大學(xué)生物化學(xué) 酶

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1、會計學(xué)1大學(xué)生物化學(xué)大學(xué)生物化學(xué) 酶酶23 乳酸脫氫酶 丙酮酸 乳酸4單位時間內(nèi)底物的消耗量或產(chǎn)物的生成量5 全酶 = 酶蛋白 + 輔助因子 催化活性 氨基酸殘基 非蛋白成分6 輔酶：與酶蛋白連接是比較疏松 小分子有機(jī)化合物 輔基：與酶蛋白連接是比較牢固 參與氧化還原反應(yīng)的酶和基團(tuán)需要輔基或輔酶進(jìn)行電子或輔助因子 氫的傳送。在基團(tuán)中大多含有B族維生素。 金屬酶：酶蛋白+金屬離子 結(jié)合牢固 無機(jī)金屬離子 （大多數(shù)） 金屬活化酶：不與酶蛋白結(jié)合在一起， 但酶發(fā)揮作用需金屬離子參與。 穩(wěn)定酶蛋白分子構(gòu)象、作為酶活性中心一部分、本 身進(jìn)行氧化還原傳遞電子、作為橋梁連接酶與底物、 中和陰離子，降低反應(yīng)中

2、的靜電斥力 9 絕對特異性： 一個酶一個底物 相對特異性： 一個酶多種底物特異性 催化一類具有相似結(jié)構(gòu)或相同化學(xué)鍵的底物 立體異構(gòu)特異性：根據(jù)底物的立體構(gòu)型進(jìn) 行選擇性地催化10三）酶的高度不穩(wěn)定性 由于大多數(shù)酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，所以其作用必須在溫和的條件下（常溫、常壓、合適的pH）。 所有影響蛋白質(zhì)的因素都能影響酶的活性。四）酶催化作用的可調(diào)節(jié)性體內(nèi)有各種因素都可調(diào)節(jié)酶的催化能力1112 酶分子中的必需基團(tuán)（與酶活性有關(guān)的功能基團(tuán)）通過空間構(gòu)象折疊、盤繞相互靠近，形成一個能與底物特異性結(jié)合并催化底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的特定區(qū)域通常活性中心在分子的表面13 功能基團(tuán)： 1結(jié)合基團(tuán)：與底物結(jié)合 S + E

3、 ES 2催化基團(tuán)：催化底物反應(yīng)轉(zhuǎn)變產(chǎn)物（影響底物 中某些化學(xué)基團(tuán)的穩(wěn)定性） 3必需基團(tuán)：既有結(jié)合又有催化功能的基團(tuán)1414底 物 活性中心以外的必需基團(tuán)結(jié)合基團(tuán)催化基團(tuán) 活性中心 維持酶的空間構(gòu)象所必需15酶原： 一些酶（大多數(shù)是蛋白酶）在細(xì)胞內(nèi)合成時 及分泌時是沒有催化活性的前體 實質(zhì)：沒有形成（暴露）酶的活性中心酶原激活：酶原在一定的條件下，在某種因素作用 下分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，暴露或形成酶的 活性中心，轉(zhuǎn)變成具有活性酶的過程。16胰蛋白酶原激活過程： 在腸道，肽鏈的N端一個或幾個特定的肽鍵斷裂（腸激酶作用下），酶原的空間構(gòu)象發(fā)生變化形成酶的活性中心。17酶原激活的生理意義： 1、避免產(chǎn)生

4、酶的組織細(xì)胞自身被破壞 2保證酶在特定部位與環(huán)境下和特定的條件下被激 活，發(fā)揮催化功能。 3作為儲存形式，需要的時候被激活 消化道酶原形式，保護(hù)消化管不被酶水解。血液中的凝血因子以酶原形式，防止血管內(nèi)凝血。18 催化同一種化學(xué)反應(yīng)，但酶蛋白的分子結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)不同、免疫原性不同的一組酶。 部位：同一種屬或同一個體的不同組織或同一細(xì)胞 的不同亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)。 功能: 參與代謝的調(diào)節(jié)19比較重要的同工酶:LDH(乳酸脫氫酶) 乳酸脫氫酶 丙酮酸 乳酸結(jié)構(gòu): 兩種亞基以不同比例組成五種四聚體形 式。單個亞基無活性.20兩種亞基分別有兩個基因位點決定M: 基因位點在第11號染色體上H: 基因位點在第12號

5、染色體上五種同工酶:HHHHHHH MHHMMHMMMMMMMLDH1 (H4)LDH2(H3M) LDH3(H2M2)LDH4(HM3)LDH5 (M4)21結(jié)構(gòu)不同，分布不同，含量不同在正常血清中都有一定量。但如組織發(fā)生病變，會導(dǎo)致血清酶譜改變，便于臨床診斷。222223l酶降低反應(yīng)的活化能化學(xué)反應(yīng)基礎(chǔ)：參與反應(yīng)的分子間有效碰撞 活化分子：具有足夠能量的反應(yīng)分子 活化能：活化分子具有的足夠能量平均 水平能量24 酶催化作用的機(jī)制-中間產(chǎn)物學(xué)說： ES形成，降低反應(yīng)活化能，使原先低于活化能閾的分子也成為活化分子，碰撞反應(yīng)的分子多了，反應(yīng)速度加快了。 一般催化劑：增加溫度，使更多的反應(yīng)物分子獲

