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1、目目 录录生物化学课件-第三章-酶2目目 录录一、底物浓度对反应速度的影响一、底物浓度对反应速度的影响I.I.单底物、单产物反应单底物、单产物反应单底物、单产物反应单底物、单产物反应II.II.酶酶酶酶促促促促反反反反应应应应速速速速率率率率一一一一般般般般在在在在规规规规定定定定的的的的反反反反应应应应条条条条件件件件下下下下，用用用用单单单单位位位位时时时时间间间间内内内内底底底底物物物物的的的的消消消消耗耗耗耗量量量量和和和和产产产产物物物物的的的的生生生生成成成成量量量量来来来来表示表示表示表示III.III.反反反反应应应应速速速速度度度度取取取取其其其其初初初初速速速速率率率率，即
2、即即即底底底底物物物物的的的的消消消消耗耗耗耗量量量量很很很很小小小小（一般在（一般在（一般在（一般在5 5 以内）时的反应速度以内）时的反应速度以内）时的反应速度以内）时的反应速度IV.IV.底物浓度远远大于酶浓度底物浓度远远大于酶浓度底物浓度远远大于酶浓度底物浓度远远大于酶浓度研究前提研究前提v 在其他因素不变的情况下，底物浓度对反应在其他因素不变的情况下，底物浓度对反应速度的影响呈速度的影响呈矩形双曲线矩形双曲线关系关系。当底物浓度较低时当底物浓度较低时反应速率与底物浓度成正比；反反应速率与底物浓度成正比；反应为一级反应。应为一级反应。SSV VVmaxVmax目目 录录随着底物浓度的增
3、高随着底物浓度的增高反应速率不再成正比例加速；反应反应速率不再成正比例加速；反应为混合级反应。为混合级反应。SSV VVmaxVmax目目 录录当底物浓度高达一定程度当底物浓度高达一定程度反应速率不再增加，达最大速度；反应速率不再增加，达最大速度；反应为零级反应反应为零级反应SSV VVmaxVmax目目 录录目目 录录（一）米曼氏方程式（一）米曼氏方程式ESES：中间产物：中间产物：中间产物：中间产物 酶促反应模式酶促反应模式中间复合物学说中间复合物学说E+S k1k2k3ESE+P目目 录录19131913年年年年MichaelisMichaelis和和和和MentenMenten提提提提
4、出出出出反反反反应应应应速速速速率率率率与与与与底底底底物物物物浓浓浓浓度度度度关关关关系系系系的的的的数数数数学学学学方方方方程程程程式式式式，即即即即米米米米曼曼曼曼氏氏氏氏方方方方程程程程式，简称米氏方程式式，简称米氏方程式式，简称米氏方程式式，简称米氏方程式(Michaelis equation)(Michaelis equation)。S：底物浓度底物浓度V：不同不同S时的反应速率时的反应速率Vmax：最大反应速率最大反应速率(maximum velocity)m：米氏常数米氏常数(Michaelis constant)Vmax S Km+S 目目 录录推导基于两个假设：推导基于两个
5、假设：E与与S形成形成ES复合物的反应是快速平衡反应，复合物的反应是快速平衡反应，而而ES分解为分解为E及及P的反应为慢反应，反应速率取决的反应为慢反应，反应速率取决于慢反应即于慢反应即 Vk3ES。(1)S的总浓度远远大于的总浓度远远大于E的总浓度，因此在反应的总浓度，因此在反应的初始阶段，的初始阶段，S的浓度可认为不变即的浓度可认为不变即SSt。vv 酶促反应模式：酶促反应模式：E+S ES E+P k k1 1k k2 2k k3 3（二）米（二）米-曼氏方程式的推导曼氏方程式的推导目目 录录推导过程推导过程n n稳态：稳态：稳态：稳态：是指是指是指是指ESES的生成速率与分解速率相等，
6、即的生成速率与分解速率相等，即的生成速率与分解速率相等，即的生成速率与分解速率相等，即 ESES恒定恒定恒定恒定。KK1 1(E(Et t ES)SES)SKK2 2 ES+KES+K3 3 ESESK2+K3 Km（米氏常数）（米氏常数）K1令：令：则则(2)(2)变为变为:(EtES)S Km ES(2)(EtES)SK2+K3ES K1整理得：整理得：目目 录录当底物浓度很高，将酶的活性中心全部饱和时，当底物浓度很高，将酶的活性中心全部饱和时，即即EtES，反应达最大速度反应达最大速度VmaxK3ESK3Et (5)ES EtSKm+S(3)整理得整理得:将将(5)(5)代入代入(4)(
