第五章酶(中職生物化學(xué))

1、第五章第五章 酶酶EnzymeEnzyme衛(wèi)生技工學(xué)校衛(wèi)生技工學(xué)校 王巧玲王巧玲學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握：掌握：1、酶的概念、組成及酶促反應(yīng)特點(diǎn)；2、酶的活性中心；3、同工酶的概念及其臨床應(yīng)用；4、競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用的概念及醫(yī)學(xué)意義。主要內(nèi)容主要內(nèi)容第一節(jié)第一節(jié) 酶的概念及酶促反應(yīng)特點(diǎn)酶的概念及酶促反應(yīng)特點(diǎn)第二節(jié)第二節(jié) 酶的組成、結(jié)構(gòu)與功能酶的組成、結(jié)構(gòu)與功能第三節(jié)第三節(jié) 影響酶促反應(yīng)速度的因素影響酶促反應(yīng)速度的因素第四節(jié)第四節(jié) 酶與臨床醫(yī)學(xué)的關(guān)系酶與臨床醫(yī)學(xué)的關(guān)系 物質(zhì)代謝是生命活動(dòng)的基物質(zhì)代謝是生命活動(dòng)的基本特征，包含的各種復(fù)雜的化本特征，包含的各種復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，幾乎都是在特異的學(xué)反應(yīng)，幾乎都是

2、在特異的酶酶催化催化下進(jìn)行的。下進(jìn)行的。 沒有酶就沒有新陳代謝，沒有酶就沒有新陳代謝，也就沒有生命活動(dòng)。也就沒有生命活動(dòng)。目前將生物催化劑分為兩類：目前將生物催化劑分為兩類： 酶：由活細(xì)胞合成的對(duì)其特異底物起高效 作用的蛋白質(zhì)。 核酶：對(duì)核酸具有高效特異催化作用的核酶。第一節(jié)第一節(jié) 酶的概念及酶促反應(yīng)特點(diǎn)酶的概念及酶促反應(yīng)特點(diǎn)酶酶：是由活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的特殊蛋白質(zhì)。 又稱為生物催化劑。酶促反應(yīng)酶促反應(yīng)：由酶所催化的反應(yīng)。底物底物（S Substrate，S S）:在酶促反應(yīng)中被酶催化的物質(zhì)。產(chǎn)物產(chǎn)物（P Product，P P）:經(jīng)酶催化所產(chǎn)生的物質(zhì)。酶活性酶活性：酶所具有的催化能力。

3、酶失活酶失活：酶喪失催化能力。一、酶的相關(guān)概念一、酶的相關(guān)概念 -酮戊二酸轉(zhuǎn)氨酶丙酮酸Ala + Glu酶是蛋白質(zhì)的證據(jù)：酶是蛋白質(zhì)的證據(jù)：1 1 酶的化學(xué)組成，氮酶的化學(xué)組成，氮1616。2 2 在水溶液中發(fā)生兩性解離，有等電點(diǎn)。在水溶液中發(fā)生兩性解離，有等電點(diǎn)。3 3 水解產(chǎn)物為氨基酸。水解產(chǎn)物為氨基酸。4 4 凡使蛋白質(zhì)變性的因素作用于酶也使之變性。凡使蛋白質(zhì)變性的因素作用于酶也使之變性。（一）酶與一般催化劑的相同點(diǎn)（一）酶與一般催化劑的相同點(diǎn) 能加快化學(xué)反應(yīng)速度；能加快化學(xué)反應(yīng)速度； 在催化反應(yīng)前后，沒有質(zhì)和量的改變；在催化反應(yīng)前后，沒有質(zhì)和量的改變； 只能催化熱力學(xué)上可能進(jìn)行的反應(yīng)；

4、只能催化熱力學(xué)上可能進(jìn)行的反應(yīng)； 只能縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間，但不能只能縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間，但不能改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)。改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)。二二 酶酶促促反反應(yīng)應(yīng)特特點(diǎn)點(diǎn)二二 酶酶促促反反應(yīng)應(yīng)特特點(diǎn)點(diǎn)（二）酶與一般催化劑的不同點(diǎn)（二）酶與一般催化劑的不同點(diǎn) 高度的催化效率；高度的催化效率； 高度的專一性或特異性；高度的專一性或特異性；（1 1）相對(duì)專一性）相對(duì)專一性（2 2）絕對(duì)專一性）絕對(duì)專一性（3 3）立體異構(gòu)專一性）立體異構(gòu)專一性 高度不穩(wěn)定性；高度不穩(wěn)定性； 酶活性的可調(diào)節(jié)性。酶活性的可調(diào)節(jié)性。例例 2H2H2 2O O2 22H2H2 2O+OO+O2 2 1mol H1mol

5、 H2 2O O2 2酶酶 能催化能催化 5 510106 6 mol Hmol H2 2O O2 2的分解的分解 1mol Fe1mol Fe3+3+ 只能催化只能催化6 61010-4 -4 mol Hmol H2 2O O2 2的分解的分解 以摩爾為單位進(jìn)行比較，酶的催化效率比化學(xué)以摩爾為單位進(jìn)行比較，酶的催化效率比化學(xué)催化劑高催化劑高10107 710101313倍，比非催化反應(yīng)高倍，比非催化反應(yīng)高10108 810102020倍。倍。 1 1、高度的催化效率、高度的催化效率主要原因主要原因: : 酶酶降低反應(yīng)的活化能降低反應(yīng)的活化能 活化能活化能：分子從初態(tài)到達(dá)活化態(tài)所需要的能量。

