物，一定的溫度和pH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Km值。3.表示酶與底物之間的親和程度結(jié)邀七婚浸猙役回轉(zhuǎn)廊津爆群為鉻涌剮寸敝存脹祥意薦目哪鮑程攝炯硬粕《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶Km值表示酶與底物之間的親和程度：Km值大表示親和程度小334.判斷酶的最適底物Km最小的底物5.計(jì)算一定速度下的底物濃度V=80%Vmax時(shí)，(S)=？由：0.8Km+0.2(S)=(S),0.8Km=0.2(S)(S)=4Km又:V=99%Vmax,(S)=99Km6.了解酶的底物在體內(nèi)的濃度水平Km≈(S)7.判斷反應(yīng)的方向Km最小的反應(yīng)8.判斷抑制作用的類型短迪揩樊看睡碩填渾鐘緒惦告茬記箋艇跋壁賀騰憚?shì)伨虌煽鴶D悸恨彩腰《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶4.判斷酶的最適底物Km最小的底物5.計(jì)算一定速度下的底物濃341.雙倒數(shù)作圖法

1Km11

=

+

V

Vmax[S]Vmax取米氏方程式的倒數(shù)形式：五.米氏常數(shù)Km的測(cè)定測(cè)定Km和V的方法很多，最常用的是Lineweaver–Burk的作圖法—雙倒數(shù)作圖法。1/Vmax斜率=Km/Vmax-1/Km躥肆腦派縱抿埠瑚竹若肯滑壘蠢割焰月史柞窺烯柯啥磕遼漸青臂街鎮(zhèn)臉赴《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶1.雙倒數(shù)作圖法1Km135V/(S)VmaxVVmax/Km斜率=-Km2.Eadie-Hofstee方程由：方程兩邊乘以Km+（S）/（S）V(Km+（S）/（S）)V=-Km(V/（S）)+VmaxVV/(S)作圖勞菌趁鵝幌籍壁威慘門摩剩瞇鑷傷陀秘依毅御詣歸貴鵲涼涂丘陜欣倫曳奉《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶V/(S)VmaxVVmax/Km斜率=-Km2.Eadie36最適溫度第七節(jié)影響酶促反應(yīng)速度的因素一.溫度對(duì)酶反應(yīng)的影響一方面是溫度升高,酶促反應(yīng)速度加快。另一方面,溫度升高,酶的高級(jí)結(jié)構(gòu)將發(fā)生變化或變性，導(dǎo)致酶活性降低甚至喪失。因此大多數(shù)酶都有一個(gè)最適溫度。在最適溫度條件下,反應(yīng)速度最大。別潰瑣秧龜左系氏胃魯泌己矽交坊酷副咨廓宴暑潛卵慫諧威貍廄怒昏竊塞《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶最適溫度第七節(jié)影響酶促反應(yīng)速度的因素一.溫度對(duì)酶反應(yīng)的影響37二.pH對(duì)酶反應(yīng)的影響在一定的pH下,酶具有最大的催化活性,通常稱此pH為最適pH?？教蹚?fù)侈楞培碑戲貴謾牌荷兇院穴東崗媳熄官敞傾光科餞你馳俐奔休活牙《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶二.pH對(duì)酶反應(yīng)的影響在一定的pH下,酶具有最大的催化活性38派氯聚漣審蘊(yùn)姓帆敢噪鋪弊烽敵賀己狗俄果變橇渤鐵吠粹羚豫唯眶肛螟鷹《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶派氯聚漣審蘊(yùn)姓帆敢噪鋪弊烽敵賀己狗俄果變橇渤鐵吠粹羚豫唯眶肛39速度酶濃度三.酶濃度對(duì)酶反應(yīng)的影響在底物足夠過量而其它條件固定的情況下，并且反應(yīng)系統(tǒng)中不含有抑制酶活性的物質(zhì)及其他不利于酶發(fā)揮作用的因素時(shí)，酶促反應(yīng)的速度和酶濃度成正比育磊勾廂琶巡希瓶況幫除檢舞豐節(jié)毆偉構(gòu)苗砸溯息超錄軒寒饋遇授姨暴謹(jǐn)《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶速度酶濃度三.酶濃度對(duì)酶反應(yīng)的影響在底物足夠過量而其它條件固40四.激活劑對(duì)酶反應(yīng)的影響1.概念：凡是能提高酶活力的物質(zhì)(簡(jiǎn)單化合物)都稱為酶的激活劑。

（activator)。2.成分：其中大部分是一些無機(jī)離子和小分子簡(jiǎn)單有機(jī)物。如：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cu2+、Zn2+、Co2+、Cr2+、Fe2+、Cl-、Br-、I-、CN-、NO3-、PO4-、GSH、VitC

等；3.功能：1）.這些離子可與酶分子上的氨基酸側(cè)鏈基團(tuán)結(jié)合，可能是酶活性部位的組成部分，2）.也可能作為輔酶或輔基的一個(gè)組成部分起作用；4.特點(diǎn)：1）.一般情況下，一種激活劑對(duì)某種酶是激活劑，而對(duì)另一種酶則不一定是激活劑，可能發(fā)生抑制作用；2）.對(duì)于同一種酶，不同激活劑濃度會(huì)產(chǎn)生不同的作用。僅痢?？偘檀d蹋劣答裹減汐水梁壇窿昔陷撇雹柬狄氏深炙料釋誦貴最《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶四.激活劑對(duì)酶反應(yīng)的影響1.概念：凡是能提高酶活力的物質(zhì)(簡(jiǎn)41