6、得所需的活化能25限速酶： 催化限速反應(yīng)的酶為限速酶。關(guān)鍵酶：催化單向反應(yīng)，決定代謝途徑方向的酶 E1 E2 E3 E4 A B C D P2627酶濃度、底物濃度、溫度、pH、激活劑、抑制劑條件： 研究某一因素對酶促反應(yīng)速度的影響， 其它因素保持不變。保持反應(yīng)在初速度 的狀態(tài)28 其它條件不變，只改變底物濃度，觀察對反應(yīng)速度的影響。底物飽和：酶的活性中心已被底物全部占據(jù)，速度 不再增加，達(dá)到極限Vm 29 S + E ES E+ P 米曼氏方程式：根據(jù)中間產(chǎn)物學(xué)說推導(dǎo)出 V= V=1/2VmKm+SVmS Vm VmS 2 Km+S Km+S = 2 VmS/ Vm Km = 2S- S =

7、S30 Km與Vm的意義： 1. Km（米氏常數(shù)）是酶促反應(yīng)速度為最 大反應(yīng)速度一半時的底物濃度2. 表示酶與底物親和力。兩者成反比。 Km值越大，酶與底物親和力越小。313Km值是酶的特征性常數(shù),與酶的結(jié)構(gòu)、底物和反應(yīng)環(huán)境有關(guān)，與酶的濃度無關(guān)32 當(dāng)S E Vm=KE 反應(yīng)速度與酶濃度成正比。33酶活性兩種效應(yīng)的影響：1活性隨著溫度升高而增高2溫度到達(dá)一定高度時，酶活性隨溫度升高而降低，繼而失活。與酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)有關(guān)。34低溫時：酶活性受到抑制，隨著溫度上升，活性恢 復(fù)。高溫時：酶活性喪失，隨著溫度降低，活性不能恢 復(fù)。因為酶蛋白已變性。35最適溫度：酶促反應(yīng)到達(dá)最大值時的溫度。溫度對酶促

8、反應(yīng)影響的臨床意義: 低溫對標(biāo)本的保存、低溫麻醉在臨床手術(shù)中的應(yīng)用。 高溫滅菌的原理36最適溫度與時間的關(guān)系37pH影響酶蛋白、底物分子、輔酶分子中的電離基團(tuán)解離。 在不同的pH下，同一種酶催化活性是不同的。38最適pH：酶促反應(yīng)達(dá)到最大值時的pH 在這狀態(tài)下，酶活性中心、底物、輔酶所呈現(xiàn)的解離狀態(tài)是酶與底物結(jié)合并催化反應(yīng)的最佳解離狀態(tài)。 每種酶都有自己的最適pH。偏離最適pH，酶的催化活性就降低39 最適pH受底物濃度、緩沖液種類和濃度、酶的純度等因素影響。 生物體內(nèi)絕大多數(shù)酶最適的pH都在中性？ 4041必需激活劑- 在酶促反應(yīng)中比不可少的，可使無活 性的酶轉(zhuǎn)變成有活性的酶。 （大部分是一

9、些金屬離子）非必需激活劑-一些酶本身有活性，但比較低，加了 激活劑后，催化活性顯著提高。 （大多是有機(jī)化合物類物質(zhì)。4243一）不可逆抑制 抑制劑與酶的必需基團(tuán)以共價鍵牢固結(jié)合，使 酶的活性喪失。用一般生化方法（透析、超濾等） 不能去除抑制劑，需用特殊的藥物去除，才能 使酶活性恢復(fù)。 44重金屬中毒（Hg2+、Ag2+、Pb2+） 以-SH為必需基團(tuán)的一類酶上，一些金屬離子很容易結(jié)合在酶分子的活性巰基上，使酶活性被抑制。解除這種抑制：需采用一些多個巰基的高濃度化合物45ClAsClCHCHCl+ ESHSHESAsSCHCHCl+2HClESSAs CHCHCl+CH2SHCHSHCH2OHE