7、4)得米氏方程式：得米氏方程式：VmaxS Km+S V 将将(3)(3)代入代入(1)(1)得得K3EtS Km+S(4)V目目 录录当反应速度为最大反应速率一半时当反应速度为最大反应速率一半时当反应速度为最大反应速率一半时当反应速度为最大反应速率一半时vv Km值的推导值的推导Km S Km值等于酶促反应速率为最大反应速度一半值等于酶促反应速率为最大反应速度一半时的底物浓度，单位是时的底物浓度，单位是mol/L。2Km+S Vmax VmaxSV VmaxmaxV VSSKKmmV Vmaxmax/2 /2 目目 录录（三）（三）Km与与Vmax的意义的意义 KKmm值值值值 KKmm等于
8、酶促反应速度为等于酶促反应速度为等于酶促反应速度为等于酶促反应速度为最大反应速率一半最大反应速率一半最大反应速率一半最大反应速率一半时时时时的底物浓度。的底物浓度。的底物浓度。的底物浓度。意义：意义：意义：意义：a)a)KKmm是酶的特征性常数之一；是酶的特征性常数之一；是酶的特征性常数之一；是酶的特征性常数之一；b)b)KKmm可近似表示酶对底物的亲和力；可近似表示酶对底物的亲和力；可近似表示酶对底物的亲和力；可近似表示酶对底物的亲和力；（KmKm愈小，酶对底物的亲和力愈大）愈小，酶对底物的亲和力愈大）愈小，酶对底物的亲和力愈大）愈小，酶对底物的亲和力愈大）c)c)同一酶对于不同底物有不同的
9、同一酶对于不同底物有不同的同一酶对于不同底物有不同的同一酶对于不同底物有不同的KmKm值。值。值。值。（其中（其中（其中（其中KmKm最小者，为酶的天然底物）最小者，为酶的天然底物）最小者，为酶的天然底物）最小者，为酶的天然底物）目目 录录 Vmax定义：定义：定义：定义：V Vmaxmax是酶完全被底物饱和时的反应速度，是酶完全被底物饱和时的反应速度，是酶完全被底物饱和时的反应速度，是酶完全被底物饱和时的反应速度，与酶浓度成正比。与酶浓度成正比。与酶浓度成正比。与酶浓度成正比。意义：意义：Vmax=K3 Et如果酶的总浓度已知，可从如果酶的总浓度已知，可从Vmax计算计算 酶的酶的转换数转换
10、数(turnover number)，即动力学常数，即动力学常数K3。目目 录录定义定义定义定义 当酶被底物充分饱和时，单位时间当酶被底物充分饱和时，单位时间当酶被底物充分饱和时，单位时间当酶被底物充分饱和时，单位时间内内内内每个酶分子每个酶分子每个酶分子每个酶分子催化底物转变为产物的催化底物转变为产物的催化底物转变为产物的催化底物转变为产物的分子数。分子数。分子数。分子数。意义意义意义意义 可用来比较每单位酶的催化能力。可用来比较每单位酶的催化能力。可用来比较每单位酶的催化能力。可用来比较每单位酶的催化能力。酶的转换数酶的转换数目目 录录（四）（四）m m值与值与maxmax值的测定值的测定
11、1.双倒数作图法双倒数作图法(double reciprocal plot)，又，又称为称为 林林-贝氏贝氏(Lineweaver-Burk)作图法作图法 V VmaxmaxS S KKmm+S+SV=V=（林贝氏方程）（林贝氏方程）+1/V=1/V=KKmmV Vmax max 1/V1/Vmax max 1/S 1/S 两边同取倒数两边同取倒数两边同取倒数两边同取倒数 -1/K-1/Km m 1/V 1/Vmax max 1/S1/S 1/V1/V目目 录录二、酶浓度对反应速度的影响二、酶浓度对反应速度的影响当当当当SSEE，酶酶酶酶可可可可被被被被底底底底物物物物饱饱饱饱和和和和的的的的
12、情情情情况况况况下下下下，反反反反应速率与酶浓度成正比。应速率与酶浓度成正比。应速率与酶浓度成正比。应速率与酶浓度成正比。关系式为：关系式为：关系式为：关系式为：V=KV=K3 3 E E0 V E 当当SE时，时，Vmax=k3 E 酶浓度对反应速度的影响酶浓度对反应速度的影响 目目 录录qq 双重影响双重影响双重影响双重影响温温温温度度度度升升升升高高高高，酶酶酶酶促促促促反反反反应应应应速速速速度度度度升升升升高高高高；由由由由于于于于酶酶酶酶的的的的本本本本质质质质是是是是蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质，温温温温度度度度升升升升高高高高，可可可可引引引引起起起起酶酶酶酶的的的的变变变变性性性