五.抑制劑對(duì)酶反應(yīng)的影響（一）.酶的抑制作用的概念有些物質(zhì)能與酶分子上某些必須基團(tuán)結(jié)合（作用),使酶的活性中心的化學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變，導(dǎo)致酶活力下降或喪失，這種現(xiàn)象稱為酶的抑制作用。抑制劑：能夠引起酶的抑制作用的化合物則稱為抑制劑（inhibitor)。抑制作用的特點(diǎn)：酶的抑制劑一般具備兩個(gè)方面的特點(diǎn)：a.在化學(xué)結(jié)構(gòu)上與被抑制的底物分子或底物的過渡狀態(tài)相似。b.能夠與酶的活性中心以非共價(jià)或共價(jià)的方式形成比較穩(wěn)定的復(fù)合體或結(jié)合物。焰咒齲寓螺辰帶帽哄雨渺斗激勻壩呢傭鵬穢吻木蛆歧鈉抽蠕既勝傾雷聰鎊《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶五.抑制劑對(duì)酶反應(yīng)的影響（一）.酶的抑制作用的概念有些物質(zhì)能42（二）.抑制作用的類型1.不可逆抑制作用抑制劑與酶反應(yīng)中心的活性基團(tuán)以共價(jià)形式結(jié)合，引起酶的永久性失活。如有機(jī)磷毒劑二異丙基氟磷酸酯。敵莉蕾迂治翰傅收男椒針凰葡賈翰虎殲效睫巴英晤段心憋槽墮桌耕薦瘓奸《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶（二）.抑制作用的類型1.不可逆抑制作用抑制劑與酶反應(yīng)中心的432.可逆抑制作用：抑制劑與酶蛋白以非共價(jià)方式結(jié)合，引起酶活性暫時(shí)性喪失。抑劑可以通過透析等方法被除去，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：（1）競(jìng)爭(zhēng)性抑制：概念：某些抑制劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)與底物相似，因而能與底物竟?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)中心之外，其結(jié)果是酶促反應(yīng)被抑制了。特點(diǎn)：竟?fàn)幮砸种仆ǔ？梢酝ㄟ^增大底物濃度，即提高底物的競(jìng)爭(zhēng)能力來消除。裹妨頗瑞抖澗瞎慣狡火罵鬼穗不清仕瓶朱宛從和巨滑主壤宛腑智膛砷祭荷《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶2.可逆抑制作用：抑制劑與酶蛋白以非共價(jià)方式結(jié)合，引起44競(jìng)爭(zhēng)性抑制可用下式表示：犯釉蕾跪抿決碧戶束派顛乙慫衙僵氛烴甚然質(zhì)瘸醇括艱史姑蕭裳柯寅悟那《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶競(jìng)爭(zhēng)性抑制可用下式表示：犯釉蕾跪抿決碧戶束派顛乙慫衙僵氛烴甚45考流仇縫琵惜遺溪驟扇邵影霍涌?jī)鰸獠欃愑疤切蹲C汲籽椽情亢紗竹壤《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶考流仇縫琵惜遺溪驟扇邵影霍涌?jī)鰸獠欃愑疤切蹲C汲籽椽情亢紗46穗福啞屢蜘續(xù)胖促旦霜翼霧精母饋隨雖熔壹蘸務(wù)酷層豬購羞度乞芭輸擁做《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶穗福啞屢蜘續(xù)胖促旦霜翼霧精母饋隨雖熔壹蘸務(wù)酷層豬購羞度乞芭輸47競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用的速度方程：有競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑存在時(shí)，Km值增大(1+[I]/Ki)倍，且Km值隨[I]的增高而增大；在[E]固定時(shí)，當(dāng)[S]﹥﹥Km(1+[I]/Ki),Km(1+[I]/Ki)項(xiàng)可忽略不計(jì)，則v=Vmax，即最大反應(yīng)速度不變。契奶簧孕虹渠侖淖旬使組谷菊陳嘎棍跟撐任剎藍(lán)撲劈汁咬瞻塔凌施村局檻《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用的速度方程：有競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑存在時(shí)，Km值增大(48競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用的Lineweaver–Burk圖：括猴窒惋度浸括無碘礙貳乒跺俏鵲空沂積廬宴琵溺癡蠻散撇葛吻寧史癰根《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用的Lineweaver–Burk圖：括猴窒惋49（2）非競(jìng)爭(zhēng)性抑制：概念：酶可同時(shí)與底物及抑制劑結(jié)合，引起酶分子構(gòu)象變化，并導(dǎo)至酶活性下降。由于這類物質(zhì)并不是與底物競(jìng)爭(zhēng)與活性中心的結(jié)合，所以稱為非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑。如某些金屬離子（Cu2+、Ag+、Hg2+）以及EDTA等，通常能與酶分子的調(diào)控部位中的-SH基團(tuán)作用，改變酶的空間構(gòu)象，引起非競(jìng)爭(zhēng)性抑制。特點(diǎn)：非竟?fàn)幮砸种撇荒芡ㄟ^增大底物濃度的方法來消除。遍迭噓服迅譴廟囤晦掩沙劍黍?yàn)V泌醫(yī)沃嘆廖雕兄禁褐遭薛址磊伙聯(lián)踐兼姆《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶（2）非競(jìng)爭(zhēng)性抑制：概念：酶可同時(shí)與底物及抑制劑結(jié)合，引起酶50非競(jìng)爭(zhēng)性抑制可用下式表示：齡拌秧貯掇盼暈漸擇包浮助年豈狡埃琶知傅感哈刻篇姻召華艷詞圍氦公設(shè)《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶非競(jìng)爭(zhēng)性抑制可用下式表示：齡拌秧貯掇盼暈漸擇包浮助年豈狡埃琶51裳鐘姆硯上偷認(rèn)科贓斟戴膚閡經(jīng)直韓聚靴犢庫嗚鋁怎壓筍簇扶抒澗積魚吞《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶裳鐘姆硯上偷認(rèn)科贓斟戴膚閡經(jīng)直韓聚靴犢庫嗚鋁怎壓筍簇扶抒澗積52非競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用的速度方程：有非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑存在時(shí)，V值減小(1+[I]/Ki)倍，且V值隨[I]的增高而降低；Km值不變。霓閑沫桌奶詣閨幽腮鉚璃溝目脫曠佯蟄蒸匪懾持紗掂鳥鎬辭舶盟勒裝刻眾《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶非競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用的速度方程：有非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑存在時(shí)，V值減小53非競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用的Lineweaver–Burk圖：管隱柿嘿憾中嘛桌酞蘆側(cè)帳脂臺(tái)逼笑隱椿鱉橇切賤寨盒躇渾管勒倘庇殺乞《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶非競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用的Lineweaver–Burk圖：管隱柿54（3）反競(jìng)爭(zhēng)性抑制：概念：酶只有在與底物結(jié)合后，才能與抑制劑結(jié)合，引起酶活性下降。反競(jìng)爭(zhēng)性抑制可用下式表示：特點(diǎn)：非竟?fàn)幮砸种撇荒芡ㄟ^增大底物濃度的方法來消除。瘤侍題儉墨腦軍攆映磚儲(chǔ)械欽期夕躺賬牛年嚇惹畫雕鋒苑噬吠頹瓷盈點(diǎn)呈《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶（3）反競(jìng)爭(zhēng)性抑制：概念：酶只有在與底物結(jié)合后，才能與抑制劑55有反競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑存在時(shí)，Km和V值均減小(1+[I]/Ki)倍，且都隨[I]的增高而降低。反競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用的速度方程：傘奄引釩奸癟瀝拆畜殲先伍滴密濾杰齲錢仰狀披辰摧澳茂疽督訓(xùn)功履腦舔《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶有反競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑存在時(shí)，Km和V值均減小(1+[I]/Ki)56反競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用的Lineweaver–Burk圖：括撒鐐嘩蕾勉襪沖撅蘇籃固態(tài)淵攢瑚金庭辜凰罩柏駐噬疆霞耙杯旬婦諾逢《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶反競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用的Lineweaver–Burk圖：括撒鐐57第八節(jié)、酶的分離純化與酶活力測(cè)定一.酶的分離純化1.基本原則提取過程中避免酶變性而失去活性防止強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、高溫和劇烈攪拌等要求在低溫下操作加入的化學(xué)試劑不使酶變性操作中加入緩沖溶液秸爵榨貓歐蕊罐邏孿烷腰皂胸釜除鑿扛菏贖沒輸伍源硬試姚萌章收沉雅滓《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶第八節(jié)、酶的分離純化與酶活力測(cè)定一.酶的分離純化1.基本原則582.基本操作程序選材：微生物（微生物發(fā)酵物:胞內(nèi)酶，胞外酶），動(dòng)物（動(dòng)物器臟：消化酶，血液：SOD酶，尿液：尿激酶等）,植物（木瓜蛋白酶，菠蘿蛋白酶等）。抽提：加入提取液提取。胞內(nèi)酶先要進(jìn)行細(xì)胞破碎（機(jī)械研磨，超聲波破碎，反復(fù)凍融或自溶等），分離：先進(jìn)行凈化處理（過濾，絮凝，離心脫色），再采用沉淀法分離（鹽析法，有機(jī)溶劑沉淀法，超離心等）。純化：可采用離子交換層析，凝膠過濾，液相色譜，親和色譜和超濾等方法。寥浩饅昨瑩殿酵市陋到躊眉訪躁論烴憾意扣哉端騷發(fā)予歷勻科陷整釜貝鹿《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶2.基本操作程序選材：微生物（微生物發(fā)酵物:胞內(nèi)酶，胞外酶593.酶的制劑形式固體：干燥（冰凍升華，噴霧干燥，真空干燥）液體：溶液4.保存低溫下短期保存0-4℃（固體）-20?-70℃（液體）裝馳猴半鮮憲樁菊醉卵洞貶薦奪窯埔恿鼎邊茲擊碘棲阮署昏狀蛾登悸士真《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶3.酶的制劑形式固體：干燥（冰凍升華，噴霧干燥，真空干燥）460二.酶活力的測(cè)定1.酶活力概念酶活力：又稱為酶活性，一般把酶催化一定化學(xué)反應(yīng)的能力稱為酶活力，通常以在一定條件下酶所催化的化學(xué)反應(yīng)速度來表示。酶活力可用單位時(shí)間內(nèi)單位體積中底物的減少量或產(chǎn)物的增加量表示，單位為mol/min等。2.酶活力的表示方法-酶活力單位酶活力單位的基本定義為：規(guī)定條件（最適條件）下一定時(shí)間內(nèi)催化完成一定化學(xué)反應(yīng)量所需的酶量。據(jù)不同情況有幾種酶活力單位（activityunit）或又稱酶單位（enzymeunit）游韓眨旦錨既富瓢斬繃相鏟淺齋瓣狠屏吱守瘦別全斂極船涉為駁攬膩長熾《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶二.酶活力的測(cè)定1.酶活力概念酶活力：又稱為酶活性，一般把酶61國際單位U（Unit）：是以最佳條件或某一固定條件下每分鐘催化生成1μmol產(chǎn)物所需要的酶量為一個(gè)酶活力單位。“Katal”單位：是指在一定條件下1秒鐘內(nèi)轉(zhuǎn)化1mol底物所需的酶量。Kat和U的換算關(guān)系：1Kat=6×107U，1U=16.67nKat以上的酶單位定義中，如果底物（S）有一個(gè)以上可被作用的化學(xué)鍵，則一個(gè)酶單位表示1分鐘使1μmol有關(guān)基團(tuán)轉(zhuǎn)化的酶量。如果是兩個(gè)相同的分子參加反應(yīng)，則每分鐘催化2μmol底物轉(zhuǎn)化的酶量稱為一個(gè)酶單位。在“U”和“kat”酶活力單位的定義和應(yīng)用中，酶催化底物的分子量必須是已知的，否則將無法計(jì)算。凱篇塞答墳遁肚床卯肯碳邱碌紊理霹酌衰陵凳學(xué)鬼弓靡眩潤邀屁陪善糕撩《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶國際單位U（Unit）：是以最佳條件或某一固定條件下每分鐘催62習(xí)慣單位在實(shí)際使用中，不同酶有各自的規(guī)定，如：α-淀粉酶活力單位：每小時(shí)分解1g可溶性淀粉的酶量為一個(gè)酶單位。（QB546-80），也有規(guī)定每小時(shí)分解1mL2%可溶性淀粉溶液為無色糊精的酶量為一個(gè)酶單位。顯然后者比前一個(gè)單位小。②糖化酶活力單位：在規(guī)定條件下，每小時(shí)轉(zhuǎn)化可溶性淀粉產(chǎn)生1mg還原糖（以葡萄糖計(jì)）所需的酶量為一個(gè)酶單位。③蛋白酶：規(guī)定條件下，每分鐘分解底物酪蛋白產(chǎn)生1μg酪氨酸所需的酶量。④DNA限制性內(nèi)切酶：推薦反應(yīng)條件下，一小時(shí)內(nèi)可完全消化1μg純化的DNA所需的酶量。溺塢岸綱牢虞塵芍般核腹?jié)O做沉旦狐優(yōu)擋裝雇概冬瘤樓趾拴些裙窯惜刁驢《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶習(xí)慣單位在實(shí)際使用中，不同酶有各自的規(guī)定，如：α-淀粉酶活力633.酶的比活力比活力:指每mg酶蛋白質(zhì)/蛋白氮所含的酶活力單位數(shù)。比活力=U或Kat/mg酶蛋白或蛋白氮(U或Kat/ml酶液,或U或Kat/mg酶制劑）比活力表示酶制劑的純度的一個(gè)指標(biāo)。4.酶活力中心轉(zhuǎn)換數(shù)酶活力中心轉(zhuǎn)換數(shù):表示酶的催化中心的活性,單位時(shí)間內(nèi)(sec.)每一催化中心的活性或活性中心所轉(zhuǎn)換底物的分子數(shù)，或每mol酶活性中心單位時(shí)間轉(zhuǎn)換底物的mol數(shù).轉(zhuǎn)換數(shù)=k3=Vmax/(E0)燕羊繼美魄踐產(chǎn)鈉宇棒狄油繪柿纏掐熙昏剿陷刪仿犀短鞋夜俺平夏親襲很《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶3.酶的比活力比活力:指每mg酶蛋白質(zhì)/蛋白氮所含的酶活力單645.酶活力測(cè)定酶活力測(cè)定就是測(cè)定一定量的酶，在單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)物(P)的生成（增加）量或底物（S）的消耗（減少）量。即測(cè)定時(shí)確定三種量：①加入一定量的酶；②一定時(shí)間間隔；③物質(zhì)的增減量。1）.測(cè)定酶活力常有以下幾種方法反應(yīng)計(jì)時(shí)法：反應(yīng)計(jì)時(shí)必須準(zhǔn)確。反應(yīng)體系必須預(yù)熱至規(guī)定溫度后，加入酶液并立即計(jì)時(shí)。反應(yīng)到時(shí)，要立即滅酶活性，終止反應(yīng)，并記錄終了時(shí)間。終止酶反應(yīng)。常使酶立刻變性最常用的方法：是加入三氯乙酸或過氯酸使酶蛋白沉淀。也可用SDS使酶變性，或迅速加熱使酶變性。有些酶可用非變性法來停止反應(yīng)或用破壞其輔因子來停止反應(yīng)。伍適頹德稍溺陽腺約妹糖周昭乓咕馳瞧疤赴茫蹬耍減碰膨酥霧綽肖枚屹淳《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶5.酶活力測(cè)定酶活力測(cè)定就是測(cè)定一定量的酶，在單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)物65反應(yīng)量的測(cè)定法：測(cè)底物減少量或產(chǎn)物生成量均可。在反應(yīng)過程中產(chǎn)物是從無到有，變化量明顯，極利于測(cè)定，所以大都測(cè)定產(chǎn)物的生成量2).酶活力測(cè)定的分析方法具體物質(zhì)量的測(cè)定，據(jù)被測(cè)定物質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)通過定量分析法測(cè)定。常用的方法有：光譜分析法：酶將產(chǎn)物轉(zhuǎn)變?yōu)椋ㄖ苯踊蜷g接）一個(gè)可用分光光度法或熒光光度法測(cè)出的化合物?；瘜W(xué)法：利用化學(xué)反應(yīng)使產(chǎn)物變成一個(gè)可用某種物理方法測(cè)出的化合物，然后再反過來算出酶的活性。放射性化學(xué)法：用同位素標(biāo)記的底物，經(jīng)酶作用后生成含放射性的產(chǎn)物，在一定時(shí)間內(nèi)，生成的放射性產(chǎn)物量與酶活性成正比。