10、SHSH+CH2SCHSCH2OHAs CHCHCl巰基酶二巰基丙醇路易士氣46有機(jī)磷中毒 以絲氨酸側(cè)鏈上的羥基為必需基團(tuán)的一類酶，羥基易磷酸化，酶活性被抑制 膽堿酯酶上的羥基被有機(jī)磷農(nóng)藥磷酸化后活性被抑制，不能水解乙酰膽堿，造成乙酰膽堿積蓄，引起副交感神經(jīng)興奮，呈現(xiàn)中毒癥狀47解磷定的作用：解除磷酸化。使酶恢復(fù)活性。48二）可逆抑制 抑制劑與酶分子以非共價鍵結(jié)合引起酶活性抑制或喪失。結(jié)合疏松，可逆。 一般生化方法能去除抑制劑而恢復(fù)酶活性。49 競爭性抑制（抑制劑與酶結(jié)合位點與底物結(jié) 合位點相同）EI50n特點抑制程度取決于抑制劑和底物的濃度之比I與S結(jié)構(gòu)類似，競爭酶的活性中心；酶的抑制作用可

11、被高濃度底物所減低或解除 SI，ES，酶活性抑制劑與酶的活性中心結(jié)合后，酶失去催化活性51丙二酸與琥珀酸競爭琥珀酸脫氫酶琥珀酸琥珀酸脫氫酶FADFADH2延胡索酸COOH CH2 CH2COOH COOH COOH CH2 丙二酸丙二酸52生理意義：臨床藥物的選擇典型的磺胺藥抗菌機(jī)理： 細(xì)菌在生長繁殖時，不能利用環(huán)境中的葉酸，只能在自己菌體內(nèi)合成 53抑菌原理： 磺胺藥結(jié)構(gòu)與對氨基苯甲酸相似，競爭FH2合成酶，使之不能進(jìn)一步轉(zhuǎn)變成FH4 細(xì)菌缺乏原料，核苷酸量，細(xì)菌生長受到抑制。 人能利用食物中的葉酸，所以磺胺藥對人的核苷酸合成不受影響。在服藥的初期，磺胺藥要加倍。某些抗癌藥物的設(shè)計也是根據(jù)這

12、一原理542) 非競爭性抑制（抑制劑與酶結(jié)合位點 與底物與酶結(jié)合位點不在同一個部位） 但酶-底物-抑制劑復(fù)合物(ESI)不能進(jìn)一步釋放出產(chǎn)物55特點：（1）抑制劑與底物結(jié)構(gòu)不相似，兩者沒有競爭作用（2）抑制劑結(jié)合在活性中心以外的部位，引起酶活 性的抑制 (3）抑制劑濃度增加，使反應(yīng)體系中E、ES下降， 造成整個酶促反應(yīng)速度降低，v下降。（4）底物濃度的增加，不能解除抑制。5657 遺傳性疾病基因突變，酶分子缺陷，引起的疾病白化病： 酪氨酸酶缺陷，黑色素不能生成，產(chǎn)生的 疾病58RBC中6-磷酸葡萄糖脫氫酶缺陷 NADPH 還原型GSH RBC膜完整性 溶血性貧血蠶豆病- 某些人體內(nèi)6-磷酸葡萄

13、糖脫氫酶缺陷，吃了蠶豆誘發(fā)溶血性貧血59 酶活性受到抑制 中毒性疾病 煤氣中毒，一氧化碳抑制了呼吸鏈中的細(xì)胞 色素氧化酶的活性 重金屬中毒、農(nóng)藥中毒等606162636465 功能基團(tuán)： 1結(jié)合基團(tuán)：與底物結(jié)合 S + E ES 2催化基團(tuán)：催化底物反應(yīng)轉(zhuǎn)變產(chǎn)物（影響底物 中某些化學(xué)基團(tuán)的穩(wěn)定性） 3必需基團(tuán)：既有結(jié)合又有催化功能的基團(tuán)66 酶催化作用的機(jī)制-中間產(chǎn)物學(xué)說： ES形成，降低反應(yīng)活化能，使原先低于活化能閾的分子也成為活化分子，碰撞反應(yīng)的分子多了，反應(yīng)速度加快了。 一般催化劑：增加溫度，使更多的反應(yīng)物分子獲得所需的活化能67 S + E ES E+ P 米曼氏方程式：根據(jù)中間產(chǎn)物學(xué)說推導(dǎo)出 V= V=1/2VmKm+SVmS Vm VmS 2 Km+S Km+S = 2 VmS/ Vm Km = 2S- S =S68最適溫度：酶促反應(yīng)到達(dá)最大值時的溫度。溫度對酶促反應(yīng)影響的臨床意義: 低溫對標(biāo)本的保存、低溫麻醉在臨床手術(shù)中的應(yīng)用。 高溫滅菌的原理69 最適pH受底物濃度、緩沖液種類和濃度、酶的純度等因素影響。 生物體內(nèi)絕大多數(shù)酶最適的pH都在中性？ 70 競爭性抑制（抑制劑與酶結(jié)合位點與底物結(jié) 合位點相同）EI71生理意義：臨床藥物的選擇典型的磺胺藥抗菌機(jī)理： 細(xì)菌在生長繁殖時，不能利用環(huán)境中的葉酸，只能在自己菌體內(nèi)合成