13、性，从从从从而而而而反反反反应应应应速速速速度度度度降降降降低低低低 。三、温度对反应速度的影响三、温度对反应速度的影响q 最适温度最适温度 (optimum temperature)：酶促反应速率最快时的酶促反应速率最快时的环境温度。环境温度。*低温的应用低温的应用酶酶活活性性0.51.02.01.50 10 20 30 40 50 60 温度温度 C 温度对淀粉酶活性的影响温度对淀粉酶活性的影响目目 录录四、四、pHpH对反应速度的影响对反应速度的影响q 最适最适pH (optimum pH)：酶催化活性最大酶催化活性最大时的环境时的环境pH。0酶酶活活性性 pH pH对某些酶活性的影响对
14、某些酶活性的影响 胃蛋白酶胃蛋白酶胃蛋白酶胃蛋白酶 淀粉酶淀粉酶淀粉酶淀粉酶 胆碱酯酶胆碱酯酶胆碱酯酶胆碱酯酶 246810目目 录录五、抑制剂对反应速度的影响五、抑制剂对反应速度的影响酶的抑制剂酶的抑制剂(inhibitor)凡能使酶的催化活性下降而凡能使酶的催化活性下降而凡能使酶的催化活性下降而凡能使酶的催化活性下降而不引起酶蛋白不引起酶蛋白不引起酶蛋白不引起酶蛋白 变性的物质变性的物质变性的物质变性的物质称为酶的抑制剂。称为酶的抑制剂。称为酶的抑制剂。称为酶的抑制剂。区别于酶的变性区别于酶的变性 抑制剂对酶有一定选择性抑制剂对酶有一定选择性 引起变性的因素对酶没有选择性引起变性的因素对酶
15、没有选择性目目 录录 抑制作用的类型抑制作用的类型不可逆性抑制不可逆性抑制(irreversible inhibition)可逆性抑制可逆性抑制(reversible inhibition)：竞争性抑制竞争性抑制 (competitive inhibition)非竞争性抑制非竞争性抑制 (non-competitive inhibition)反竞争性抑制反竞争性抑制 (uncompetitive inhibition)目目 录录(一一)不可逆性抑制作用不可逆性抑制作用*概念概念概念概念抑抑抑抑制制制制剂剂剂剂通通通通常常常常以以以以共共共共价价价价键键键键与与与与酶酶酶酶活活活活性性性性中中中
16、中心心心心的的的的必必必必需需需需基团相结合，使酶失活。基团相结合，使酶失活。基团相结合，使酶失活。基团相结合，使酶失活。*举例举例举例举例有机磷化合物有机磷化合物有机磷化合物有机磷化合物 羟基酶羟基酶羟基酶羟基酶解毒解毒解毒解毒 -解磷定解磷定解磷定解磷定(PAM)(PAM)重金属离子及砷化合物重金属离子及砷化合物重金属离子及砷化合物重金属离子及砷化合物 巯基酶巯基酶巯基酶巯基酶解毒解毒解毒解毒 -二巯基丙醇二巯基丙醇二巯基丙醇二巯基丙醇(BAL)(BAL)目目 录录有机磷化合物对羟基酶的抑制有机磷化合物对羟基酶的抑制有机磷化合物对羟基酶的抑制有机磷化合物对羟基酶的抑制目目 录录路易士气路易
17、士气失活的酶失活的酶巯基酶巯基酶失活的酶失活的酶酸酸BAL二巯基丙醇二巯基丙醇巯基酶巯基酶BAL与砷剂结合物与砷剂结合物目目 录录（二）（二）可逆性抑制作用可逆性抑制作用*概念概念概念概念抑抑抑抑制制制制剂剂剂剂通通通通常常常常以以以以非非非非共共共共价价价价键键键键与与与与酶酶酶酶或或或或酶酶酶酶-底底底底物物物物复复复复合合合合物物物物可可可可逆逆逆逆性性性性结结结结合合合合，使使使使酶酶酶酶的的的的活活活活性性性性降降降降低低低低或或或或丧丧丧丧失失失失；抑抑抑抑制剂可用透析、超滤等方法除去。制剂可用透析、超滤等方法除去。制剂可用透析、超滤等方法除去。制剂可用透析、超滤等方法除去。竞争性
18、抑制竞争性抑制非竞争性抑制非竞争性抑制反竞争性抑制反竞争性抑制 *类型类型类型类型目目 录录.竞争性抑制作用竞争性抑制作用+IEIE+SE+PES反应模式反应模式定义定义定义定义抑抑抑抑制制制制剂剂剂剂与与与与底底底底物物物物的的的的结结结结构构构构相相相相似似似似，能能能能与与与与底底底底物物物物竞竞竞竞争争争争酶酶酶酶的的的的活活活活性性性性中中中中心心心心，从从从从而而而而阻阻阻阻碍碍碍碍酶酶酶酶底底底底物物物物复复复复合合合合物物物物的的的的形形形形成成成成，使使使使酶酶酶酶的活性降低。的活性降低。的活性降低。的活性降低。这种抑制作用称为竞争性抑制作用。这种抑制作用称为竞争性抑制作用。
19、这种抑制作用称为竞争性抑制作用。这种抑制作用称为竞争性抑制作用。目目 录录+E EE ES SI IESESEIEIEPEP目目 录录*特点特点b)b)抑抑制制程程度度取取决决于于抑抑制制剂剂与与酶酶的的相相对对亲亲和和力力及及底物浓度底物浓度；a)I与与S结结构构类类似似，竞竞争争酶酶的的活活性性中心；中心；c)动动力力学学特特点点：Vmax不不变变，表表观观Km增大增大。抑制剂抑制剂 无抑制剂无抑制剂 1/V1/S目目 录录*举例举例 丙二酸丙二酸与琥珀酸竞争琥珀酸脱氢酶与琥珀酸竞争琥珀酸脱氢酶琥珀酸琥珀酸琥珀酸脱氢酶琥珀酸脱氢酶FADFADH2延胡索酸延胡索酸目目 录录 磺胺类药物的抑菌