6、活化能 催化效率反應(yīng)總能量改變反應(yīng)總能量改變 非催化反應(yīng)活化能非催化反應(yīng)活化能 酶促反應(yīng)酶促反應(yīng) 活化能活化能 一般催化劑催一般催化劑催化反應(yīng)的活化能化反應(yīng)的活化能 能能量量 反反 應(yīng)應(yīng) 過過 程程 底物底物 產(chǎn)物產(chǎn)物 酶促反應(yīng)活化能的改變酶促反應(yīng)活化能的改變 2 2、高度的專一性或特異性、高度的專一性或特異性一種酶僅作用于一種或一類一種酶僅作用于一種或一類化合物化合物，或一定，或一定的的化學(xué)鍵化學(xué)鍵，催化一定的化學(xué)反應(yīng)并生成一定的產(chǎn)，催化一定的化學(xué)反應(yīng)并生成一定的產(chǎn)物。酶對(duì)底物的這種物。酶對(duì)底物的這種選擇性選擇性稱為酶的特異性或?qū)７Q為酶的特異性或?qū)Ｒ恍砸恍?。分類分類相?duì)專一性相對(duì)專一性絕對(duì)專

7、一性絕對(duì)專一性立體異構(gòu)專一性立體異構(gòu)專一性絕對(duì)專一性絕對(duì)專一性一種酶只能催化一種底物發(fā)生一種特定的化一種酶只能催化一種底物發(fā)生一種特定的化學(xué)反應(yīng)并生成一定的產(chǎn)物，即酶選擇全部結(jié)構(gòu)。學(xué)反應(yīng)并生成一定的產(chǎn)物，即酶選擇全部結(jié)構(gòu)。如：如： OCNH2NH2+ H2O2NH3 + CO2尿素脲酶OCNHNH2+ H2O甲基尿素CH3脲酶相對(duì)專一性相對(duì)專一性 一種酶能催化一類化合物或一定的化學(xué)鍵，一種酶能催化一類化合物或一定的化學(xué)鍵，即酶只能選擇底物的部分結(jié)構(gòu)。即酶只能選擇底物的部分結(jié)構(gòu)。如：如：OHOHHHOHHOHCH2OHHCH2OHHCH2OHOHHHOHOO11OHOHHHOHHOHCH2HCH

8、2OHHCH2OHOHHHOHOO11OOOHHHHOHHOHCH2OHH1蔗糖棉子糖蔗糖酶HCH3CCOOHOHHCH3COHCOOHABCABC立體異構(gòu)專一性立體異構(gòu)專一性 當(dāng)?shù)孜锞哂辛Ⅲw異構(gòu)現(xiàn)象時(shí)，一種酶只對(duì)底物當(dāng)?shù)孜锞哂辛Ⅲw異構(gòu)現(xiàn)象時(shí)，一種酶只對(duì)底物的某一立體異構(gòu)體具有催化作用，而對(duì)其他立體的某一立體異構(gòu)體具有催化作用，而對(duì)其他立體異構(gòu)體不起作用。異構(gòu)體不起作用。3 3、高度不穩(wěn)定性、高度不穩(wěn)定性4 4、酶活性的可調(diào)節(jié)性、酶活性的可調(diào)節(jié)性 這是酶的化學(xué)本質(zhì)（蛋白質(zhì)）所決定的，這是酶的化學(xué)本質(zhì)（蛋白質(zhì)）所決定的，易受易受pHpH、溫度等、溫度等理化因素理化因素的影響。的影響。酶促反應(yīng)受多

9、種因素的酶促反應(yīng)受多種因素的調(diào)控調(diào)控，以適應(yīng)機(jī)，以適應(yīng)機(jī)體對(duì)不斷變化的內(nèi)外環(huán)境和生命活動(dòng)的需要。體對(duì)不斷變化的內(nèi)外環(huán)境和生命活動(dòng)的需要。（一）（一）酶的分類：酶的分類：六大類六大類1氧化還原酶類（氧化還原酶類（oxido-reductases） 催化氧化還原反應(yīng)的酶，包括氧化酶類、脫氫催化氧化還原反應(yīng)的酶，包括氧化酶類、脫氫酶類、過氧化氫酶、過氧化物酶等。酶類、過氧化氫酶、過氧化物酶等。 三、酶的分類與命名三、酶的分類與命名（1）氧化酶類：催化底物脫氫，并氧化生成）氧化酶類：催化底物脫氫，并氧化生成H2O或或H2O2 。2A2H+O2 2A+2H2O A2H+O2 A+H2O2 鄰苯二酚氧化酶

10、（鄰苯二酚氧化酶（EC 1.10.3.1，鄰苯二酚：氧氧化酶），鄰苯二酚：氧氧化酶） 鄰苯二酚鄰苯二酚鄰苯醌鄰苯醌例：例：OHOH+ O2鄰鄰苯苯二二酚酚氧氧化化酶酶OO2+ 2H2O2（2）脫氫酶類：直接催化底物脫氫）脫氫酶類：直接催化底物脫氫 A2H + B A + B2H 例：乳酸脫氫酶（例：乳酸脫氫酶（EC 1.1.1.27，L-乳酸：乳酸：NAD+氧化還原酶）氧化還原酶） 乳酸乳酸丙酮酸丙酮酸COOHC HCH3H O+ NAD+COOHCOCH3+ NADH + H+乳乳酸酸脫脫氫氫酶酶2轉(zhuǎn)移酶類（轉(zhuǎn)移酶類（transferases） 催化基團(tuán)的轉(zhuǎn)移催化基團(tuán)的轉(zhuǎn)移 AR+ BBRA