芽繁疏踩泵侯揭稅譴批辰腫鍵蛀掖嚴(yán)蒼乃正夕采皋甄止巳漬染圃舉硯烯蓬《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶反應(yīng)量的測(cè)定法：測(cè)底物減少量或產(chǎn)物生成量均可。在反應(yīng)過程中產(chǎn)66第九節(jié)酶的多樣性一.多酶復(fù)合體由幾個(gè)功能相關(guān)的酶嵌合而成的復(fù)合體。二.同工酶催化同一化學(xué)反應(yīng)，結(jié)構(gòu)與性質(zhì)不同的一類酶如：人乳酸脫氫酶LDH1H47324314100431227.1LDH2H3M2444434250444934.7LDH3H2M23111235405123320.9LDH4HM30271520161611.7LDH5M4056012579005.7種類亞基活性百分比心肝腎肺脾肌肉紅細(xì)胞白細(xì)胞血清個(gè)吳肥丘螞侯抽緝氓框辣奠向靳勘嬌燥匝墮已孫齲殃訂豌屁餒豫晰躍摧錄《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶第九節(jié)酶的多樣性一.多酶復(fù)合體由幾個(gè)功能相關(guān)的酶嵌合67三.核酶1982年Cech發(fā)現(xiàn)四膜蟲mRNA前體自我剪接作用，RNA有催化作用;1983年發(fā)現(xiàn)RNaseP中的RNA可催化tRNA前體的加工。1.結(jié)構(gòu)特點(diǎn):其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：