20、机制磺胺类药物的抑菌机制与与对氨基苯甲酸对氨基苯甲酸竞争竞争二氢叶酸合成酶二氢叶酸合成酶二氢蝶呤啶二氢蝶呤啶 对氨基苯甲酸对氨基苯甲酸 谷氨酸谷氨酸二氢叶酸二氢叶酸合成酶合成酶二氢叶酸二氢叶酸目目 录录2.2.非竞争性抑制非竞争性抑制*反应模式反应模式反应模式反应模式E+SE+SESESE+PE+P+S S S S+S S S S+ESIESIEIEIE EESESE EP P+I IE EI I+S +S E EI IS S +I I目目 录录*特点特点a)a)抑抑制制剂剂与与酶酶活活性性中中心心外外的的必必需需基基团团结结合合，底底物物与与抑抑制制剂剂之之间间无无竞竞争关系争关系；b)b)
21、抑抑制制程程度度取取决决于于抑制剂的浓度；抑制剂的浓度；c)动动力力学学特特点点：Vmax降降低低，表表观观Km不变不变。抑制剂抑制剂 1/V 1/S 无抑制剂无抑制剂 目目 录录.反竞争性抑制反竞争性抑制*反应模式反应模式反应模式反应模式E+SE+SE+P E+P ESES+I IESESI I+E ES SESESESIESIE EP P目目 录录*特点：特点：a)a)抑抑制制剂剂只只与与酶酶底底物物复复合物结合；合物结合；b)b)抑抑制制程程度度取取决决与与抑抑制制剂剂的的浓浓度度及及底底物的浓度物的浓度；c)动动力力学学特特点点：Vmax降降低低，表表观观Km降低降低。抑制剂抑制剂 1
22、/V 1/S 无抑制剂无抑制剂 目目 录录各种可逆性抑制作用的比较各种可逆性抑制作用的比较 目目 录录六、激活剂对反应速度的影响六、激活剂对反应速度的影响激活剂激活剂激活剂激活剂(activator)(activator)使酶由无活性变为有活性或使酶活性增加使酶由无活性变为有活性或使酶活性增加使酶由无活性变为有活性或使酶活性增加使酶由无活性变为有活性或使酶活性增加的物质。的物质。的物质。的物质。必需激活剂必需激活剂必需激活剂必需激活剂 (essential activator)(essential activator)非必需激活剂非必需激活剂非必需激活剂非必需激活剂 (non-essentia
23、l activator)(non-essential activator)目目 录录七、酶活性测定和酶活性单位七、酶活性测定和酶活性单位酶的活性酶的活性是指酶催化某一化学反应的能力，其是指酶催化某一化学反应的能力，其是指酶催化某一化学反应的能力，其是指酶催化某一化学反应的能力，其衡量的标准是酶促反应速率。衡量的标准是酶促反应速率。衡量的标准是酶促反应速率。衡量的标准是酶促反应速率。酶促反应速率：酶促反应速率：酶促反应速率：酶促反应速率：在一定的反应条件下，单位时在一定的反应条件下，单位时在一定的反应条件下，单位时在一定的反应条件下，单位时间内间内间内间内底物的消耗量底物的消耗量底物的消耗量底物
24、的消耗量或或或或产物的生成量产物的生成量产物的生成量产物的生成量来表示。来表示。来表示。来表示。酶的活性单位酶的活性单位是衡量酶活力大小的尺度，是指是衡量酶活力大小的尺度，是指在一定条件下，酶促反应在单位时间（在一定条件下，酶促反应在单位时间（s s、minmin或或h h）内将一定量（）内将一定量（mgmg、gg、molmol等）的底物等）的底物转化成产物所需的酶量。转化成产物所需的酶量。目目 录录国际单位国际单位(IU)在一定的条件下，每分钟催化在一定的条件下，每分钟催化1mol底物底物转化为产物所需的酶量为一个国际单位。转化为产物所需的酶量为一个国际单位。催量单位催量单位(katal)催
25、量催量(kat)是指在一定条件下，每秒钟使是指在一定条件下，每秒钟使mol底物转化为产物所需的酶量。底物转化为产物所需的酶量。kat与与IU的换算：的换算：1 IU=16.6710-9 kat 1Kat=6 1Kat=6 10107 7 IU IU酶的比活性酶的比活性(specific activity)每每mg蛋白质所含酶活性的单位数，代表酶蛋白质所含酶活性的单位数，代表酶的纯度。的纯度。比活性比活性=活性活性U/蛋白蛋白mg 目目 录录第第 四四 节节 酶酶 的的 调调 节节The Regulation of Enzyme 目目 录录酶活性的调节（快速调节）酶活性的调节（快速调节）酶含量的