11、 +例：谷丙轉(zhuǎn)氨酶（例：谷丙轉(zhuǎn)氨酶（GPT）（）（EC 2.6.1.2，L-丙氨酸：丙氨酸： 酮戊二酸氨基轉(zhuǎn)移酶）酮戊二酸氨基轉(zhuǎn)移酶） 3水解酶類（水解酶類（hydrolases） AB + H2O AOH + BH 4裂合酶類（裂合酶類（lyases） 從底物移去一個(gè)基團(tuán)而形成雙鍵或逆反應(yīng)從底物移去一個(gè)基團(tuán)而形成雙鍵或逆反應(yīng) AB A + B 例例1：例2：5異構(gòu)酶類（異構(gòu)酶類（isomerase） 催化異構(gòu)化反應(yīng)催化異構(gòu)化反應(yīng) 例：AB6連接酶類（連接酶類（ligases, 也稱也稱synthetases合成酶類）合成酶類） 將兩個(gè)小分子合成一個(gè)大分子，通常需要將兩個(gè)小分子合成一個(gè)大分子，

12、通常需要ATP供能。供能。 例：例： 乙酸+CoASH+ATP 乙酰SCoA+AMP+PPiA + B + ATP AB + ADP + PiA + B + ATP AB + AMP + PPi按組成分類：按組成分類：?jiǎn)误w酶：僅具有三級(jí)結(jié)構(gòu)寡聚酶：由多個(gè)相同或不同亞基以非共價(jià)鍵連接組成的酶。多酶體系：由幾種不同功能的酶聚合形成的多酶復(fù)合物。多功能酶：多種不同催化功能存在一條多肽鏈上形成的酶。按分子組成分類：按分子組成分類：?jiǎn)渭兠福簝H由氨基酸殘基組成的多肽鏈構(gòu)成的酶。結(jié)合酶：由氨基酸殘基組成的多肽鏈部分和非氨基酸 物質(zhì)組成1習(xí)慣命名法（習(xí)慣命名法（recommended name） （1）底物:

13、淀粉酶、蛋白酶等（2）反應(yīng)性質(zhì)：脫氫酶、轉(zhuǎn)氨酶等（3）底物，反應(yīng)性質(zhì)：乳酸脫氫酶等 （4）來源或其它特點(diǎn)：唾液淀粉酶、胃蛋白酶等 （二）酶的命名（二）酶的命名 1961年國(guó)際酶學(xué)委員會(huì)（年國(guó)際酶學(xué)委員會(huì)（enzyme commission）提出的酶的命名和分類方法。提出的酶的命名和分類方法。 每一個(gè)酶均有一個(gè)系統(tǒng)名稱，標(biāo)明酶的所有每一個(gè)酶均有一個(gè)系統(tǒng)名稱，標(biāo)明酶的所有底物與反應(yīng)性質(zhì)。底物與反應(yīng)性質(zhì)。2系統(tǒng)命名法（系統(tǒng)命名法（systematic name） （1 1）標(biāo)明底物，催化反應(yīng)的性質(zhì)）標(biāo)明底物，催化反應(yīng)的性質(zhì) G-6-PF-6-P G-6-PG-6-PF-6-P G-6-P異構(gòu)酶異構(gòu)酶

14、 例例: :（2 2）兩個(gè)底物參加反應(yīng)時(shí)應(yīng)同時(shí)列出，中間用）兩個(gè)底物參加反應(yīng)時(shí)應(yīng)同時(shí)列出，中間用冒號(hào)（冒號(hào)（: :）分開。如其中一個(gè)底物為水時(shí)，水可）分開。如其中一個(gè)底物為水時(shí)，水可略去。略去。 例例1 1： 丙氨酸丙氨酸+-+-酮戊二酸酮戊二酸 谷氨酸谷氨酸+ +丙酮酸丙酮酸 丙氨酸丙氨酸:-:-酮戊二酸氨基轉(zhuǎn)移酶酮戊二酸氨基轉(zhuǎn)移酶 例例2 2： 脂肪脂肪+H2O +H2O 脂酸脂酸+ +甘油甘油 脂肪水解酶脂肪水解酶 第二節(jié)第二節(jié) 酶的分子結(jié)構(gòu)與功能酶的分子結(jié)構(gòu)與功能1. 1. 按分子組成按分子組成 單純酶單純酶： 僅由氨基酸構(gòu)成的酶。僅由氨基酸構(gòu)成的酶。 結(jié)合酶：結(jié)合蛋白質(zhì)結(jié)合酶：結(jié)合蛋