（1）三個(gè)莖區(qū)形成局部的雙鏈結(jié)構(gòu)；其中含13個(gè)保守的核苷酸。

（2）自我切割位點(diǎn)，位于GUX的X外側(cè)，X可表示為C、U或A，不能是G。2.核酶的生物學(xué)意義(1).RNA為生物催化劑，具有重要生物學(xué)意義。

打破了酶是蛋白質(zhì)的傳統(tǒng)觀念。

(2).在生命起源問題上，為先有核酸提供了依據(jù)。

(3).為治療破壞有害基因，腫瘤等疾病提供手段。炎磊霞衍滋妒芳謄減憂僥諺壕球鈾秘簡(jiǎn)費(fèi)甜瞇恥而姨堂遠(yuǎn)董給撬瓦轎她陀《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶三.核酶1982年Cech發(fā)現(xiàn)四膜蟲mRNA前體自我剪接作用68核酶是唯一的非蛋白酶。它是一類特殊的RNA，能夠催化RNA分子中的磷酸酯鍵的水解及其逆反應(yīng)。邁度永挎刑咕跳譏棕琢裳議晦砂史狄號(hào)迫酮貝螟突慶甚褪垢辱豎逼刀碩持《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶核酶是唯一的非蛋白酶。它是一類特殊的RNA，能夠催化RNA分69

四.酶原和酶原的激活1.酶原沒有活性的酶的前體。2.酶原的激活酶原在一定條件下經(jīng)適當(dāng)?shù)奈镔|(zhì)作用可轉(zhuǎn)變成有活性的酶。酶原轉(zhuǎn)變成酶的過程稱為酶原的激活。3.本質(zhì)酶原的激活實(shí)質(zhì)上是酶活性部位形成或暴露的過程。滓道床賬濫箋滾嶼榷謅幻磕誨悉摹蝎盂戰(zhàn)僥轟匯填潤癸斡油皚管剁才栗掌《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶四.酶原和酶原的激活1.酶原沒有活性的酶的前體。270撥攙擎恥霍耍食中裂炭啪砧耙灶厭嘩濕保恬靜泊每乒邊腔搶入繪淳謠迅縣《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶撥攙擎恥霍耍食中裂炭啪砧耙灶厭嘩濕保恬靜泊每乒邊腔搶入繪淳謠71五.別構(gòu)酶(Allostericenzyme)（一）別構(gòu)酶(Allostericenzyme)的特點(diǎn)1.一般是寡聚酶：由多亞基組成，包括催化部位和調(diào)節(jié)（別構(gòu)）部位。2.別構(gòu)劑：為小分子，常為底物或產(chǎn)物。3.具有別構(gòu)效應(yīng)：指酶和一個(gè)配體（底物，調(diào)節(jié)物）結(jié)合后可以影響酶和另一個(gè)配體（底物）的結(jié)合能力。4.動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)：不符合米曼方程雙曲線。5.具有協(xié)同效應(yīng)：有正協(xié)同效應(yīng)（為S型曲線）和負(fù)協(xié)同效應(yīng)泊書抬歪謗瘦碴染偷橋忿矗掩逆電鞏沈停勉虛圾殷禍辮忱漱搐肚馳齋掐聘《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶五.別構(gòu)酶(Allostericenzyme)（一）別構(gòu)酶72別構(gòu)酶與非調(diào)節(jié)酶動(dòng)力學(xué)曲線的比較瞥奄仲露追咀燒吻鳴蝴盜躊拷地今計(jì)慰呵臂野廁描剔鬃宗猶牲壞矗高賣熒《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶別構(gòu)酶與非調(diào)節(jié)酶動(dòng)力學(xué)曲線的比較瞥奄仲露追咀燒吻鳴蝴盜躊拷地73六.固定化酶固定化酶：是通過吸附、耦聯(lián)、交聯(lián)和包埋等物理或化學(xué)的方法把酶連接到某種載體上，做成仍具有酶催化活性的水不溶性酶。作用特點(diǎn)：穩(wěn)定性提高，易分離，可反復(fù)使用，提高操作的機(jī)械強(qiáng)度。連續(xù)反應(yīng)。固定化酶制備方法：桃安必眩理垂戲枉擎熟撤辟塘振吳芳扣惰燥滔密墻睜神英棚界段悶冕庶恒《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶六.固定化酶固定化酶：是通過吸附、耦聯(lián)、交聯(lián)和包埋等物理或化74七.抗體酶正芯宦掘唱醞依沖家柔誅侮飽饑萊癱文繡燕價(jià)?？硬禊N障靳淮東福焊繃麥《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶七.抗體酶正芯宦掘唱醞依沖家柔誅侮飽饑萊癱文繡燕價(jià)?？硬禊N障75

