生物化學(xué)酶化學(xué)公開課一等獎優(yōu)質(zhì)課大賽微課獲獎?wù)n件

1、第三章 酶化學(xué)Enzymology第1頁研究歷史1.1833年佩延（Payen）和Persoz從麥芽中抽提出一個對熱敏感物質(zhì)，這種物質(zhì)能將淀粉水解成可溶性糖，被稱為淀粉糖化酶（diastase）2.巴斯德提出“酵素”一詞，認(rèn)為只有活酵母細(xì)胞才能進(jìn)行發(fā)酵?，F(xiàn)在日本還經(jīng)常使用“酵素”一詞（ferment）。第2頁3.1878年德國人庫恩（Kuhne）提出“Enzyme”一詞，意為“在酵母中”。4.1896年德國人巴克納（Buchner）弟兄用石英砂磨碎酵母細(xì)胞，得到了能催化發(fā)酵無細(xì)胞濾液，證實發(fā)酵是一個化學(xué)反應(yīng)，與細(xì)胞活力無關(guān)。 第3頁5.19米凱利斯（Michaelis）和門頓（Menten）利

2、用物理化學(xué)方法提出了酶促反應(yīng)動力學(xué)原理米氏學(xué)說，使酶學(xué)能夠定量研究。6.1926年美國人J. B. Sumner從刀豆中結(jié)晶出脲酶（第一個酶結(jié)晶），并提出酶是蛋白質(zhì)觀點。以后陸續(xù)得到各種酶結(jié)晶，證實了這種觀點，薩姆納因而取得1947年諾貝爾獎。 第4頁7.進(jìn)入80年代后，核糖酶（ribozyme）、抗體酶、模擬酶等相繼出現(xiàn)，酶傳統(tǒng)概念受到挑戰(zhàn)。1982年Cech等發(fā)覺四膜蟲26S rRNA前體含有自我剪接功效，并于1986年證實其內(nèi)含子L-19 IVS含有各種催化功效。今后陸續(xù)發(fā)覺各種含有催化功效RNA，底物也擴(kuò)大到DNA、糖類、氨基酸酯。 第5頁第一節(jié) 通論（General Introduc

3、tion）一 酶是生物催化劑1 酶概念：酶是活細(xì)胞產(chǎn)生含有催化作用蛋白質(zhì)。它含有高度專一性、高效催化性、活性可調(diào)性和代謝性等催化特點。2 酶概念提出及當(dāng)前內(nèi)涵問題（Enzyme/Ribozyme） 1982年，Cech首先發(fā)覺RNA也含有酶催化活性，并提出核酶（ribozyme）概念。 1995年Cuenoud等發(fā)覺DNA也有酶活性。3 酶是蛋白質(zhì)證據(jù)（酶化學(xué)本質(zhì)） 遇熱、兩性、變性、膠體性質(zhì)、蛋白酶降解、測序、合成第6頁二 酶催化特征1 與普通催化劑相同點 反應(yīng)前后不變；熱力學(xué)上允許反應(yīng)；縮短抵達(dá)平衡點時間;降低分子活化能。2 催化特征（與普通催化劑相同點） 高效催化性(108-1012/1

4、03)；高度專一性；活性可調(diào)性；代謝性；對環(huán)境非常敏感。3專一性特點 專一性：對底物選擇性要求。 類型 結(jié)構(gòu)專一（鍵專一、基團(tuán)專一、底物專一） 立體異構(gòu)專一（幾何異構(gòu)；旋光異構(gòu)） 第7頁催化劑每摩爾需活化能無18 000J膠態(tài)鈀11 700J過氧化氫酶2 000J過氧化氫分解反應(yīng)所需活化能第8頁鎖鑰學(xué)說（Lock and key model)Fisher 首次提出(1894,德國）第9頁三點附著學(xué)說(Three point attachment theory)A. Ogster首次提出第10頁 酶與底物結(jié)合誘導(dǎo)契合學(xué)說示意圖誘導(dǎo)契合學(xué)說(Induced fit theory)Koshland