26、调节（缓慢调节）酶含量的调节（缓慢调节）调节方式调节方式 调节对象调节对象 关键酶关键酶目目 录录一一、酶活性的调节、酶活性的调节（一）酶原与酶原的激活（一）酶原与酶原的激活酶原酶原酶原酶原 (zymogen)(zymogen)有些酶在细胞内合成或初分泌时只是有些酶在细胞内合成或初分泌时只是有些酶在细胞内合成或初分泌时只是有些酶在细胞内合成或初分泌时只是酶的无活性前体，此前体物质称为酶原。酶的无活性前体，此前体物质称为酶原。酶的无活性前体，此前体物质称为酶原。酶的无活性前体，此前体物质称为酶原。酶原的激活酶原的激活酶原的激活酶原的激活在一定条件下，酶原向有活性酶转化在一定条件下，酶原向有活性酶
27、转化在一定条件下，酶原向有活性酶转化在一定条件下，酶原向有活性酶转化的过程。的过程。的过程。的过程。目目 录录 酶原激活的机理酶原激活的机理酶酶 原原分子构象发生改变分子构象发生改变形成或形成或暴露出酶的活性中心暴露出酶的活性中心 一个或几个特定的一个或几个特定的肽键断裂肽键断裂，水解，水解掉一个或几个短肽掉一个或几个短肽在特定条件下在特定条件下目目 录录赖赖缬缬天天天天天天天天甘甘异异赖赖缬缬天天天天天天天天缬缬组组丝丝S SS SS SS S4646183183甘甘异异缬缬组组丝丝S SS SS SS S肠激酶肠激酶肠激酶肠激酶胰蛋白酶胰蛋白酶胰蛋白酶胰蛋白酶活性中心活性中心活性中心活性中
28、心胰蛋白酶原的激活过程胰蛋白酶原的激活过程胰蛋白酶原的激活过程胰蛋白酶原的激活过程目目 录录胰蛋白酶原的激活及其功能胰蛋白酶原的激活及其功能 胰蛋白酶原胰蛋白酶原胰蛋白酶原胰蛋白酶原六肽六肽六肽六肽肠激酶肠激酶肠激酶肠激酶胰蛋白酶胰蛋白酶胰蛋白酶胰蛋白酶胰凝乳蛋白酶原胰凝乳蛋白酶原胰凝乳蛋白酶原胰凝乳蛋白酶原胰凝乳蛋白酶胰凝乳蛋白酶胰凝乳蛋白酶胰凝乳蛋白酶弹性蛋白酶原弹性蛋白酶原弹性蛋白酶原弹性蛋白酶原弹性蛋白酶弹性蛋白酶弹性蛋白酶弹性蛋白酶羧肽酶原羧肽酶原羧肽酶原羧肽酶原羧肽酶羧肽酶羧肽酶羧肽酶水解水解Arg LysArg Lys羧基形成的肽键羧基形成的肽键目目 录录 酶原激活的生理意义酶原
29、激活的生理意义避免细胞产生的酶对细胞进行自身消化避免细胞产生的酶对细胞进行自身消化，并使酶在特定的部位和环境中发挥作用，保证并使酶在特定的部位和环境中发挥作用，保证体内代谢正常进行。体内代谢正常进行。有的酶原可以视为有的酶原可以视为酶的储存形式酶的储存形式。在需要。在需要时，酶原适时地转变成有活性的酶，发挥其催时，酶原适时地转变成有活性的酶，发挥其催化作用。化作用。目目 录录（二）变构酶（二）变构酶 变构效应剂变构效应剂变构效应剂变构效应剂 (allosteric effector)(allosteric effector)变构激活剂变构激活剂变构激活剂变构激活剂变构抑制剂变构抑制剂变构抑制剂
30、变构抑制剂 变构调节变构调节变构调节变构调节 (allosteric regulation)(allosteric regulation)变构酶变构酶变构酶变构酶 (allosteric enzyme)(allosteric enzyme)变构部位变构部位变构部位变构部位 (allosteric site)(allosteric site)一一些些代代谢谢物物可可与与某某些些酶酶分分子子活活性性中中心心外外的的某某部部分分可可逆逆地地结结合合，使使酶酶构构象象改改变变，从从而而改改变变酶的催化活性，此种调节方式称变构调节。酶的催化活性，此种调节方式称变构调节。目目 录录变构酶常为多个亚基构成的
31、寡聚体，变构酶常为多个亚基构成的寡聚体，具有协同效应具有协同效应 变构激活变构激活变构激活变构激活变构抑制变构抑制变构抑制变构抑制 变构酶的形曲线变构酶的形曲线变构酶的形曲线变构酶的形曲线S S S S V V V V 无变构效应剂无变构效应剂无变构效应剂无变构效应剂 目目 录录（三）（三）酶的共价修饰调节酶的共价修饰调节共价修饰共价修饰共价修饰共价修饰(covalent modification)(covalent modification)在在在在其其其其他他他他酶酶酶酶的的的的催催催催化化化化作作作作用用用用下下下下，某某某某些些些些酶酶酶酶蛋蛋蛋蛋白白白白肽肽肽肽链链链链上上上上的的的