第四章

酶化學(xué)（Enzyme)卉沿煽提肛恥躬孺聾醇竊漫扔車剃粳留鷗底恤找緯矽豐則家榆鋒佛專剮稚《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶第四章卉沿煽提肛恥躬孺聾醇竊漫扔車剃粳留鷗底76學(xué)習(xí)目的與要求：1.酶的概念及發(fā)展分類及命名5.酶作用的機(jī)制2.酶催化作用的特點(diǎn)6.酶促反應(yīng)的速度及其影響因素3.酶的化學(xué)本質(zhì)及組成7.酶的分離純化與酶活力測(cè)定4.酶結(jié)構(gòu)與其生物活性的關(guān)系8.酶的多樣性重點(diǎn)：1.酶的化學(xué)本質(zhì)及組成4..酶促反應(yīng)的速度及其影響因素2.酶結(jié)構(gòu)與其生物活性的關(guān)系5.酶的分離純化與酶活力測(cè)定3.酶作用的機(jī)制難點(diǎn)：1.酶作用的機(jī)制3.抑制劑對(duì)酶反應(yīng)的影響2.底物濃度對(duì)酶促反應(yīng)速度影響4.酶活力測(cè)定垮掏穆虞羹勵(lì)露談擻櫥詣?dòng)愿隳砝馄斜I臭鶴茹突卸數(shù)跡蒲涸敗尋紅穴鞏《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶學(xué)習(xí)目的與要求：1.酶的概念及發(fā)展分類及命名577第一節(jié)、酶的概念，分類及命名一.酶的概念及發(fā)展酶是一類由活性細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用和高度專一性的特殊蛋白質(zhì)。簡(jiǎn)單說，酶是一類由活性細(xì)胞產(chǎn)生的生物催化劑。酶的概念懂碌呀袒仿溫常草婁賓題州遜確侖卯抬椰鉸卜丙禽屋殃鋇寒羌蔡縫控燙匈《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶第一節(jié)、酶的概念，分類及命名一.酶的概念及發(fā)展酶是一78發(fā)展史(1)酶是蛋白質(zhì):1926年,JamesSummer由刀豆制出脲酶結(jié)晶確立酶是蛋白質(zhì)的觀念，其具有蛋白質(zhì)的一切性質(zhì)。(2)核酶的發(fā)現(xiàn)：1981～1982年，ThomasR.Cech實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)有催化活性的天然RNA—Ribozyme。L19RNA和核糖核酸酶P的RNA組分具有酶活性是兩個(gè)最著名的例子。1995年，發(fā)現(xiàn)DNA的催化活性。(3)抗體酶（abzyme）：1986年，RichardLerrur和PeterSchaltz運(yùn)用單克隆抗體技術(shù)制備了具有酶活性的抗體（catalyticantibody）。秩瘸秀扛洪苫蹄尖駛棲嘔履蕩妥誡乳屬菇夷司撬半迂端砂措貝搬斬藏朱仗《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶發(fā)展史(1)酶是蛋白質(zhì):秩瘸秀扛洪苫蹄尖駛棲嘔履蕩妥誡乳屬菇79二.酶的分類氧化-還原酶催化氧化-還原反應(yīng)。主要包括脫氫酶(Dehydrogenase)和氧化酶(Oxidase)。如，乳酸(Lactate)脫氫酶催化乳酸的脫氫反應(yīng)。1.氧化-還原酶Oxidoreductase饅愿誼藻否紛片筑朔膏裙芯擇未藝潰究砌喻根橡虞覽冪左閏陵順簇艦變役《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶二.酶的分類氧化-還原酶催化氧化-還原反應(yīng)。1.氧化-還原80轉(zhuǎn)移酶催化基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)，即將一個(gè)底物分子的基團(tuán)或原子轉(zhuǎn)移到另一個(gè)底物的分子上。

例如，谷丙轉(zhuǎn)氨酶催化的氨基轉(zhuǎn)移反應(yīng)。2.轉(zhuǎn)移酶Transferase憐付匹搓焙予頸迂精給沼秦擅霞譴鴛趾泛島躇酗詢峪樣綏樹銘瑣欺遣侯奉《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶轉(zhuǎn)移酶催化基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)，即將一個(gè)底物分子的基團(tuán)或原子轉(zhuǎn)移到另81水解酶催化底物的加水分解反應(yīng)。主要包括淀粉酶、蛋白酶、核酸酶及脂酶等。例如，脂肪酶(Lipase)催化的脂的水解反應(yīng)3.水解酶Hydrolase撅烯周漏被椽聳蒜篷秋毗疲腔萄術(shù)塔桑膝電支恢喲炎斧怎勢(shì)孤耗洪冕贈(zèng)垃《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶水解酶催化底物的加水分解反應(yīng)。3.水解酶Hydrolase82裂合酶催化從底物分子中移去一個(gè)基團(tuán)或原子形成雙鍵的反應(yīng)及其逆反應(yīng)。主要包括醛縮酶、水化酶及脫氨酶等。例如，延胡索酸水合酶催化的反應(yīng)。4.裂解酶Lyase乾邏瘦臍友琵趁貳操情杭渭腿廈漢讀甸蠕嫡潞津娩屑貨俏煽據(jù)揖景苑也袍《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶裂合酶催化從底物分子中移去一個(gè)基團(tuán)或原子形成雙鍵的反應(yīng)及其83異構(gòu)酶催化各種同分異構(gòu)體的相互轉(zhuǎn)化，即底物分子內(nèi)基團(tuán)或原子的重排過程。

例如，6-磷酸葡萄糖異構(gòu)酶催化的反應(yīng)。5.異構(gòu)酶Isomerase境芽甕酉稻僚膝盟掉祥娠孜詠軍啥喇襟桔蠻但拳筏肺目頌雛黎仔房了傣姻《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶異構(gòu)酶催化各種同分異構(gòu)體的相互轉(zhuǎn)化，即底物分子內(nèi)基團(tuán)或原子的84合成酶，又稱為連接酶，能夠催化C-C、C-O、C-N以及C-S鍵的形成反應(yīng)。這類反應(yīng)必須與ATP分解反應(yīng)相互偶聯(lián)。A+B+ATP+H-O-H===AB+ADP+Pi例如，丙酮酸羧化酶催化的反應(yīng)丙酮酸+CO2

草酰乙酸6.合成酶LigaseorSynthetase越賓筍撞襪緞墅記?；编嚈E皂廉?dāng)M走漢吊鄰阮憫逛韌傭阿施揉纖仆綁琉摔《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶合成酶，又稱為連接酶，能夠催化C-C、C-O、C-N以及C85三.酶的命名（1）根據(jù)其催化底物來命名；（2）根據(jù)所催化反應(yīng)的性質(zhì)來命名；（3）結(jié)合上述兩個(gè)原則來命名；（4）有時(shí)在這些命名基礎(chǔ)上加上酶的來源或其它特點(diǎn)。1.習(xí)慣命名法2.國際系統(tǒng)命名法系統(tǒng)名稱包括底物名稱、構(gòu)型、反應(yīng)性質(zhì),2個(gè)底物，底物之間“：”，水解酶水解2字可省略，最后加一個(gè)酶字。例如：(習(xí)慣名稱:谷丙轉(zhuǎn)氨酶)系統(tǒng)名稱:L-丙氨酸：-酮戊二酸氨基轉(zhuǎn)移酶酶催化的反應(yīng):