5、首次提出（1958）第11頁第二節(jié) 酶分類和命名一 酶命名-aseEC：Enzyme commission1 習(xí)慣名（Recommended name）1961年以前 底物（淀粉酶）；催化性質(zhì)（脫氫酶）；起源（胃蛋白酶）2 系統(tǒng)名（Systematic name） 底物：底物 性質(zhì) 酶 例子：谷丙轉(zhuǎn)氨酶=L-丙氨酸：-同戊二酸氨基轉(zhuǎn)移酶 蛋白（：水）水解酶3 編號乳酸脫氫酶；乳酸：NAD+脫氫酶;EC：1.1.1.27第12頁二 酶國際系統(tǒng)分類法1 標(biāo)準(zhǔn) 大類-亞類-亞亞類-序號 第13頁分類按反應(yīng)類型（1）氧化還原酶（2）轉(zhuǎn)移酶（3）水解酶（4）裂合酶（5）異構(gòu)酶（6）合成酶按酶結(jié)構(gòu)按酶組成

6、單體酶寡聚酶多酶體系多酶融合(復(fù)合)體單純酶結(jié)合酶第14頁1.氧化還原酶催化氧化還原反應(yīng)，量最大一類酶，具氧化、產(chǎn)能、解毒功效。通式：AH2+BBH2+A系統(tǒng)命名可分為19亞類，習(xí)慣上可分為4個亞類： (1)脫氫酶：受體為NAD或NADP，不需氧。 (2)氧化酶：以分子氧為受體，產(chǎn)物可為水或H2O2，常需黃素輔基。 (3)過氧化物酶：以H2O2為受體，常以黃素、血紅素為輔基。 (4)氧合酶（加氧酶）：催化氧原子摻入有機(jī)分子，又稱羥化酶。按摻入氧原子個數(shù)可分為單加氧酶和雙加氧酶。第15頁2.移換酶類 催化功效基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)， 也叫轉(zhuǎn)移酶 通式：AR+BBR+A 按轉(zhuǎn)移基團(tuán)性質(zhì)，可分為8個亞類，較主

7、要有：(1) 一碳基轉(zhuǎn)移酶：轉(zhuǎn)移一碳單位，與核酸、蛋白質(zhì)甲基化相關(guān)(2)磷酸基轉(zhuǎn)移酶：常稱為激酶，多以ATP為供體。少數(shù)蛋白酶也稱為激酶（如腸激酶）(3)糖苷轉(zhuǎn)移酶：與多糖代謝親密相關(guān)，如糖原磷酸化酶。(4)氨基轉(zhuǎn)移酶：轉(zhuǎn)移氨基，如AST ALT第16頁3、水解酶類 催化底物水解反應(yīng)，如蛋白酶、脂肪酶等。 通式：AB+H2OAH+BOH 起降解作用，多位于胞外或溶酶體中。有些蛋白酶也稱為激酶。可分為水解酯鍵、糖苷鍵、肽鍵、碳氮鍵等11亞類。第17頁4、裂合酶類 催化從底物上移去一個小分子而留下雙鍵反應(yīng)或其逆反應(yīng)。通式： ABA+B包含醛縮酶、水化酶、脫羧酶等。共7個亞類。第18頁5、異構(gòu)酶類

8、催化同分異構(gòu)體之間相互轉(zhuǎn)化。通式：AB 其中：A、B為同分異構(gòu)包含消旋酶、異構(gòu)酶、變位酶等。共6個亞類。 第19頁6、合成酶類 催化由兩種物質(zhì)合成一個物質(zhì)，必須與ATP分解相偶聯(lián)。也叫連接酶，如DNA連接酶。通式：A+B+ATPAB+ADP+Pi 或 A+BAB+AMP+PPi共5個亞類。第20頁第21頁第22頁第23頁第24頁歸納：氧 轉(zhuǎn) 水 裂 異 合第25頁（二）按酶結(jié)構(gòu)分類1.單體酶 由一條肽鏈組成酶稱為單體酶2.寡聚酶：由多條肽鏈以非共價鍵結(jié)合而成酶3.多酶體系：一些功效相關(guān)酶組織在一起，形成一個酶系4.多酶融合(復(fù)合)體：一條肽鏈上有各種酶活性，稱為多酶復(fù)合體第26頁（三）按化學(xué)組