15、白質(zhì)化學(xué)本質(zhì)化學(xué)本質(zhì) 蛋白質(zhì)部分蛋白質(zhì)部分酶蛋白酶蛋白 非蛋白質(zhì)部分非蛋白質(zhì)部分輔助因子輔助因子一、酶的分子組成一、酶的分子組成全酶全酶2. 2. 按輔助因子與酶蛋白結(jié)合的緊密程度不同按輔助因子與酶蛋白結(jié)合的緊密程度不同輔酶輔酶：與酶蛋白的結(jié)合疏松，可用透析或超濾的方法除去。輔基輔基：與酶蛋白的結(jié)合緊密，不能用透析或超濾的方法除去。輔助因子的化學(xué)本質(zhì)輔助因子的化學(xué)本質(zhì)：小分子有機(jī)化合物和金屬離子。一、酶的分子組成一、酶的分子組成3. 3. 輔助因子與酶蛋白的關(guān)系輔助因子與酶蛋白的關(guān)系 完整的全酶才具有催化作用；完整的全酶才具有催化作用； 一種輔助因子可與多種酶蛋白結(jié)合組成多種一種輔助因子可與多

16、種酶蛋白結(jié)合組成多種不同催化功能的酶，而一種酶蛋白只能與一種不同催化功能的酶，而一種酶蛋白只能與一種輔助因子結(jié)合形成一種特異性的酶；輔助因子結(jié)合形成一種特異性的酶； 酶蛋白決定反應(yīng)的酶蛋白決定反應(yīng)的專一性專一性 輔助因子決定反應(yīng)的輔助因子決定反應(yīng)的種類與性質(zhì)種類與性質(zhì)一、酶的分子組成一、酶的分子組成（一）必需基團(tuán)（一）必需基團(tuán) 定義：與酶的活性密切相關(guān)為發(fā)揮酶定義：與酶的活性密切相關(guān)為發(fā)揮酶催化作用所必需的化學(xué)基團(tuán)。催化作用所必需的化學(xué)基團(tuán)。 常見的必需基團(tuán)：常見的必需基團(tuán)： HisHis的咪唑基的咪唑基 Ser Ser和和ThrThr的羥基的羥基 Cys Cys的巰基的巰基 Glu Glu的

17、的-羧基羧基二、酶的活性中心二、酶的活性中心（二）酶的活性中心（二）酶的活性中心 由酶的必需基團(tuán)在空間結(jié)構(gòu)集中在一由酶的必需基團(tuán)在空間結(jié)構(gòu)集中在一起形成的，能與底物特異結(jié)合并將底物轉(zhuǎn)起形成的，能與底物特異結(jié)合并將底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的特定空間區(qū)域?；癁楫a(chǎn)物的特定空間區(qū)域。 分類：分類：二、酶的活性中心二、酶的活性中心酶活性中心酶活性中心 結(jié)合部位（結(jié)合位）結(jié)合部位（結(jié)合位） 催化部位（催化位）催化部位（催化位） * * 酶活性中心內(nèi)的必需基團(tuán)：酶活性中心內(nèi)的必需基團(tuán)：* * 酶活性中心外的必需基團(tuán)：酶活性中心外的必需基團(tuán)： 結(jié)合基團(tuán)：結(jié)合基團(tuán)： 與底物相結(jié)合，使底物與酶形成復(fù)合物與底物相結(jié)合，使底物

18、與酶形成復(fù)合物 催化基團(tuán)：催化基團(tuán)： 影響底物中某些化學(xué)鍵，催化底物發(fā)生化影響底物中某些化學(xué)鍵，催化底物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并將其轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物學(xué)反應(yīng)并將其轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物 不參與活性中心的組成，但為維持活不參與活性中心的組成，但為維持活性中心的空間構(gòu)象所必需。性中心的空間構(gòu)象所必需。底底 物物 活性中心以外的活性中心以外的必需基團(tuán)必需基團(tuán)結(jié)合基團(tuán)結(jié)合基團(tuán)催化基團(tuán)催化基團(tuán) 活性中心活性中心 酶原：酶原： 由活細(xì)胞合成分泌后，暫時(shí)沒有催化活由活細(xì)胞合成分泌后，暫時(shí)沒有催化活性的酶的前身物質(zhì)。性的酶的前身物質(zhì)。 酶原的激活：酶原的激活： 在一定條件下，酶原轉(zhuǎn)變?yōu)橛谢钚缘拿冈谝欢l件下，酶原轉(zhuǎn)變?yōu)橛谢钚缘拿傅倪^程。的

19、過程。 實(shí)質(zhì)實(shí)質(zhì)：酶的活性中心形成或暴露的過程。：酶的活性中心形成或暴露的過程。三、酶原與酶原的激活三、酶原與酶原的激活 酶原激活的機(jī)理酶原激活的機(jī)理酶酶 原原分子構(gòu)象發(fā)生改變分子構(gòu)象發(fā)生改變形成或暴露出酶的活性中心形成或暴露出酶的活性中心 一個(gè)或幾個(gè)特定的肽鍵斷裂，水解掉一個(gè)或幾一個(gè)或幾個(gè)特定的肽鍵斷裂，水解掉一個(gè)或幾個(gè)短肽個(gè)短肽在特定條件下在特定條件下賴賴?yán)i纈天天天天天天天天甘甘異異賴賴?yán)i纈天天天天天天天天纈纈組組絲絲SSSS464618183 3甘甘異異纈纈組組絲絲SSSS腸激酶腸激酶胰蛋白酶胰蛋白酶活性中心活性中心胰蛋白酶原的激活過程胰蛋白酶原的激活過程* * 酶原激活的生理意義：酶原