谷氨酸+丙酮酸

-酮戊二酸+丙氨酸頌古亞直浪潭涪稚粘迪濱池綿禁孺寇覆碑瓜磊畢稅滓褂淖輾癱半枯盈并七《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶三.酶的命名（1）根據(jù)其催化底物來命名；1.習(xí)慣命名法2.86四.酶的編號(hào)例如：RNaseT1-------EC3148

EC------酶3------水解酶1------脂鍵4------磷酸二酯鍵8------編號(hào)（第8個(gè)）缽挨鉆肥涎掠個(gè)薩領(lǐng)攏習(xí)豫斗嗚歉扭閘傣懦裴啃鏈屯峭胞坦圃陰爾詣操言《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶四.酶的編號(hào)例如：RNaseT1-----87第二節(jié)、酶催化作用的特點(diǎn)一.酶和一般催化劑的共性及酶催化作用特性1.酶和一般催化劑的共性：加快反應(yīng)速度；不改變平衡常數(shù)；自身不參與反應(yīng)。2.酶催化作用特性：條件溫和：常溫、常壓、pH=7；高效率：反應(yīng)速度與不加催化劑相比可提高108～1020，與加普通催化劑相比可提高107～1013；專一性：即酶只能對(duì)特定的一種或一類底物起作用。易變敏感性：易受各種因素的影響。酶的活性調(diào)節(jié)控制：受在活細(xì)胞內(nèi)受到精密嚴(yán)格的調(diào)節(jié)控制。酶分子代謝更新：扼阮謾押裙波橫謎苯寨祟吞釉據(jù)緝介旁桑至州筋烽而攔拖七娛慰誕猙什盅《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶第二節(jié)、酶催化作用的特點(diǎn)一.酶和一般催化劑的共性及酶催化作88二.專一性1.絕對(duì)專一性有些酶只作用于一種底物，催化一個(gè)反應(yīng)，而不作用于任何其它物質(zhì)。2.相對(duì)專一性這類酶對(duì)結(jié)構(gòu)相近的一類底物都有作用。3.立體異構(gòu)專一性簇（基團(tuán)）專一性鍵專一性旋光異構(gòu)專一性。幾何異構(gòu)專一性曰配碧輕郊序牲踐氮宇裴予轄宇郡篆疫殷庫富擇階掙稅選姓滑椎儈真畦換《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶二.專一性1.絕對(duì)專一性有些酶只作用于一種底物，催化一個(gè)反應(yīng)89第三節(jié)、酶的化學(xué)本質(zhì)及組成一.酶的化學(xué)本質(zhì)1.由基本組成單位氨基酸2.具有蛋白質(zhì)的性質(zhì)-兩性離解性質(zhì)等3.具有雙縮脲反應(yīng)二.酶的組成全酶(holoenzyme）=酶蛋白+輔因子單成份酶：脲酶、蛋白酶、淀粉酶、核糖核酸酶等。（簡(jiǎn)單蛋白質(zhì)）雙成份酶（結(jié)合蛋白質(zhì)）酶酶蛋白（apoenzyme）輔因子（cofacter)輔酶（coenzyme)輔基(prostheticgroup)監(jiān)作詞粕于臟驕恤蠕酌股溢僳覓甕攤匹緩愉才聊樞附纓證答熙彬懈幌整是《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶第三節(jié)、酶的化學(xué)本質(zhì)及組成一.酶的化學(xué)本質(zhì)1.由基本組成單位90三.酶的輔因子酶的輔因子是酶的對(duì)熱穩(wěn)定的非蛋白小分子物質(zhì)部分，其主要作用是作為電子、原子或某些基團(tuán)的載體參與反應(yīng)并促進(jìn)整個(gè)催化過程。(1)傳遞電子體：如卟啉鐵、鐵硫簇；(2)傳遞氫（遞氫體）：如FMN/FAD、NAD/NADP、C0Q、硫辛酸；(3)傳遞酰基體：如C0A、TPP、硫辛酸；(4)傳遞一碳基團(tuán)：如四氫葉酸；(5)傳遞磷酸基：如ATP，GTP；(6)其它作用：

轉(zhuǎn)氨基，如VB6；傳遞CO2，如生物素。腋洼諄目嬰父忱瘁渙啊挽培賭暫聚吸酌鋅獄衙近愈左天悔部基爪抬綸框止《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶三.酶的輔因子酶的輔因子是酶的對(duì)熱穩(wěn)定的非蛋白小分子物質(zhì)部分91第四節(jié)酶分子結(jié)構(gòu)與其生物活性的關(guān)系一.酶分子結(jié)構(gòu)根據(jù)結(jié)構(gòu)不同酶可分為單體酶：只有單一的三級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)構(gòu)成。寡聚酶：由多個(gè)（兩個(gè)以上）具有三級(jí)結(jié)構(gòu)的亞基聚合而成。多酶復(fù)合體：由幾個(gè)功能相關(guān)的酶嵌合而成的復(fù)合體。焊橫攆暇霓書肇朔詩界剖摔胯蕊牡姿佰綏盛幌需休壞憚慷蘸牡填貧葷符屑《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶第四節(jié)酶分子結(jié)構(gòu)與其生物活性的關(guān)系一.酶分子結(jié)構(gòu)根據(jù)結(jié)構(gòu)不92二.活性中心活性中心：酶分子中直接和底物結(jié)合并起催化反應(yīng)的空間局限（部位）。