9、成單純酶及結(jié)合酶單純酶：完全由蛋白質(zhì)（氨基酸）組成，無輔助因子。屬簡單蛋白質(zhì)，如水解酶第27頁結(jié)合酶：屬結(jié)合蛋白，除蛋白質(zhì)外，還有非蛋白部分輔助因子：金屬離子或有機(jī)小分子酶蛋白決定酶專一性；輔助因子決定催化反應(yīng)性質(zhì)和基團(tuán)電子等傳遞第28頁輔助因子分類（按其與酶蛋白結(jié)合緊密程度） 輔酶 (coenzyme):與酶蛋白結(jié)合疏松，可用透析或超濾方法除去。 輔基 (prosthetic group):與酶蛋白結(jié)合緊密，不能用透析或超濾方法除去。第29頁第三節(jié) 酶催化作用結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)一 酶分子結(jié)構(gòu)特征1 酶活性部位 活性部位（中心）：與底物結(jié)合并與酶催化作用直接相 關(guān)部位稱為酶活性部位（中心）。 必需基團(tuán)：

10、利用化學(xué)修飾將其改變能破壞酶活性相關(guān)基 團(tuán)稱為必需基團(tuán)第30頁酶分子結(jié)構(gòu)特征酶蛋白非必需基團(tuán)必需基團(tuán)活性中心活性中心以外基團(tuán)結(jié)合基團(tuán)催化基團(tuán)第31頁酶活性中心示意圖第32頁酶活性中心酶活性中心第33頁 活性中心氨基酸按功效可分為： 結(jié)合部位： 負(fù)責(zé)識別特定底物并與之結(jié)合。它們決定了酶底物專一性。第34頁催化部位： 起催化作用，底物敏感鍵在此被切斷或形成新鍵，并生成產(chǎn)物。第35頁AspHisSer胰凝乳蛋白酶活性中心活性中心主要基團(tuán): His57 , Asp102 , Ser195第36頁3 活性中心研究方法1.酶分子側(cè)鏈基團(tuán)修飾法(1)非共價特異修飾法：(2)特異性共價修飾法(3)親和標(biāo)識法第

11、37頁2.動力學(xué)參數(shù)測定方法3.X射線晶體結(jié)構(gòu)分析法4.定點誘變法第38頁二 酶原及酶原激活沒有催化活性酶前體稱為酶原（zymogen）。由酶原轉(zhuǎn)變成含有催化作用酶過程稱為酶原激活（activation）。這是一個化學(xué)改變過程，實質(zhì)是形成活性中心過程。第39頁第四節(jié) 酶催化作用機(jī)理一 酶催化作用機(jī)理 降低分子活化能。 有效碰撞-活化分子-活化能 中間產(chǎn)物學(xué)說中間產(chǎn)物-過渡態(tài) E+S=ES=EP P+S過渡態(tài)第40頁 中間產(chǎn)物學(xué)說及活化能19Henri Wurtz提出第41頁第42頁怎樣降低活化能？高效催化原因鄰近定位效應(yīng)張力與形變普通酸堿催化共價催化金屬離子催化第43頁底物與酶鄰近效應(yīng)及定向效

12、應(yīng)鄰近效應(yīng)：指酶與底物形成中間復(fù)合物(ES)后，使催化基團(tuán)與底物結(jié)合成同一個分子而使有效濃度得到極大提升。定向效應(yīng)：指酶催化基團(tuán)與底物反應(yīng)基團(tuán)之間正確取位所產(chǎn)生效應(yīng)第44頁包含反應(yīng)基團(tuán)之間、酶催化基團(tuán)和底物反應(yīng)基團(tuán)之間?；钚灾行膬?nèi)定向使反應(yīng)變成份子內(nèi)反應(yīng)第45頁底物形變及誘導(dǎo)契合第46頁第47頁酸堿催化狹義：H+OH-參加催化廣義：H+OH-供體或受體參加催化機(jī)制在機(jī)體內(nèi)，多數(shù)處于中性條件，所以狹義酸堿催化所以占百分比很小，多數(shù)是弱酸弱堿參加反應(yīng)第48頁第49頁第50頁共價催化：又稱親核催化或親電子催化親核試劑或親電子試劑能分別釋放電子或汲取電子并作用于底物缺電子中心或負(fù)電中心，快速形成不穩(wěn)定