32、的一一一一些些些些基基基基团团团团可可可可与与与与某某某某种种种种化化化化学学学学基基基基团团团团发发发发生生生生可可可可逆逆逆逆的的的的共共共共价价价价结结结结合，从而改变酶的活性，此过程称为共价修饰。合，从而改变酶的活性，此过程称为共价修饰。合，从而改变酶的活性，此过程称为共价修饰。合，从而改变酶的活性，此过程称为共价修饰。常见类型常见类型常见类型常见类型磷酸化与脱磷酸化（最常见）磷酸化与脱磷酸化（最常见）乙酰化和脱乙酰化乙酰化和脱乙酰化乙酰化和脱乙酰化乙酰化和脱乙酰化甲基化和脱甲基化甲基化和脱甲基化甲基化和脱甲基化甲基化和脱甲基化腺苷化和脱腺苷化腺苷化和脱腺苷化腺苷化和脱腺苷化腺苷化和脱
33、腺苷化SHSHSHSH与与与与S S S SS S S S互变互变互变互变目目 录录 酶的磷酸化与脱磷酸化酶的磷酸化与脱磷酸化酶的磷酸化与脱磷酸化酶的磷酸化与脱磷酸化 -OHThrSerTyr酶蛋白酶蛋白H2OPi磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶 ATPADP蛋白激酶蛋白激酶ThrSerTyr-O-PO32-酶蛋白酶蛋白目目 录录二、二、酶含量的调节酶含量的调节（一）酶蛋白合成的诱导和阻遏（一）酶蛋白合成的诱导和阻遏诱导作用诱导作用诱导作用诱导作用(induction)(induction)阻遏作用阻遏作用阻遏作用阻遏作用(repression)(repression)（二）酶降解的调控（二）酶降解的
34、调控目目 录录三、三、同工酶同工酶*定义定义同工酶同工酶(isoenzyme)是指是指催化相同催化相同的的化学反应，而酶蛋白的化学反应，而酶蛋白的分子结构理化性分子结构理化性质质乃至乃至免疫学免疫学性质性质不同不同的一组酶。的一组酶。目目 录录H HH HH HH HH HH HH H MMH HH HMMMMH HMMMMMMMMMMMMMMLDHLDH1 1 (H(H4 4)LDHLDH2 2(H(H3 3M)M)LDH LDH3 3(H(H2 2MM2 2)LDHLDH4 4(HM(HM3 3)LDHLDH5 5 (M(M4 4)乳酸脱氢酶的同工酶乳酸脱氢酶的同工酶*举例：举例：举例：举
35、例：乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶(LDH(LDH1 1 LDHLDH5 5)目目 录录*生理及临床意义生理及临床意义在代谢调节上在代谢调节上起着重要的作用；起着重要的作用；用于解释发育用于解释发育过程中阶段特有的过程中阶段特有的代谢特征；代谢特征；同工酶谱同工酶谱的改的改变有助于对疾病的变有助于对疾病的诊断；诊断；同工酶可以作同工酶可以作为遗传标志，用于为遗传标志，用于遗传分析研究。遗传分析研究。心肌梗死和肝病病人血清心肌梗死和肝病病人血清LDHLDH同工酶谱的变化同工酶谱的变化1 1酶酶活活性性心肌梗死酶谱心肌梗死酶谱正常酶谱正常酶谱肝病酶谱肝病酶谱2 23 34 45 5目目
36、录录第五节第五节 酶的命名与分类酶的命名与分类The Naming and Classification of Enzyme目目 录录一、酶的命名一、酶的命名1.习惯命名法习惯命名法推荐名称推荐名称2.系统命名法系统命名法系统名称系统名称目目 录录一些酶的命名举例一些酶的命名举例目目 录录二、酶的分类二、酶的分类1.氧化还原酶类氧化还原酶类(oxidoreductases)2.转移酶类转移酶类(transferases)3.水解酶类水解酶类(hydrolases)4.裂解酶类裂解酶类(lyases)5.异构酶类异构酶类(isomerases)6.合成酶类合成酶类(ligases,synthet
37、ases)目目 录录第六节第六节酶与医学的关系酶与医学的关系The Relation of Enzyme and Medicine目目 录录（一）（一）酶与疾病的发生酶与疾病的发生（二）（二）酶与疾病的诊断酶与疾病的诊断（三）（三）酶与疾病的治疗酶与疾病的治疗一、酶与疾病的关系一、酶与疾病的关系目目 录录二、酶在医学上的其他应用二、酶在医学上的其他应用（一）酶作为试剂用于临床检验和科学研究（一）酶作为试剂用于临床检验和科学研究 1酶法分析酶法分析 即酶偶联测定法即酶偶联测定法(enzyme coupled assays)，是利用酶作为分析试剂，对一些酶，是利用酶作为分析试剂，对一些酶的活性、底
