3.第三章 酶ppt課件

1、問題問題1：酶在哪里？：酶在哪里？問題問題2：酶的功能是什么？：酶的功能是什么？催化生化反應催化生化反應問題問題3：酶與檢驗醫(yī)學有什么關系？：酶與檢驗醫(yī)學有什么關系？二、酶的不同形式二、酶的不同形式蛋白質(zhì)部分：酶蛋白蛋白質(zhì)部分：酶蛋白 (apoenzyme) (apoenzyme)輔助因子輔助因子(cofactor) (cofactor) 金屬離子金屬離子小分子有機化合物小分子有機化合物全酶全酶(holoenzyme)(holoenzyme)(outline) 1.輔助因子類型輔助因子類型(1) 輔酶輔酶 (coenzyme)：與酶蛋白結合疏松，可用：與酶蛋白結合疏松，可用透析或超濾的方法除去

2、。透析或超濾的方法除去。 (2) 輔基輔基 (prosthetic group)：與酶蛋白結合緊密，：與酶蛋白結合緊密，不能用透析或超濾的方法除去。不能用透析或超濾的方法除去。4.金屬酶金屬酶(metalloenzyme) 其金屬離子與酶結合緊密，提取過程中不易丟其金屬離子與酶結合緊密，提取過程中不易丟失。失。 5.金屬激活酶金屬激活酶(metal-activated enzyme) 其金屬離子為酶的活性所必需，但與酶的結合其金屬離子為酶的活性所必需，但與酶的結合不甚緊密。不甚緊密。6.金屬離子的作用金屬離子的作用 (1) 穩(wěn)定酶的構象。穩(wěn)定酶的構象。 (2) 參與催化反應，傳遞電子。參與催化

3、反應，傳遞電子。 (3) 在酶與底物間起橋梁作用。在酶與底物間起橋梁作用。 (4) 中和陰離子，降低反應中的靜電斥力等。中和陰離子，降低反應中的靜電斥力等。7.小分子有機化合物的作用小分子有機化合物的作用 反應中起運載體作用，傳遞電子、質(zhì)子或其他基團。反應中起運載體作用，傳遞電子、質(zhì)子或其他基團。族維生素與輔酶或輔基的關系族維生素與輔酶或輔基的關系維生素維生素輔酶或輔基輔酶或輔基轉移的基團轉移的基團維生素維生素B1 (硫胺素硫胺素)焦磷酸硫胺素焦磷酸硫胺素(TPP)醛基醛基維生素維生素B2 (核黃素核黃素)黃素單核苷酸黃素單核苷酸(FMN)黃素腺嘌呤二核苷酸黃素腺嘌呤二核苷酸(FAD)氫原子氫

4、原子(質(zhì)子質(zhì)子)氫原子氫原子(質(zhì)子質(zhì)子)維生素維生素PP(尼克酰胺尼克酰胺)尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+，輔酶，輔酶)尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP+ ，輔酶，輔酶)氫原子氫原子(質(zhì)子質(zhì)子)氫原子氫原子(質(zhì)子質(zhì)子)維生素維生素B6(吡哆醛，吡哆胺吡哆醛，吡哆胺)磷酸吡哆醛，磷酸吡哆胺磷酸吡哆醛，磷酸吡哆胺氨基氨基泛酸泛酸輔酶輔酶A酰基?；锼厣锼厣锼厣锼囟趸级趸既~酸葉酸四氫葉酸四氫葉酸一碳單位一碳單位維生素維生素B12 鈷胺素輔酶類鈷胺素輔酶類一碳單位一碳單位1.習慣命名法習慣命名法推薦名稱推薦名稱(1) 依據(jù)酶所催化的

5、底物命名，如淀粉酶等。依據(jù)酶所催化的底物命名，如淀粉酶等。(2) 依據(jù)催化反應類型命名，如脫氫酶、轉氨酶等。依據(jù)催化反應類型命名，如脫氫酶、轉氨酶等。(3) 綜合上述兩項原則命名，如乳酸脫氫酶等。綜合上述兩項原則命名，如乳酸脫氫酶等。 2. 系統(tǒng)命名法系統(tǒng)命名法系統(tǒng)名稱系統(tǒng)名稱(二二) 酶的分類酶的分類1.氧化還原酶類氧化還原酶類(oxidoreductases)2.轉移酶類轉移酶類 (transferases )3.水解酶類水解酶類 (hydrolases)4.裂解酶類裂解酶類 (lyases)5.異構酶類異構酶類( isomerases)6.合成酶類合成酶類 (ligases, synth

6、etases)(一一)酶的活性酶的活性 是指酶催化化學反應的能力，其衡是指酶催化化學反應的能力，其衡量的標準是酶促反應速度。量的標準是酶促反應速度。(三三)酶的活性單位酶的活性單位1. 國際單位國際單位(IU) 在特定的條件下，每分鐘催在特定的條件下，每分鐘催化化1mol底物轉化為產(chǎn)物所需的酶量為一個國際底物轉化為產(chǎn)物所需的酶量為一個國際單位。單位。 2. 催量單位催量單位 催量催量(kat)是指在特定條件下，每是指在特定條件下，每秒鐘使秒鐘使mol底物轉化為產(chǎn)物所需的酶量。底物轉化為產(chǎn)物所需的酶量。 3. kat與與IU的換算：的換算： 1 IU=16.6710-9 kat 酶的催化效率通常