13、共價中間復(fù)合物 常見親核基團(tuán)有：Ser-OHCys-OH His-OH經(jīng)典親電子中心有：磷?；Ⅴ；?、糖基第51頁第52頁金屬離子催化提升水親核性能第53頁五 幾個酶結(jié)構(gòu)事例（略）第54頁第五節(jié) 酶促反應(yīng)動力學(xué)有哪些原因影響酶促反應(yīng)呢？酶濃度、底物濃度、溫度、pH、激活劑、抑制劑一 酶濃度影響 底物濃度足夠情況下：v=kEV=kEt第55頁二 底物濃度對反應(yīng)速度影響 （一）酶催化單底物反應(yīng)（多底物非常復(fù)雜）第56頁當(dāng)?shù)孜餄舛容^低時反應(yīng)速度與底物濃度成正比；反應(yīng)為一級反應(yīng)。SVVmax第57頁當(dāng)?shù)孜餄舛雀哌_(dá)一定程度反應(yīng)速度不再增加，達(dá)最大速度；反應(yīng)為零級反應(yīng)。SVVmax第58頁伴隨底物濃度增高

14、反應(yīng)速度不再成正百分比加速；反應(yīng)為混合級反應(yīng)。SVVmax第59頁S初速度 v0VmaxKm1/2Vmax_ 圖5-14 底物濃度對酶促反應(yīng)速度影響bca在酶促反應(yīng)起始時階段反應(yīng)速率快速增高呈這種反應(yīng)速率與底物濃度呈正比反應(yīng)為一級反應(yīng)（ a段）。直線上升，第60頁當(dāng)反應(yīng)體系中酶分子大部分與底物結(jié)合時，反應(yīng)速率增高則漸漸變緩，即反應(yīng)第二階段為混合級反應(yīng)(b段) 。S初速度 v0VmaxKm1/2Vmax_ 圖5-14 底物濃度對酶促反應(yīng)速度影響bca第61頁底物濃度繼續(xù)增加，全部酶分子均被底物飽和，反應(yīng)速率不再增加，此時反應(yīng)速率與底物濃度增加無關(guān),反應(yīng)為零級反應(yīng)(c)，曲線出現(xiàn)平坦。 S初速度

15、v0VmaxKm1/2Vmax_ 圖5-14 底物濃度對酶促反應(yīng)速度影響bca第62頁酶促反應(yīng)速度V與底物濃度S關(guān)系第63頁（二）Michaelis-Menten方程和米氏常數(shù) 第64頁米氏方程式推導(dǎo)起源于中間產(chǎn)物學(xué)說 解釋酶促反應(yīng)中底物濃度和反應(yīng)速率關(guān)系最合理學(xué)說是中間產(chǎn)物學(xué)說。該學(xué)說認(rèn)為酶促反應(yīng)形成酶底物復(fù)合物（ES），即中間產(chǎn)物，然后此復(fù)合物再分解為產(chǎn)物和游離酶。E + SESE + Pk1k2k3酶底物中間產(chǎn)物產(chǎn)物酶第65頁 米氏方程式（Michaelis equation）： Vmax 為最大反應(yīng)速率（maximum velocity ） S為底物濃度 Km 為米氏常數(shù)（Michae

16、lis constant） V 為不一樣S時反應(yīng)速率 VmaxSKm+ SV=第66頁 米氏方程式推導(dǎo)以兩個假設(shè)為前提：穩(wěn)態(tài)觀念，當(dāng)酶促反應(yīng)趨于穩(wěn)態(tài)時ES生成速率與分解速率相等。酶促反應(yīng)中S大大高于E，所以S改變在反應(yīng)過程可忽略不計。 第67頁（三）Km和Vmax意義1.當(dāng)反應(yīng)速率為最大速率二分之一時，米氏方程為： Km=S這表示Km值等于酶促反應(yīng)速率為最大速率二分之一時底物濃度。 第68頁2.一些酶K2K3，即ES解離成E和S速率顯著超出分解成E和P速率，K3可忽略不計，即此時m近似ES解離常數(shù)Ks。在這種情況下Km可表示酶和和底物親和力。 第69頁3.Km值是酶特征性常數(shù)，它與酶結(jié)構(gòu)，酶所