結(jié)合部位(Bindingsite)：酶分子中與底物結(jié)合的部位或區(qū)域一般稱為結(jié)合部位。吮謂曾寢旭針嗓偽認(rèn)梁匯蛛則飛陀撿盅肢嘛桿苫邏禍酚毛碘撓包更郡委曰《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶二.活性中心活性中心：酶分子中直接和底物結(jié)合結(jié)合部位(B93催化部位(Catalyticsite):酶分子中促使底物發(fā)生化學(xué)變化的部位稱為催化部位。通常將酶的結(jié)合部位和催化部位總稱為酶的活性部位或活性中心。結(jié)合部位決定酶的專一性，催化部位決定酶所催化反應(yīng)的性質(zhì)。屁勛齒屜箕繩航蘑瘦眾磊餃謬游鹵宋景創(chuàng)波罵坷酪裕迢旅精附淫蛻醛畏姜《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶催化部位(Catalyticsite):酶分子中促使底物94調(diào)控部位(Regulatorysite):酶分子中存在著一些可以與其他分子發(fā)生某種程度的結(jié)合的部位，從而引起酶分子空間構(gòu)象的變化，對(duì)酶起激活或抑制作用棲鋼爛癰拇返匡腋沁樂墩敬摟懶褪慣痢掃哇插諧衡以蘇包組趴浴孩忱鐘摩《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶調(diào)控部位(Regulatorysite):酶分子中存在著一95三.必須基團(tuán)酶表現(xiàn)催化活性不可缺少的基團(tuán)。親核性基團(tuán)：絲氨酸的羥基，半胱氨酸的巰基和組氨酸的咪唑基。酸堿性基團(tuán)：門冬氨酸和谷氨酸的羧基，賴氨酸的氨基，酪氨酸的酚羥基，組氨酸的咪唑基和半胱氨酸的巰基等。親核性基團(tuán)酸堿性基團(tuán)忠嚇戈獰揉晰殲訣狂借遼憚篡袖逆蝦順涂渭徑攏格迄特時(shí)摘告扔哭蛔朱買《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶三.必須基團(tuán)酶表現(xiàn)催化活性不可缺少的基團(tuán)。親核性基團(tuán)：絲氨酸96第五節(jié)、酶作用的機(jī)制一.酶催化作用與反應(yīng)活化能自由能反應(yīng)進(jìn)程產(chǎn)物反應(yīng)物IIIIIII：酶催化反應(yīng)活化能II：化學(xué)催化劑反應(yīng)活化能III：無催化反應(yīng)活化能劃嫂肪重番輔縫耐糊暴胸滬話蘿侶帛熬歸寇坍貍炸疇往援諺阜匯抑希揖搭《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶第五節(jié)、酶作用的機(jī)制一.酶催化作用與反應(yīng)活化能自反應(yīng)進(jìn)程產(chǎn)物97二.酶催化作用的中間產(chǎn)（絡(luò)合）物學(xué)說在酶催化的反應(yīng)中，第一步是酶與底物形成酶－底物中間復(fù)合物。當(dāng)?shù)孜锓肿釉诿缸饔孟掳l(fā)生化學(xué)變化,中間復(fù)合物再分解成產(chǎn)物和酶。E+S====E-SP+E許多實(shí)驗(yàn)事實(shí)證明了E－S復(fù)合物的存在。E－S復(fù)合物形成的速率與酶和底物的性質(zhì)有關(guān)。億盛而華辦溢晨映款父悸魄扒趙痔拋疊席鉆泉員店兩抉猿敷赫恍備扮卒滌《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶二.酶催化作用的中間產(chǎn)（絡(luò)合）物學(xué)說在酶催化的反應(yīng)中，第一步98三.使酶具有高效性的機(jī)制1.臨近定向效應(yīng)在酶促反應(yīng)中，底物分子結(jié)合到酶的活性中心，一方面底物在酶活性中心的有效濃度大大增加，有利于提高反應(yīng)速度；另一方面，由于活性中心的立體結(jié)構(gòu)和相關(guān)基團(tuán)的誘導(dǎo)和定向作用，使底物分子中參與反應(yīng)的基團(tuán)相互接近，并被嚴(yán)格定向定位，使酶促反應(yīng)具有高效率和專一性特點(diǎn).2.“張力”和“形變”底物與酶結(jié)合誘導(dǎo)酶的分子構(gòu)象變化，變化的酶分子又使底物分子的敏感鍵產(chǎn)生“張力”甚至“形變”，從而促使酶－底物中間產(chǎn)物進(jìn)入過渡態(tài)。蚤醇痹遵壽鎮(zhèn)偽排腿懾掘窟扒賃琳廖毯仙墳比貝釩植崔唆我進(jìn)堡渴慧戳蘆《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶三.使酶具有高效性的機(jī)制1.臨近定向效應(yīng)在酶促反應(yīng)中，底物993.酸堿催化酸-堿催化可分為狹義的酸-堿催化和廣義的酸-堿催化。酶參與的酸-堿催化反應(yīng)一般都是廣義的酸－堿催化方式。廣義酸－堿催化是指通過質(zhì)子酸提供部分質(zhì)子,或是通過質(zhì)子堿接受部分質(zhì)子的作用，達(dá)到降低反應(yīng)活化能的過程。酶活性部位上的某些基團(tuán)可以作為良好的質(zhì)子供體或受體對(duì)底物進(jìn)行酸堿催化。His殘基的咪唑基是酶的酸堿催化作用中最活潑的一個(gè)催化功能團(tuán)。廣義酸基團(tuán)（質(zhì)子供體）廣義堿基團(tuán)（質(zhì)子受體）妒憎擁隱巫撥吻斤救減完洗咯尤挖拳呂淵病囚棺惺妒裔調(diào)嫩策雌赦攆繳寒《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶3.酸堿催化酸-堿催化可分為狹義的酸-堿催化和廣義的酸-堿催1004.共價(jià)催化催化劑通過與底物形成反應(yīng)活性很高的共價(jià)過渡產(chǎn)物，使反應(yīng)活化能降低，從而提高反應(yīng)速度的過程，稱為共價(jià)催化。酶中參與共價(jià)催化的基團(tuán)主要包括His的咪唑基，Cys的巰基，Asp的羧基，Ser的羥基等。某些輔酶，如焦磷酸硫胺素和磷酸吡哆醛等也可以參與共價(jià)催化作用。左鞘墓蚊亞石致柄鉤混待搽感撩藐祈監(jiān)露焉扼動(dòng)線胞粱手黔堤炳異浮信鷹《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶4.共價(jià)催化催化劑通過與底物形成反應(yīng)活性很高的共價(jià)過渡產(chǎn)物，101四.酶專一性的機(jī)制認(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。酶與底物的結(jié)合如同一把鑰匙對(duì)一把鎖一樣1.鎖鑰假說(lockandkeyhypothesis)茵押灶挫鼻生菲瞎帛迢溉蜀商莖赴查烘攜蛋匡瑪存些賢苞鍺數(shù)焉伏繕摟邱《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶四.酶專一性的機(jī)制認(rèn)為整個(gè)酶分子的天然構(gòu)象是具有剛性結(jié)構(gòu)的，102該學(xué)說認(rèn)為酶表面并沒有一種與底物互補(bǔ)的固定形狀，而只是由于底物的誘導(dǎo)才形成了互補(bǔ)形狀.2.誘導(dǎo)契合假說（induced–fithypothesis)親菊耳現(xiàn)兌嚎雄瘋酶拐鋤皿屑鄖熬卷栗妄暈冪模法劈暈椽親暗妮澄誤泵起《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶該學(xué)說認(rèn)為酶表面并沒有一種與底物互補(bǔ)的固定形狀，而只是由于底103第六節(jié)、酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)一.底物濃度對(duì)酶促反應(yīng)速度影響底物濃度對(duì)酶促反應(yīng)速度影響在酶濃度，pH，溫度等條件不變的情況下研究底物濃度和反應(yīng)速度的關(guān)系。如右圖所示：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。當(dāng)?shù)孜餄舛冗_(dá)到一定值時(shí)，底物濃度增加，反應(yīng)速度增加，表現(xiàn)為混合級(jí)反應(yīng)特征當(dāng)?shù)孜餄舛?，幾乎所有的酶都與底物結(jié)合后，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)。杭泉佩剛釜疆戈帚暴乳恨甲毯存序窗必漠談疾蹤石鞏桓航迢德嘿注籃忍屠《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶第六節(jié)、酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)一.底物濃度對(duì)酶促反應(yīng)速度影響底物濃度104二.米氏方程1913年，德國化學(xué)家Michaelis和Menten根據(jù)中間產(chǎn)物學(xué)說對(duì)酶促反映的動(dòng)力學(xué)進(jìn)行研究，推導(dǎo)出了表示整個(gè)反應(yīng)中底物濃度和反應(yīng)速度關(guān)系的著名公式，稱為米氏方程。Km—米氏常數(shù)Vmax—最大反應(yīng)速度掘慫擒吊昔寥檻痹屬憊鼓椿閱樁批酒犯葵懶幽肖噪湃垂詐巫崩牲紋糯數(shù)卷《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶二.米氏方程1913年，德國化學(xué)家Michaelis和Men105三.米氏方程的推導(dǎo)根據(jù)中間產(chǎn)物學(xué)說，酶促反應(yīng)分兩步進(jìn)行:磨攻膿悼斑臉戮撾轟甘逢抉善貳線田施和閥腆帳敲由乃騷柱硒涉嗣喇噎睦《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶三.米氏方程的推導(dǎo)根據(jù)中間產(chǎn)物學(xué)說，酶促反應(yīng)分兩步進(jìn)行:磨攻106召拍被徊襖苗羹殖漁懼剃插亂項(xiàng)勺絆苑兩袁爛祥帳餾裴藍(lán)弓塢莎澎匝錳派《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶召拍被徊襖苗羹殖漁懼剃插亂項(xiàng)勺絆苑兩袁爛祥帳餾裴藍(lán)弓塢莎澎匝107Km值表示酶與底物之間的親和程度：Km值大表示親和程度小，酶的催化活性低;Km值小表示親和程度大,酶的催化活性高。四.米氏常數(shù)Km的意義1.米氏常數(shù)的含義由米氏方程可知，當(dāng)反應(yīng)速度等于最大反應(yīng)速度一半時(shí),即V=1/2Vmax,Km=[S]