20、激活的生理意義： 避免某些細(xì)胞產(chǎn)生的蛋白酶對(duì)細(xì)胞進(jìn)行自身消化，避免某些細(xì)胞產(chǎn)生的蛋白酶對(duì)細(xì)胞進(jìn)行自身消化， 對(duì)機(jī)體起保護(hù)作用。對(duì)機(jī)體起保護(hù)作用。 例：消化系統(tǒng)的某些酶（胃蛋白酶）以酶原形式存在，避例：消化系統(tǒng)的某些酶（胃蛋白酶）以酶原形式存在，避 免了細(xì)胞的自身消化。免了細(xì)胞的自身消化。 保證酶原在其特定的部位與環(huán)境發(fā)揮其催化作用，保證酶原在其特定的部位與環(huán)境發(fā)揮其催化作用， 保證體內(nèi)物質(zhì)代謝正常進(jìn)行。保證體內(nèi)物質(zhì)代謝正常進(jìn)行。 例：血液中的凝血因子在血循環(huán)中以酶原的形式存在，防例：血液中的凝血因子在血循環(huán)中以酶原的形式存在，防 止血管內(nèi)凝血，保證血液在正常情況下血液的暢通。止血管內(nèi)凝血，保證

21、血液在正常情況下血液的暢通。 血管內(nèi)皮損傷血管內(nèi)皮損傷 釋放某些物質(zhì)釋放某些物質(zhì) 激活凝血因子激活凝血因子 凝血作用凝血作用定義：定義： 指酶蛋白的分子結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)、免疫學(xué)指酶蛋白的分子結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)、免疫學(xué)特性均不同，但催化的化學(xué)反應(yīng)相同的一組特性均不同，但催化的化學(xué)反應(yīng)相同的一組酶。酶。例：乳酸脫氫酶乳酸脫氫酶 （LDH)LDH) 四聚體酶 骨骼肌型（骨骼肌型（MM型）型） 亞基亞基 心肌型（心肌型（HH型）型）四、同工酶四、同工酶H HH HH HH MH HMMHMMMMMMMLDH1 (H4)LDH2(H3M) LDH3(H2M2)LDH4(HM3)LDH5 (M4)乳酸脫氫酶的同

22、工酶乳酸脫氫酶的同工酶*乳酸脫氫酶乳酸脫氫酶(LDH1 LDH5)亞基亞基:分布分布:心肌細(xì)胞心肌細(xì)胞中較多中較多肝、骨骼肌肝、骨骼肌細(xì)胞中較多細(xì)胞中較多臨床意義：臨床意義： 心肌受損心肌受損 LDHLDH1 1 肝細(xì)胞受損肝細(xì)胞受損 LDHLDH5 5 12345酶活性酶活性遷移位置遷移位置酶活性酶活性遷移位置遷移位置ab(a) LDH同工酶電泳圖譜同工酶電泳圖譜 (b)（a）正常人）正常人LDH同工酶電泳圖譜同工酶電泳圖譜,（b）心肌梗塞病人血清）心肌梗塞病人血清LDH同工酶電泳圖譜同工酶電泳圖譜 12345第三節(jié)第三節(jié)影響酶促反應(yīng)速度的因素影響酶促反應(yīng)速度的因素酶促反應(yīng)速度（酶促反應(yīng)速度

23、（V V）: : 指單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)系統(tǒng)中底物的消耗量或產(chǎn)物的生產(chǎn)量。 影響酶促反應(yīng)速度的因素有：影響酶促反應(yīng)速度的因素有：酶濃度底物濃度PH溫度激活劑抑制劑一、酶濃度的影響一、酶濃度的影響當(dāng)當(dāng)SSEE，酶可被底物飽酶可被底物飽和的情況下，和的情況下，反應(yīng)速度與酶反應(yīng)速度與酶濃度成濃度成正比正比。 V=kEV=kE0 V E 酶濃度對(duì)反應(yīng)速度的影響酶濃度對(duì)反應(yīng)速度的影響 二、底物濃度的影響二、底物濃度的影響1，A-B S與與V 正比關(guān)系正比關(guān)系 2，B-C S與與V 正變關(guān)系正變關(guān)系 V逐漸下降逐漸下降3，C- S增加，增加，V不變，不變，達(dá)到最高，即達(dá)到最高，即Vmax 在其他因素不變的情況下

24、，底物濃度對(duì)在其他因素不變的情況下，底物濃度對(duì)反應(yīng)速度的影響呈反應(yīng)速度的影響呈矩形雙曲線關(guān)系矩形雙曲線關(guān)系。A AB BC C 1913年年Michaelis和和Menten提出反應(yīng)速度與提出反應(yīng)速度與底物濃度關(guān)系的數(shù)學(xué)方程式，即米曼氏方程式，底物濃度關(guān)系的數(shù)學(xué)方程式，即米曼氏方程式，簡(jiǎn)稱米氏方程式簡(jiǎn)稱米氏方程式(Michaelis equation)。S ： 底物濃度底物濃度V ： 不同不同S時(shí)的反應(yīng)速度時(shí)的反應(yīng)速度Vmax ： 最大反應(yīng)速度最大反應(yīng)速度m ： 米氏常數(shù)米氏常數(shù)VmaxS Km + S A AB BC CKmS 2Km + S Vmax VmaxSVmaxS Km + S 當(dāng)