17、催化底物和反應(yīng)環(huán)境如溫度、pH、離子強(qiáng)度等相關(guān)，而與酶濃度、底物濃度無關(guān)。 實際意義：判斷最適底物；推測天然底物；推斷正逆向催化反應(yīng)效率。第70頁（四） Km和Vmax測 定 Lineweaver和Burk將米氏方程作雙倒數(shù)變換處理，將矩形雙曲線變成直線作圖，便可較輕易地用該直線求得Vmax和Km。 第71頁2 雙底物酶促反應(yīng)動力學(xué)次序機(jī)制 有序次序機(jī)制 隨機(jī)次序機(jī)制乒乓機(jī)制第72頁三 溫度對酶促反應(yīng)影響 酶促反應(yīng)速率最大時環(huán)境溫度稱為酶促反應(yīng)最適溫度（optimum temperature）。 溫度對酶促反應(yīng)速率影響 第73頁四 pH對酶促反應(yīng)速率影響 酶催化活性最大時環(huán)境pH稱為酶促反應(yīng)最

18、適pH( optimum pH)。 各種酶最適pH不一樣。動物體內(nèi)酶最適pH在6.58之間，少數(shù)酶也有例外，如胃蛋白酶最適pH為1.8，精氨酸酶最適pH為9.8。植物為4.56.5。 最適pH不是酶特征性常數(shù)，它受底物濃度，緩沖液濃度和種類及酶純度等影響。第74頁 pH對酶促反應(yīng)速率影響經(jīng)典非經(jīng)典第75頁 溫度對酶促反應(yīng)速率影響 pH對酶促反應(yīng)速率影響經(jīng)典第76頁五 激活劑影響 凡是能提升酶活性加速酶促反應(yīng)物質(zhì)都稱為激活劑（activator）。1 無機(jī)離子 金屬離子：K+ Na+ Ca2+ Mg2+ Zn2+ Fe2+ 陰離子： Br- Cl- I- CN- PO34-2 小分子有機(jī)化合物

19、還原劑（抗壞血酸、GSH等）、EDTA3 生物大分子 蛋白激酶系統(tǒng)；霍亂毒素激活腺苷酸環(huán)化酶激活劑作用含有選擇性。第77頁六 抑制劑影響 抑制劑（inhibitor）使酶活力下降，但不引發(fā)酶蛋白變性作用稱為抑制作用。能引發(fā)抑制作用物質(zhì)叫做酶抑制劑。抑制劑與酶分子上一些必需基團(tuán)反應(yīng)，引發(fā)酶活力下降，甚至喪失，但并不使酶變性。 凡使蛋白質(zhì)變性而引發(fā)酶活力喪失作用稱為失活作用。蛋白變性都能夠失去活性，變性劑沒有選擇性，而抑制劑普通有選擇性。第78頁抑制作用類型 非專一性不可逆抑制 不可逆抑制作用 專一性不可逆抑制 抑制作用 競爭性抑制 可逆抑制作用 非競爭性抑制 反競爭性抑制第79頁1 不可逆抑制(

20、irreversible inhibition) 這類抑制劑通常以共價鍵與酶結(jié)合，不能用透析、超濾等方法除去。多為非生物物質(zhì)。 按抑制劑選擇性，又可分為： 專一性與非專一性不可逆抑制劑。常見：（1）重金屬離子、有機(jī)汞、有機(jī)砷化合物 多與活性中心-SH結(jié)合，抑制含-SH酶。 第80頁（2）有機(jī)磷化合物 能與酶活性中心絲氨酸共價結(jié)合而使酶失去活性。如有機(jī)磷農(nóng)藥、敵敵畏、敵百蟲等。稱為神經(jīng)毒劑。膽堿酯酶與中樞神經(jīng)傳到相關(guān)。分解乙酰膽堿為乙酰和膽堿第81頁（3）氰化物和一氧化碳 抑制呼吸鏈2 可逆抑制作用（reversible inhibition）分成三種情況：競爭性抑制作用（competitive