7、比非催化反應高酶的催化效率通常比非催化反應高1081020倍，比一般催化劑高倍，比一般催化劑高1071013倍。倍。二、高度的特異性二、高度的特異性一種酶只能作用于一種立體異構底物。一種酶只能作用于一種立體異構底物。三、酶催化活性的可調(diào)節(jié)性三、酶催化活性的可調(diào)節(jié)性(一一) 對酶生成與降解量的調(diào)節(jié)。對酶生成與降解量的調(diào)節(jié)。(二二) 酶催化活性的調(diào)節(jié)。酶催化活性的調(diào)節(jié)。酶促反應受多種因素的調(diào)控，以適應機體酶促反應受多種因素的調(diào)控，以適應機體對不斷變化的內(nèi)外環(huán)境和生命活動的需要。其對不斷變化的內(nèi)外環(huán)境和生命活動的需要。其中包括三方面的調(diào)節(jié)。中包括三方面的調(diào)節(jié)。四、酶催化活性的不穩(wěn)定性四、酶催化活性的

8、不穩(wěn)定性 酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，凡是影響蛋白質(zhì)酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，凡是影響蛋白質(zhì)生物學活性的因素都能影響酶的活性。生物學活性的因素都能影響酶的活性?；钚灾行幕蚍Q活性部位活性中心或稱活性部位(active site)，指，指必需基團在空間結構上彼此靠近，組成具有必需基團在空間結構上彼此靠近，組成具有特定空間結構的區(qū)域，能與底物特異結合并特定空間結構的區(qū)域，能與底物特異結合并將底物轉化為產(chǎn)物。將底物轉化為產(chǎn)物。結合基團結合基團(binding group)(binding group)與底物相結合與底物相結合催化基團催化基團(catalytic group)(catalytic group)催化底物轉變

9、成產(chǎn)物催化底物轉變成產(chǎn)物 位于活性中心以外，維持酶活性中心應有的空間位于活性中心以外，維持酶活性中心應有的空間構象所必需。構象所必需。2.活性中心外的必需基團活性中心外的必需基團(二二)必需基團必需基團 (essential group) 酶分子中氨基酸殘基側酶分子中氨基酸殘基側鏈的化學基團中，一些與酶鏈的化學基團中，一些與酶活性密切相關的化學基團?；钚悦芮邢嚓P的化學基團。+底底 物物 活性中心以外活性中心以外的必需基團的必需基團結合基團結合基團催化基團催化基團 活性中心活性中心 (一一)酶原酶原 有些酶在細有些酶在細胞內(nèi)合成或初分胞內(nèi)合成或初分泌時無活性，此泌時無活性，此無活性前體稱為無活性

10、前體稱為酶原。酶原。(二二)酶原的激活酶原的激活 酶原在一定條酶原在一定條件下，水解掉一個件下，水解掉一個或幾個短肽，形成或幾個短肽，形成或暴露出活性中心，或暴露出活性中心，轉化為有活性酶的轉化為有活性酶的過程。過程。(三三)激活過程激活過程特定的肽鏈水解特定的肽鏈水解酶酶 原原分子構象發(fā)生改變分子構象發(fā)生改變酶的活性中心形成酶的活性中心形成在特定在特定條件下條件下賴賴纈纈天天天天天天天天甘甘異異賴賴纈纈天天天天天天天天纈纈組組絲絲甘甘異異纈纈組組絲絲(四四) 酶原激活的意義酶原激活的意義1.避免酶對細胞進行自身消化，并使酶在特避免酶對細胞進行自身消化，并使酶在特定的部位和環(huán)境中發(fā)揮作用。定的

11、部位和環(huán)境中發(fā)揮作用。2.有的酶原可以視為酶的儲存形式。在需要有的酶原可以視為酶的儲存形式。在需要時，酶原適時地轉變成有活性的酶，發(fā)揮其催時，酶原適時地轉變成有活性的酶，發(fā)揮其催化作用。化作用。(一一)活化分子與活化能活化分子與活化能反應總能量改變反應總能量改變 非催化反應活化能非催化反應活化能 酶促反應酶促反應 活化能活化能 一般催化劑催一般催化劑催化反應的活化能化反應的活化能 能能量量 反反 應應 過過 程程 底物底物 產(chǎn)物產(chǎn)物 酶促反應活化能的改變酶促反應活化能的改變 1.活化能：底物分子從基態(tài)轉變到活化態(tài)所需的能量。活化能：底物分子從基態(tài)轉變到活化態(tài)所需的能量。2.活化分子：從基態(tài)轉變