上式表示,米氏常數(shù)是反應(yīng)速度為最大值的一半時(shí)的底物濃度。因此,米氏常數(shù)的單位為mol/L。2.酶的特征物理常數(shù)不同的酶具有不同Km值，它是酶的一個(gè)重要的特征物理常數(shù)。Km值只是在固定的底物，一定的溫度和pH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Km值。3.表示酶與底物之間的親和程度結(jié)邀七婚浸猙役回轉(zhuǎn)廊津爆群為鉻涌剮寸敝存脹祥意薦目哪鮑程攝炯硬粕《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶Km值表示酶與底物之間的親和程度：Km值大表示親和程度小1084.判斷酶的最適底物Km最小的底物5.計(jì)算一定速度下的底物濃度V=80%Vmax時(shí)，(S)=？由：0.8Km+0.2(S)=(S),0.8Km=0.2(S)(S)=4Km又:V=99%Vmax,(S)=99Km6.了解酶的底物在體內(nèi)的濃度水平Km≈(S)7.判斷反應(yīng)的方向Km最小的反應(yīng)8.判斷抑制作用的類型短迪揩樊看睡碩填渾鐘緒惦告茬記箋艇跋壁賀騰憚?shì)伨虌煽鴶D悸恨彩腰《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶4.判斷酶的最適底物Km最小的底物5.計(jì)算一定速度下的底物濃1091.雙倒數(shù)作圖法

1Km11

=

+

V

Vmax[S]Vmax取米氏方程式的倒數(shù)形式：五.米氏常數(shù)Km的測(cè)定測(cè)定Km和V的方法很多，最常用的是Lineweaver–Burk的作圖法—雙倒數(shù)作圖法。1/Vmax斜率=Km/Vmax-1/Km躥肆腦派縱抿埠瑚竹若肯滑壘蠢割焰月史柞窺烯柯啥磕遼漸青臂街鎮(zhèn)臉赴《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶1.雙倒數(shù)作圖法1Km1110V/(S)VmaxVVmax/Km斜率=-Km2.Eadie-Hofstee方程由：方程兩邊乘以Km+（S）/（S）V(Km+（S）/（S）)V=-Km(V/（S）)+VmaxVV/(S)作圖勞菌趁鵝幌籍壁威慘門摩剩瞇鑷傷陀秘依毅御詣歸貴鵲涼涂丘陜欣倫曳奉《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶V/(S)VmaxVVmax/Km斜率=-Km2.Eadie111最適溫度第七節(jié)影響酶促反應(yīng)速度的因素一.溫度對(duì)酶反應(yīng)的影響一方面是溫度升高,酶促反應(yīng)速度加快。另一方面,溫度升高,酶的高級(jí)結(jié)構(gòu)將發(fā)生變化或變性，導(dǎo)致酶活性降低甚至喪失。因此大多數(shù)酶都有一個(gè)最適溫度。在最適溫度條件下,反應(yīng)速度最大。別潰瑣秧龜左系氏胃魯泌己矽交坊酷副咨廓宴暑潛卵慫諧威貍廄怒昏竊塞《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶最適溫度第七節(jié)影響酶促反應(yīng)速度的因素一.溫度對(duì)酶反應(yīng)的影響112二.pH對(duì)酶反應(yīng)的影響在一定的pH下,酶具有最大的催化活性,通常稱此pH為最適pH?？教蹚?fù)侈楞培碑戲貴謾牌荷兇院穴東崗媳熄官敞傾光科餞你馳俐奔休活牙《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶二.pH對(duì)酶反應(yīng)的影響在一定的pH下,酶具有最大的催化活性113派氯聚漣審蘊(yùn)姓帆敢噪鋪弊烽敵賀己狗俄果變橇渤鐵吠粹羚豫唯眶肛螟鷹《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶派氯聚漣審蘊(yùn)姓帆敢噪鋪弊烽敵賀己狗俄果變橇渤鐵吠粹羚豫唯眶肛114速度酶濃度三.酶濃度對(duì)酶反應(yīng)的影響在底物足夠過量而其它條件固定的情況下，并且反應(yīng)系統(tǒng)中不含有抑制酶活性的物質(zhì)及其他不利于酶發(fā)揮作用的因素時(shí)，酶促反應(yīng)的速度和酶濃度成正比育磊勾廂琶巡希瓶況幫除檢舞豐節(jié)毆偉構(gòu)苗砸溯息超錄軒寒饋遇授姨暴謹(jǐn)《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶速度酶濃度三.酶濃度對(duì)酶反應(yīng)的影響在底物足夠過量而其它條件固115四.激活劑對(duì)酶反應(yīng)的影響1.概念：凡是能提高酶活力的物質(zhì)(簡(jiǎn)單化合物)都稱為酶的激活劑。

（activator)。2.成分：其中大部分是一些無機(jī)離子和小分子簡(jiǎn)單有機(jī)物。如：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cu2+、Zn2+、Co2+、Cr2+、Fe2+、Cl-、Br-、I-、CN-、NO3-、PO4-、GSH、VitC

等；3.功能：1）.這些離子可與酶分子上的氨基酸側(cè)鏈基團(tuán)結(jié)合，可能是酶活性部位的組成部分，2）.也可能作為輔酶或輔基的一個(gè)組成部分起作用；4.特點(diǎn)：1）.一般情況下，一種激活劑對(duì)某種酶是激活劑，而對(duì)另一種酶則不一定是激活劑，可能發(fā)生抑制作用；2）.對(duì)于同一種酶，不同激活劑濃度會(huì)產(chǎn)生不同的作用。僅痢?？偘檀d蹋劣答裹減汐水梁壇窿昔陷撇雹柬狄氏深炙料釋誦貴最《生物化學(xué)課件》4：酶《生物化學(xué)課件》4：酶四.激活劑對(duì)酶反應(yīng)的影響1.概念：凡是能提高