21、 inhibition）非競爭性抑制作用（noncompetitive inhibition）反競爭性抑制作用（uncompetitive inhibition）第82頁（1）競爭性抑制 抑制劑和底物競爭性與酶結(jié)合產(chǎn)生競爭作用。第83頁v=Vmax SKm(1+ )IKi+S第84頁特點抑制劑結(jié)構(gòu)與底物類似，結(jié)合部位相同,與活性中心結(jié)合，酶活性降低 Km增大。抑制劑濃度與其抑制程度成正比。 Vmax不變。能夠經(jīng)過增加底物濃度方法克服抑制。雙倒數(shù)直線相交于縱軸第85頁第86頁第87頁草酸鹽草酰乙酸丙二酸戊二酸第88頁（2）非競爭性抑制 底物和抑制劑與酶都能夠結(jié)合，形成三元復(fù)合物。EEEEEEE第

22、89頁v=Vmax (1+ )IKi+SKmS第90頁特點：酶能夠同時與底物和抑制劑結(jié)合，二者結(jié)構(gòu)不一樣，沒有競爭。與酶活性中心以外基團(tuán)結(jié)合，(大部分與巰基結(jié)合)抑制劑濃度與其抑制程度成正比，但不能經(jīng)過增加底物濃度使抑制程度減小動力學(xué)參數(shù)： Km不變 Vmax變小，雙倒數(shù)直線相交于橫軸第91頁非競爭性抑制雙倒數(shù)曲線 第92頁（3）反競爭性抑制第93頁v=Vmax (1+ )IKi+SKmS (1+ )IKi反競爭性抑制作用第94頁特點：酶必須與底物結(jié)合后才能與抑制劑結(jié)合與酶活性中心以外基團(tuán)結(jié)合抑制程度與I及S均成正比，不能經(jīng)過增加底物濃度使抑制程度減小.相反，底物濃度越大，抑制作用越強(qiáng)。動力學(xué)

23、參數(shù)： Km、 Vmax均變小，雙倒數(shù)直線是一組平行線第95頁反競爭性抑制作用第96頁第97頁七 過渡態(tài)類似物潛在抑制劑 E +S=ES-P+E第六節(jié) 主要酶類及其活性調(diào)整一 多酶體系（multible enzyme）功效上相關(guān)一個酶按照一定次序組合在一起形成組合體。效率高，方便調(diào)整。第98頁二、同工酶（Isoenzyme）功效相同但分子結(jié)構(gòu)不一樣酶稱謂同工酶。 同一個屬中由不一樣基因或等位基因編碼多肽鏈所形成單體、純聚體和雜交體，能催化同一個化學(xué)反應(yīng)，但其酶蛋白本身分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及至免疫學(xué)性質(zhì)均不相同一組酶。 存在于生物同一個屬或同一個體不一樣組織中，甚至同一組織、同一細(xì)胞中。第99頁HHH

24、HHHHMHHMMHMMMMMMMLDH1 (H4)LDH2(H3M) LDH3(H2M2)LDH4(HM3)LDH5 (M4)乳酸脫氫酶同工酶第100頁 用于解釋發(fā)育過程中階段特有代謝特征； 同工酶譜改變有利于對疾病診療； 同工酶能夠作為遺傳標(biāo)志，用于遺傳分析研究。第101頁三、抗體酶也叫催化性抗體（catalytic antibody），是一個含有催化功效抗體分子。 第102頁四、模擬酶模擬酶是依據(jù)酶作用原理，利用有機(jī)化學(xué)合成方法，人工合成含有底物結(jié)合部位和催化部位非蛋白質(zhì)有機(jī)化合物。五 固定化酶第103頁六 酶活性調(diào)整 能夠經(jīng)過改變其催化活性而使整個代謝反應(yīng)速度或方向發(fā)生改變酶就稱為限速