12、到活化態(tài)的底物分子。活化分子：從基態(tài)轉變到活化態(tài)的底物分子。(二二)酶催化作用機制酶催化作用機制1.酶作用的專一性假說酶作用的專一性假說（1鎖鑰學說鎖鑰學說（2誘導契合學說誘導契合學說酶底物復合物酶底物復合物 E + S E + P ES （1鎖鑰學說鎖鑰學說酶與底物相互接近時，其結構相互誘導、酶與底物相互接近時，其結構相互誘導、相互變形和相互適應，進而相互結合。這一過相互變形和相互適應，進而相互結合。這一過程稱為酶程稱為酶- -底物結合的誘導契合假說底物結合的誘導契合假說 。（2誘導契合學說誘導契合學說2.鄰近效應與定向排列鄰近效應與定向排列3.多元催化多元催化4.表面效應表面效應一些代謝物

13、可與某些酶分子活性中心外的一些代謝物可與某些酶分子活性中心外的某部分可逆地結合，使酶構象改變，從而改變某部分可逆地結合，使酶構象改變，從而改變酶的催化活性，此種調(diào)節(jié)方式稱變構調(diào)節(jié)。酶的催化活性，此種調(diào)節(jié)方式稱變構調(diào)節(jié)。(influencing factor of Enzyme-Catalyzed Reaction)EEEEEEEEEEEE當?shù)孜餄舛容^低時當?shù)孜餄舛容^低時反應速度與底物濃度成正比。反應速度與底物濃度成正比。VS表示表示SaVSEEEEEEEEEEEE隨著底物濃度的增高隨著底物濃度的增高反應速度不再成正比例加速。反應速度不再成正比例加速。bVS當?shù)孜餄舛雀哌_極大時當?shù)孜餄舛雀哌_極大

14、時反應速度不再增加，達最大速度。反應速度不再增加，達最大速度。EEEEEEEEEEEEcE + S k1k2k3ESE + PS：底物濃度：底物濃度V：不同：不同S時的反應速度時的反應速度Vmax：最大反應速度：最大反應速度m：米氏常數(shù)：米氏常數(shù)VmaxS Km + S (1) Vmax是酶完全被底物飽和時的反應速度，是酶完全被底物飽和時的反應速度，與酶濃度成正比，與酶濃度成正比，Vmax=K3 E，如果酶的總濃度，如果酶的總濃度已知，可從已知，可從Vmax計算計算 動力學常數(shù)動力學常數(shù)K3。0 V E 當當SE時，時，Vmax = k3 E 酶濃度對反應速度的影響酶濃度對反應速度的影響 (二

15、二)最適溫度最適溫度酶促反應速度最大時的環(huán)境酶促反應速度最大時的環(huán)境溫度。溫度。(三三) 應用意義應用意義溫度溫度 C V0.51.02.01.50 10 20 30 40 50 60 溫度對淀粉酶活性的影響溫度對淀粉酶活性的影響 如生物樣本的低溫保存、如生物樣本的低溫保存、高溫高壓滅菌等。高溫高壓滅菌等。 四、四、 pH對反應速度的影響對反應速度的影響0V pH pH對某些酶活性的影響對某些酶活性的影響 246810(一一) 強酸、強堿強酸、強堿可使酶變性失活?？墒姑缸冃允Щ睢?二二) 最適最適pH 酶酶催化活性最大時的催化活性最大時的環(huán)境環(huán)境pH。(三三)體內(nèi)大部分酶體內(nèi)大部分酶最適最適p

16、H為中性，為中性，例外如例外如胃蛋白酶胃蛋白酶(一一) 遺傳性酶缺乏疾病，如白化病，蠶遺傳性酶缺乏疾病，如白化病，蠶豆病，苯丙酮酸尿癥等。豆病，苯丙酮酸尿癥等。(二二) 中毒性疾病，如有機磷中毒，氰化中毒性疾病，如有機磷中毒，氰化物中毒等。物中毒等。白化病，酪氨酸酶缺乏，不能將酪氨酸白化病，酪氨酸酶缺乏，不能將酪氨酸轉變成黑色素轉變成黑色素(一一)血清漿酶的測定血清漿酶的測定 1血清血清(漿漿)功能性酶的測定功能性酶的測定 2血清血清(漿漿)非功能性酶的測定非功能性酶的測定 在血漿中發(fā)揮其特異催化作用的酶，故稱血漿功能性酶，如卵磷脂膽固醇?；D移酶和脂蛋白酯酶等。 在血漿中的濃度很低，來自于全身各組織在血漿中的濃度很低，來自于全身各組織細胞，在血漿中沒有實際的功能，被稱做非功細胞，在血漿中沒有實際的功能，被稱做非功能性酶。能性酶。 如轉氨酶、淀粉酶等。如轉氨酶、淀粉酶等。 腫瘤標志物腫瘤標志物(二二) 同工酶同工酶(isoenzyme) 1.定義定義 是指催化相同的化學反應，而酶蛋白是指催化相同的化學反應，而酶蛋白的