25、當(dāng) V=1/2 VmaxV=1/2 Vmax Km值等于酶促反應(yīng)速率為最大反應(yīng)速率一半值等于酶促反應(yīng)速率為最大反應(yīng)速率一半時(shí)的底物濃度，單位是時(shí)的底物濃度，單位是mol/L。定義定義： Km等于酶促反應(yīng)速率為最大反應(yīng)速率等于酶促反應(yīng)速率為最大反應(yīng)速率一半時(shí)的底物濃度。一半時(shí)的底物濃度。意義意義：lKm是酶的是酶的特征性常數(shù)特征性常數(shù)之一，可判斷之一，可判斷E與與S的的親和力，二者呈負(fù)相關(guān)。親和力，二者呈負(fù)相關(guān)。lKm可判斷可判斷E作用的天然底物。作用的天然底物。 Km最小的底最小的底物為物為E的天然底物。的天然底物。l可判斷可判斷E對(duì)正逆兩相反應(yīng)的催化效率。對(duì)正逆兩相反應(yīng)的催化效率。Km值的意

26、義值的意義三、溫度的影響三、溫度的影響q雙重效應(yīng)雙重效應(yīng) 當(dāng)在較低溫度時(shí)，溫度升高，酶促反應(yīng)速度當(dāng)在較低溫度時(shí)，溫度升高，酶促反應(yīng)速度 升高；升高； 由由于于酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，溫度升高到一定程度酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，溫度升高到一定程度 后，可引起酶的變性，從而反應(yīng)速度降低后，可引起酶的變性，從而反應(yīng)速度降低 。 T 60 T 60 酶開始變性酶開始變性 T 80 T 80 酶的變性不可逆酶的變性不可逆q最適溫度最適溫度 酶促反應(yīng)速度最快時(shí)的環(huán)境溫度。酶促反應(yīng)速度最快時(shí)的環(huán)境溫度。 反反應(yīng)應(yīng)速速度度溫血?jiǎng)游锝M織中的酶的溫血?jiǎng)游锝M織中的酶的最適溫度最適溫度：35403540 酶的活性雖然隨溫度的下降而

27、降低，但酶的活性雖然隨溫度的下降而降低，但低溫一般不使酶破壞。溫度回升后，酶恢低溫一般不使酶破壞。溫度回升后，酶恢復(fù)活性。復(fù)活性。低溫麻醉低溫麻醉：指在全麻作用下，用物理降溫法將患者的體溫下降到一定程度，使機(jī)體代謝率降低，提高組織對(duì)缺氧及阻斷血流情況下的耐受能力。在腦手術(shù)和心血管手術(shù)中有見。應(yīng)用：應(yīng)用：低溫保存酶制劑四、四、pHpH的影響的影響0 0酶酶的的活活性性 pHpH pH對(duì)某些酶活性的影響對(duì)某些酶活性的影響 胃蛋白酶胃蛋白酶 2 24 46 68 81010葡萄糖葡萄糖66磷酸酶磷酸酶 酶活性中酶活性中心的必需基心的必需基團(tuán)往往僅在團(tuán)往往僅在某一某一解離狀解離狀態(tài)態(tài)時(shí)才最容時(shí)才最容易

28、同底物結(jié)易同底物結(jié)合或具有最合或具有最大的催化作大的催化作用。用。最適最適pH：酶催化活性最大時(shí)的環(huán)境酶催化活性最大時(shí)的環(huán)境 pH。 激活劑：激活劑： 凡能使酶由無活性變?yōu)橛谢钚曰蚍材苁姑赣蔁o活性變?yōu)橛谢钚曰蚴姑富钚栽黾拥奈镔|(zhì)均稱為使酶活性增加的物質(zhì)均稱為酶的激活酶的激活劑劑。 大多數(shù)是大多數(shù)是金屬離子金屬離子：Mg2+、K+、Mn2+五、激活劑的影響五、激活劑的影響酶的抑制劑：酶的抑制劑： 凡能降低酶活性而又不引起酶變性的物質(zhì)。方式：方式： 通過與酶的活性中心內(nèi)或外的必需基團(tuán)結(jié)合而抑制酶的催化活性。分類：分類：（根據(jù)抑制劑與酶結(jié)合的緊密程度不同） 六、抑制劑的影響六、抑制劑的影響（一）不（一

29、）不 可可 逆逆 性性 抑抑 制制 定義：定義：不可逆性抑制劑通常以不可逆性抑制劑通常以共價(jià)鍵共價(jià)鍵與酶活性與酶活性中心的必需基團(tuán)中心的必需基團(tuán)緊密結(jié)合緊密結(jié)合，使酶失活。不，使酶失活。不能用透析、超濾除去能用透析、超濾除去, ,但可以用某些藥物或但可以用某些藥物或化學(xué)制劑進(jìn)行化學(xué)解除，使酶活性恢復(fù)?；瘜W(xué)制劑進(jìn)行化學(xué)解除，使酶活性恢復(fù)。（1 1）羥基酶抑制劑）羥基酶抑制劑 有機(jī)磷農(nóng)藥中毒有機(jī)磷農(nóng)藥中毒有機(jī)磷農(nóng)藥：有機(jī)磷農(nóng)藥：敵百蟲、敵敵畏、敵百蟲、敵敵畏、10591059等等中毒機(jī)制：中毒機(jī)制： 乙酰膽堿（乙酰膽堿（Ach)Ach) 膽堿膽堿+ +乙酸乙酸 有機(jī)磷農(nóng)藥中毒有機(jī)磷農(nóng)藥中毒 抑制膽