25、酶或關(guān)鍵酶。 第104頁限速酶 / 關(guān)鍵酶(rate-limiting enzyme / key enzyme)1.催化非可逆反應(yīng)特點2.催化效率低3.受激素或代謝物調(diào)整4.常是在整條路徑中催化初始反應(yīng)酶5.活性改變可影響整個反應(yīng)體系速度和方向第105頁酶活性調(diào)整方式：酶活性調(diào)整(快)酶數(shù)量調(diào)整(慢)第106頁一、酶活性調(diào)整（一）別構(gòu)(變構(gòu))調(diào)整1.定義：酶分子非催化部位與一些化合物可逆地非共價結(jié)合后發(fā)生構(gòu)象改變，進(jìn)行改變酶活性狀態(tài)，稱為別構(gòu)調(diào)整。別構(gòu)酶：含有別構(gòu)作用酶。 別構(gòu)劑：能使酶發(fā)生別構(gòu)作用物質(zhì)第107頁2.分類： 相同（均為底物）：同促效應(yīng)（homotropic effect）不一樣

26、（效應(yīng)調(diào)整物）：異促效應(yīng)（heterotropic effect）依據(jù)配體結(jié)合后對后繼配體影響依據(jù)配體性質(zhì)正協(xié)同效應(yīng)（positive cooperative effect）負(fù)協(xié)同效應(yīng)（negative cooperative effect）第108頁當(dāng)變構(gòu)酶一個亞基與其配體（底物或變構(gòu)劑）結(jié)合后，能夠經(jīng)過改變相鄰亞基構(gòu)象而使其對配體親和力發(fā)生改變，這種效應(yīng)就稱為變構(gòu)酶協(xié)同效應(yīng)。別構(gòu)激活劑別構(gòu)抑制劑第109頁3 判斷用飽和比值Rs（CI：協(xié)同指數(shù)）來表示：Rs81 1/nn:代表協(xié)同系數(shù)（Hill系數(shù)）正協(xié)同效應(yīng):n1 RS81負(fù)協(xié)同效應(yīng):n81位點被90%飽和時底物濃度位點被10%飽和時底物

27、濃度第110頁4.別構(gòu)酶特點（1）普通是寡聚酶，由多亞基組成，包含催化部位和調(diào)整（別構(gòu)）部位，即活性中心和別構(gòu)中心 （2）含有別構(gòu)效應(yīng)。指酶和一個配體（底物，調(diào)整物）結(jié)合后能夠影響酶和另一個配體（底物）結(jié)合能力。（3） 位于代謝關(guān)鍵分子點上（4）動力學(xué)：S形曲線第111頁別構(gòu)酶常為多個亞基組成寡聚體，具 有別構(gòu)效應(yīng)，動力學(xué)曲線為形。變構(gòu)激活變構(gòu)抑制 變構(gòu)酶形曲線S V 無變構(gòu)效應(yīng)劑 第112頁 別構(gòu)模型（1）協(xié)同模型 （對稱模型、齊變、WMC模型）1965年由Monod、Wyman和Changeux提出。SSSSSSSSSST狀態(tài)（對稱亞基）R狀態(tài)（對稱亞基）SSSS對稱亞基對稱亞基齊步改變1

28、13第113頁關(guān)鍵點：亞基組成數(shù)目確定，地位相同，對稱每個亞基只有一個結(jié)合位點每種亞基有兩種狀態(tài)，無雜合狀態(tài)變構(gòu)后對稱不變第114頁 序變模型（KNF模型）1966年由Koshland、Nemethy和Filmer提出。SSSSSSSSSSSSSS亞基全部處于R型亞基全部處于T型依次序改變第115頁關(guān)鍵點：配體與亞基結(jié)合后才誘導(dǎo)狀態(tài)改變,配 體不在時只有一個構(gòu)象狀態(tài)構(gòu)象改變序變進(jìn)行，存在雜合態(tài)效應(yīng)可正可負(fù)第116頁舉例：天冬氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶(ATCase)第117頁ATCase結(jié)構(gòu)及其催化鏈別構(gòu)過分作用無催化活性構(gòu)象(T-型)CCCCCC R R R R R R有催化活性構(gòu)象(R-型) CCCC