38、物浓度、激活剂、抑制剂等进行的活性、底物浓度、激活剂、抑制剂等进行定量分析的一种方法。定量分析的一种方法。目目 录录2酶酶标标记记测测定定法法 酶酶可可以以代代替替同同位位素素与与某某些些物物质质相相结结合合，从从而而使使该该物物质质被被酶酶所所标标记记。通通过过测测定定酶酶的的活活性性来来判判断断被被标标记记物物质质或或与与其定量结合的物质的存在和含量。其定量结合的物质的存在和含量。3工具酶工具酶 除上述酶偶联测定法外，人们利除上述酶偶联测定法外，人们利用酶具有高度特异性的特点，将酶做为工用酶具有高度特异性的特点，将酶做为工具，在分子水平上对某些生物大分子进行具，在分子水平上对某些生物大分子
39、进行定向的分割与连接。定向的分割与连接。目目 录录 2抗体酶抗体酶3模拟酶模拟酶具有催化功能的抗体分子称为具有催化功能的抗体分子称为抗体酶抗体酶(abzyme)。模拟酶是根据酶的作用原理，利用有机模拟酶是根据酶的作用原理，利用有机化学合成方法，人工合成的具有底物结合部化学合成方法，人工合成的具有底物结合部位和催化部位的非蛋白质有机化合物。位和催化部位的非蛋白质有机化合物。目目 录录总结:酶酶-组成结构功能代谢调控应用n定义定义:活细胞产生、高效催化作用、生物大分子活细胞产生、高效催化作用、生物大分子(蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质)n n组成组成:n n共性共性共性共性:同蛋白质同蛋白质同蛋白质同蛋
40、白质n n个性个性个性个性:全酶全酶全酶全酶 酶蛋白酶蛋白酶蛋白酶蛋白 决定反应特异性决定反应特异性决定反应特异性决定反应特异性qq 辅助因子辅助因子辅助因子辅助因子 有机小分子（有机小分子（有机小分子（有机小分子（VitVit）决定反应种决定反应种决定反应种决定反应种qq 金属元素金属元素金属元素金属元素 类与性质类与性质类与性质类与性质n n n n 辅酶辅酶辅酶辅酶:与酶蛋白结合疏松与酶蛋白结合疏松与酶蛋白结合疏松与酶蛋白结合疏松,易透析除去易透析除去易透析除去易透析除去n n 辅基辅基辅基辅基:与酶蛋白结合紧密与酶蛋白结合紧密与酶蛋白结合紧密与酶蛋白结合紧密,不易透析除去不易透析除去不
41、易透析除去不易透析除去目目 录录 总结总结:Vit-定义定义 种类种类 缺发病缺发病 活性形式活性形式 作用作用定义定义定义定义:维持生命所必需，体内不能合成或合成很少，须食物供给维持生命所必需，体内不能合成或合成很少，须食物供给维持生命所必需，体内不能合成或合成很少，须食物供给维持生命所必需，体内不能合成或合成很少，须食物供给,低分子有机物低分子有机物低分子有机物低分子有机物.分类分类分类分类:脂溶性（脂溶性（脂溶性（脂溶性（VitVit A A A A、D DD D、E E E E、K K K K、）、）、）、）水溶性（水溶性（水溶性（水溶性（VitVit B B B B、C C C C）
42、Vit Vit 缺乏病缺乏病缺乏病缺乏病 活性形式活性形式活性形式活性形式 作用作用作用作用A A 夜盲症夜盲症夜盲症夜盲症 视黄醇、醛、酸视黄醇、醛、酸视黄醇、醛、酸视黄醇、醛、酸 构成视觉细胞内感光物质构成视觉细胞内感光物质构成视觉细胞内感光物质构成视觉细胞内感光物质 D D 佝偻病佝偻病 1,25-(OH)1,25-(OH)2 2-VitD-VitD3 3 促进钙磷吸收促进钙磷吸收 软骨病软骨病E E 抗氧化抗氧化抗氧化抗氧化,维持生殖机能维持生殖机能维持生殖机能维持生殖机能K K 易出血易出血易出血易出血 维持凝血因子水平维持凝血因子水平维持凝血因子水平维持凝血因子水平C C 坏血病坏
43、血病坏血病坏血病 参与氧化还原反应参与氧化还原反应参与氧化还原反应参与氧化还原反应,羟化反应，羟化反应，羟化反应，羟化反应，促进胶原蛋白合成，铁吸收。促进胶原蛋白合成，铁吸收。促进胶原蛋白合成，铁吸收。促进胶原蛋白合成，铁吸收。B1 B1 脚气病脚气病 TPP 转移酰基转移酰基B2 B2 唇炎唇炎唇炎唇炎 FMN,FAD FMN,FAD 递氢递氢递氢递氢PP PP 癞皮病癞皮病 NAD+,NADP+递氢递氢B6 B6 磷酸吡哆醛、胺磷酸吡哆醛、胺磷酸吡哆醛、胺磷酸吡哆醛、胺 转氨基转氨基转氨基转氨基B12 B12 巨幼贫巨幼贫巨幼贫巨幼贫 甲基钴胺素甲基钴胺素甲基钴胺素甲基钴胺素 转移甲基转移
44、甲基转移甲基转移甲基 神经疾患神经疾患神经疾患神经疾患 5 5-脱氧腺苷钴胺素脱氧腺苷钴胺素脱氧腺苷钴胺素脱氧腺苷钴胺素叶酸叶酸叶酸叶酸 巨幼贫巨幼贫巨幼贫巨幼贫 FHFH4 4 转移一碳单位转移一碳单位转移一碳单位转移一碳单位泛酸泛酸泛酸泛酸 CoACoA、ACP ACP 转移酰基转移酰基转移酰基转移酰基生物素生物素生物素生物素 羧化羧化CO2目目 录录n n形式形式形式形式:n n单体酶单体酶单体酶单体酶:仅具有三级结构。仅具有三级结构。仅具有三级结构。仅具有三级结构。n n寡聚酶：多个亚基非共价组成。寡聚酶：多个亚基非共价组成。寡聚酶：多个亚基非共价组成。寡聚酶：多个亚基非共价组成。n