30、堿酯酶的活性抑制膽堿酯酶的活性 乙酰膽堿堆積乙酰膽堿堆積 膽堿能神經(jīng)興奮癥狀膽堿能神經(jīng)興奮癥狀解毒：解毒：解磷定（解磷定（PAMPAM） 注意：中毒的途徑、時(shí)間、量、搶救時(shí)機(jī)與方法注意：中毒的途徑、時(shí)間、量、搶救時(shí)機(jī)與方法例例1 1：膽堿酯酶膽堿酯酶+EOHROPOXROROPOOROE+ HX有 機(jī) 磷 化 合 物磷 酰 化 酶酸EOHORPOORNCH3CHNOH+NCH3CHNO+解 磷 定羥 基 酶主要癥狀：主要癥狀： 1 1、惡心、嘔吐、惡心、嘔吐、腹痛腹瀉、多汗、流腹痛腹瀉、多汗、流涎、視力模糊、瞳孔涎、視力模糊、瞳孔縮小、呼吸困難、支縮小、呼吸困難、支氣管分泌物增多，嚴(yán)氣管分泌物

31、增多，嚴(yán)重者出現(xiàn)肺水腫。重者出現(xiàn)肺水腫。 2 2、肌纖維震顫，肌肉跳動(dòng)，牙關(guān)緊閉，頸、肌纖維震顫，肌肉跳動(dòng)，牙關(guān)緊閉，頸項(xiàng)強(qiáng)直，全身抽搐等。項(xiàng)強(qiáng)直，全身抽搐等。 3 3、頭痛、頭昏、乏力、嗜睡、意識(shí)障礙、頭痛、頭昏、乏力、嗜睡、意識(shí)障礙、抽搐等。嚴(yán)重者出現(xiàn)腦水腫，或因呼吸衰竭而死抽搐等。嚴(yán)重者出現(xiàn)腦水腫，或因呼吸衰竭而死亡。亡。 重金屬中毒重金屬中毒重金屬離子：重金屬離子：HgHg2+ 2+ AgAg+ + AsAs3+3+（砷）（砷）PbPb（鉛）（鉛）中毒機(jī)制：中毒機(jī)制： 路易士氣（砷）路易士氣（砷）+ +酶分子的巰基結(jié)合酶分子的巰基結(jié)合 中毒中毒解毒：解毒： 二巰基丙醇（二巰基丙醇（BA

32、LBAL）恢復(fù)酶活性恢復(fù)酶活性（2 2）巰基酶抑制劑）巰基酶抑制劑例例2 2： 1918 1918年春，由美國(guó)人路易士上尉等人發(fā)現(xiàn)，并被年春，由美國(guó)人路易士上尉等人發(fā)現(xiàn)，并被建議用于軍事，因此得名。它作用迅速，沒有潛伏期，建議用于軍事，因此得名。它作用迅速，沒有潛伏期，可使眼睛、皮膚感到疼痛，吸入后能引起全身中毒，可使眼睛、皮膚感到疼痛，吸入后能引起全身中毒，在在2020世紀(jì)世紀(jì)2020年代有年代有“死亡之露死亡之露” 之稱。之稱。路易士氣路易士氣失活的酶失活的酶巰基酶巰基酶失活的酶失活的酶酸酸BALBAL巰基酶巰基酶BALBAL與砷劑結(jié)合物與砷劑結(jié)合物AsHC CHClESS+H2C SHH

33、CH2C OHSHESHSH+H2C SHCH2C OHSAsHC CHClESHSHClAsCl+HCCHClAsHCCHClESS+ 2HCl定義定義: : 抑制劑通常以抑制劑通常以非共價(jià)鍵非共價(jià)鍵與酶或酶與酶或酶- -底物復(fù)合底物復(fù)合物可逆性的物可逆性的疏松結(jié)合疏松結(jié)合，使酶的活性降低或喪失；，使酶的活性降低或喪失；抑制劑可用透析、超濾等方法除去。抑制劑可用透析、超濾等方法除去。分類：分類： 競(jìng)爭(zhēng)性抑制競(jìng)爭(zhēng)性抑制 非競(jìng)爭(zhēng)性抑制非競(jìng)爭(zhēng)性抑制 反競(jìng)爭(zhēng)性抑制反競(jìng)爭(zhēng)性抑制（二）可（二）可 逆逆 性性 抑抑 制制1 1、競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用、競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用特點(diǎn)：特點(diǎn)： I與與S結(jié)構(gòu)相似，競(jìng)爭(zhēng)酶的活性中心