29、CCR R R R R RATP（正效應(yīng)劑）CTP（負(fù)效應(yīng)劑）第118頁（二）共價調(diào)整 在其它酶催化作用下，一些酶蛋白肽鏈上一些基團(tuán)可與某種化學(xué)基團(tuán)發(fā)生可逆共價結(jié)合，從而使酶在活性形式與非活性形式之間相互轉(zhuǎn)變，此過程稱為共價修飾。第119頁 常見類型磷酸化與脫磷酸化（最常見）乙?；兔撘阴；谆兔摷谆佘栈兔撓佘栈?20頁第121頁共價調(diào)整特點：放大效應(yīng)酶處于活性及相對非活性狀態(tài)第122頁（三）酶原激活酶原從前體蛋白質(zhì)變成活性酶過程稱為酶原激活糜蛋白質(zhì)酶胃蛋白酶胰蛋白酶凝血酶第123頁二、酶數(shù)量調(diào)整（一）合成速度調(diào)整誘導(dǎo)酶：在正常細(xì)胞中含量極少或沒有，當(dāng)細(xì)胞中加入特定誘導(dǎo)物后，誘導(dǎo)產(chǎn)

30、生酶，含量在誘導(dǎo)物存在下顯著增高，誘導(dǎo)物往往是該酶底物或底物類似物第124頁 結(jié)構(gòu)酶：指正常細(xì)胞內(nèi)存在酶，它含量較穩(wěn)定，受外界原因影響很小。主要受基因和代謝雙重調(diào)控（二）降解速度調(diào)控：第125頁第七節(jié)酶活力及酶工程一 酶活力和測定1.定義： 用在一定條件下，酶催化某一反應(yīng)反應(yīng)速度表示。反應(yīng)速度快，活力就越高。 表示方法：單位時間、單位體積中底物降低許或產(chǎn)物增加量。 第126頁2.國際酶學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)單位： (1)IU 在特定條件下，1分鐘內(nèi)能轉(zhuǎn)化1mol底物所需酶量，稱一個國際單位（IU）。特定條件：25 pH及底物濃度采取最適條件 (2) Kat (也稱催量單位) 1972年在最適條件下，每秒鐘能

31、催化1mol底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物所需酶量要求為1 Kat單位Kat 和IU關(guān)系：1Kat=6x107IU第127頁3.其它表示方法(1)酶比活力 (Specific activity)每毫克酶蛋白所含有酶活力。酶比活力是分析酶純度是主要指標(biāo)。 單位：U/mg蛋白質(zhì)。有時用每克酶制劑或每毫升酶制劑含有多少個活力單位表示。 第128頁(2)酶轉(zhuǎn)換數(shù)(TN)亞基或催化中心活性定義：每mol 活性亞基或 活性中心 在一秒內(nèi)轉(zhuǎn)化底物 mol 數(shù)，稱為轉(zhuǎn)換數(shù)TN也叫催化常數(shù)Kcat第129頁二、酶活力測定方法：（一）終點法：測反應(yīng)完成所需要時間（二）動力學(xué)方法1.比色法2.量氣法3.滴定法4.分光法5.放射法6

32、.酶偶聯(lián)分析法7.電化學(xué)法第130頁三、酶純度： 比活力 = 活力單位數(shù)/ 毫克蛋白（氮）純化倍數(shù) = 每次比活力第一次比活力產(chǎn)率%（回收率）= 100每次總活力第一次總活力第131頁四、酶分離純化 酶分離普通標(biāo)準(zhǔn)（胞內(nèi)、胞外；低溫）詳細(xì)過程選材破碎抽提分離純化第132頁方法1.依據(jù)溶解度不一樣:（鹽析法、有機(jī)溶劑沉淀法、等電點沉淀法、選擇性沉淀法）； 2.依據(jù)酶與雜蛋白分子大小差異：（凝膠過濾法、超離心法）；3.依據(jù)酶和雜蛋白與吸附劑之間吸附與解吸附性質(zhì)不一樣（吸附分離法）；第133頁4.依據(jù)帶電性質(zhì)（離子交換層析法、電泳分離法、等電聚焦層析法）；5.依據(jù)酶與雜蛋白穩(wěn)定性差異（選擇性變性法）；6.依據(jù)酶與底物、輔因子或抑制劑之間專一性親和作用（親和層析法）。第134頁五、酶工程主要內(nèi)容：研究酶生產(chǎn)、純化、固定化技術(shù)、酶分子修飾和改造及工農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生等領(lǐng)域應(yīng)用分化學(xué)酶工程及生物酶工程第135頁（一）化學(xué)酶工程天然酶化學(xué)