45、n多酶体系多酶体系多酶体系多酶体系:几种不同功能的酶聚合形成几种不同功能的酶聚合形成几种不同功能的酶聚合形成几种不同功能的酶聚合形成n n多功能酶多功能酶多功能酶多功能酶:多种不同催化功能在一条多肽链中多种不同催化功能在一条多肽链中多种不同催化功能在一条多肽链中多种不同催化功能在一条多肽链中n n 单纯酶单纯酶单纯酶单纯酶:只有蛋白只有蛋白只有蛋白只有蛋白 n n 全酶全酶全酶全酶:蛋白蛋白蛋白蛋白+辅助因子辅助因子辅助因子辅助因子 n n 金属酶金属酶:金属与酶结合紧密，不易丢失。金属与酶结合紧密，不易丢失。n金属激活酶金属激活酶:金属与酶结合不紧密金属与酶结合不紧密,为酶活性为酶活性n 所
46、必需所必需目目 录录n n分类分类:n n 1.氧化还原酶类氧化还原酶类uu 2.转移酶类转移酶类uu 3.水解酶类水解酶类 uu 4.裂解酶类裂解酶类 uu 5.异构酶类异构酶类uu 6.合成酶类合成酶类 n n命名命名:n n 习惯命名法习惯命名法推荐名称推荐名称u 系统命名法系统命名法系统名系统名(S1:S2反应性质酶反应性质酶)目目 录录n n结构结构:n n共性共性共性共性:同蛋白质同蛋白质同蛋白质同蛋白质n n个性个性个性个性:活性中心活性中心 结合基团结合基团 结合底物结合底物结合底物结合底物n 催化基团催化基团 催化底物催化底物n 活性中心外活性中心外 中心外必需基团中心外必需
47、基团 维持活性中维持活性中n 心空间构象心空间构象n必需基团必需基团:侧链侧链上上与酶活性密切相关的化学基团与酶活性密切相关的化学基团。n活性中心活性中心:能与底物结合并将底物转化为产物的空间能与底物结合并将底物转化为产物的空间n 结构区域。结构区域。目目 录录n n功能功能:催化作用催化作用催化作用催化作用n n作用特点作用特点作用特点作用特点:高效性高效性高效性高效性,特异性特异性特异性特异性,可调节性可调节性可调节性可调节性.n n n n高效性高效性高效性高效性:降低反应活化能降低反应活化能n n绝对特异性绝对特异性绝对特异性绝对特异性:作用于特定结构的底物作用于特定结构的底物作用于特
48、定结构的底物作用于特定结构的底物n n相对特异性相对特异性相对特异性相对特异性:作用于一类化合物或一种化学键作用于一类化合物或一种化学键作用于一类化合物或一种化学键作用于一类化合物或一种化学键n n立体结构特异性：作用于一种异构体立体结构特异性：作用于一种异构体立体结构特异性：作用于一种异构体立体结构特异性：作用于一种异构体n n作用体现作用体现作用体现作用体现:酶酶酶酶促促促促反应反应反应反应n n反应机制反应机制反应机制反应机制:中间产物学说中间产物学说中间产物学说中间产物学说n n反应动力学反应动力学反应动力学反应动力学:n n 影响因素有底物浓度、酶浓度、温度、影响因素有底物浓度、酶浓
49、度、温度、影响因素有底物浓度、酶浓度、温度、影响因素有底物浓度、酶浓度、温度、pHpH、抑制剂、激活剂等。抑制剂、激活剂等。抑制剂、激活剂等。抑制剂、激活剂等。目目 录录n n底物浓度对反应速度的影响底物浓度对反应速度的影响底物浓度对反应速度的影响底物浓度对反应速度的影响:n n表现表现表现表现:矩形双曲线关系矩形双曲线关系n 底物浓度很底时，底物浓度很底时，底物浓度很底时，底物浓度很底时，反应速度与底物浓度成正比反应速度与底物浓度成正比;n n底物浓度增加到一定成度，底物浓度增加到一定成度，底物浓度增加到一定成度，底物浓度增加到一定成度，反应速度不再成正比反应速度不再成正比增加增加增加增加,
50、速速度度增加率下降增加率下降增加率下降增加率下降;n n底物浓度再增加到一定成度，底物浓度再增加到一定成度，底物浓度再增加到一定成度，底物浓度再增加到一定成度，反应速度不再增加，达最反应速度不再增加，达最大速度。大速度。n n机制机制机制机制:中间产物学说中间产物学说中间产物学说中间产物学说n n量化关系：米氏方程量化关系：米氏方程量化关系：米氏方程量化关系：米氏方程VmaxS Km+S V 目目 录录KKmm含义含义含义含义:K Kmm等于酶促反应速度为最大反应速度一半时的底等于酶促反应速度为最大反应速度一半时的底等于酶促反应速度为最大反应速度一半时的底等于酶促反应速度为最大反应速度一半时的