34、；結(jié)構(gòu)相似，競(jìng)爭(zhēng)酶的活性中心； I與與E結(jié)合后，阻礙了結(jié)合后，阻礙了E與與S結(jié)合，從而使結(jié)合，從而使E不能發(fā)揮催不能發(fā)揮催化作用；化作用； 由于抑制劑與酶的結(jié)合是可逆的，因此抑制程度的強(qiáng)由于抑制劑與酶的結(jié)合是可逆的，因此抑制程度的強(qiáng)弱取決于弱取決于I與與S的相對(duì)濃度和比例；的相對(duì)濃度和比例； 增加增加S濃度，可減弱或消除此抑制作用。濃度，可減弱或消除此抑制作用。 定義：定義：p有些抑制劑與底物的結(jié)構(gòu)相似，能與底物競(jìng)爭(zhēng)酶的活性有些抑制劑與底物的結(jié)構(gòu)相似，能與底物競(jìng)爭(zhēng)酶的活性中心，從而阻礙酶底物復(fù)合物的形成。這種抑制作用稱為中心，從而阻礙酶底物復(fù)合物的形成。這種抑制作用稱為競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用。競(jìng)爭(zhēng)性抑

35、制作用。n反應(yīng)模式反應(yīng)模式+IEIE + SE + PESIS+ESIESEIPEE 丙二酸對(duì)琥珀酸脫氫酶的抑制丙二酸對(duì)琥珀酸脫氫酶的抑制琥珀酸琥珀酸琥珀酸脫氫酶琥珀酸脫氫酶FADFADH2延胡索酸延胡索酸CH2CCOOH琥珀酸COOHCH2COOH丙二酸COOHH2例例磺胺類藥物的抑菌機(jī)制磺胺類藥物的抑菌機(jī)制例例與與對(duì)氨基苯甲酸對(duì)氨基苯甲酸競(jìng)爭(zhēng)競(jìng)爭(zhēng)二氫葉酸合成酶二氫葉酸合成酶Glu +H2NCOOH +二氫蝶呤FH2FH4H2NSO2NHR磺胺藥氨甲蝶呤PABAFH2還原酶FH2合成酶2 2、非競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用、非競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用定義：定義：有些抑制劑與酶活性中心外的必需基有些抑制劑與酶活性中心

36、外的必需基團(tuán)相結(jié)合，不影響酶與底物的結(jié)合，酶和團(tuán)相結(jié)合，不影響酶與底物的結(jié)合，酶和底物的結(jié)合也不影響酶與抑制劑的結(jié)合。底物的結(jié)合也不影響酶與抑制劑的結(jié)合。底物和抑制劑之間無競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。但底物和抑制劑之間無競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。但酶酶-底物底物-抑制劑復(fù)合物抑制劑復(fù)合物(ESI)不能進(jìn)一步釋放出產(chǎn)物。不能進(jìn)一步釋放出產(chǎn)物。這種抑制作用稱作非競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用。這種抑制作用稱作非競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用。* * 反應(yīng)模式反應(yīng)模式E+SESE+P+ S S+ S S+ESIEIEESEP+IEI+S EIS +I 特點(diǎn)：特點(diǎn)：抑制劑與酶活性中心外的必須基團(tuán)結(jié)合，抑制劑與酶活性中心外的必須基團(tuán)結(jié)合， 底物與抑制劑之間無競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。

37、底物與抑制劑之間無競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。I I與與S S可同時(shí)結(jié)合與可同時(shí)結(jié)合與E E，形成，形成ESIESI復(fù)合物，復(fù)合物， 但不能釋放產(chǎn)物。但不能釋放產(chǎn)物。抑制程度的強(qiáng)弱取決于抑制程度的強(qiáng)弱取決于I I的濃度。的濃度。增加增加S S濃度，不能減弱或消除此抑制作用。濃度，不能減弱或消除此抑制作用。2 2、非競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用、非競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用第四節(jié)第四節(jié) 酶與臨床醫(yī)學(xué)的關(guān)系酶與臨床醫(yī)學(xué)的關(guān)系一、酶與疾病的發(fā)生一、酶與疾病的發(fā)生（一）遺傳性疾?。ㄒ唬┻z傳性疾病 先天性或遺傳性缺陷使酶基因不能正先天性或遺傳性缺陷使酶基因不能正常表達(dá)或表達(dá)異常，即表現(xiàn)為疾病。常表達(dá)或表達(dá)異常，即表現(xiàn)為疾病。 常見疾?。撼Ｒ娂膊。?/p>

38、 白化病（酪氨酸酶缺陷）白化?。ɡ野彼崦溉毕荩?蠶豆?。ㄐQ豆?。?-6-磷酸葡萄糖脫氫酶缺陷）磷酸葡萄糖脫氫酶缺陷） 白化病是一種較常見的皮膚及其附屬器官白化病是一種較常見的皮膚及其附屬器官黑色素缺乏所引起的疾病，由于先天性缺乏黑色素缺乏所引起的疾病，由于先天性缺乏酪酪氨酸酶氨酸酶，或酪氨酸酶功能減退，黑色素合成發(fā)，或酪氨酸酶功能減退，黑色素合成發(fā)生障礙所導(dǎo)致的遺傳性白斑病。生障礙所導(dǎo)致的遺傳性白斑病。 這類病人通常是全身皮膚、毛發(fā)、眼睛缺乏這類病人通常是全身皮膚、毛發(fā)、眼睛缺乏黑色素，因此表現(xiàn)為眼睛視網(wǎng)膜無色素，黑色素，因此表現(xiàn)為眼睛視網(wǎng)膜無色素，虹膜虹膜和和瞳瞳孔孔呈現(xiàn)淡粉色或淡灰，怕光，看東西時(shí)總是瞇著眼呈現(xiàn)淡粉色或淡灰，怕光，看東西時(shí)總是瞇著眼睛