生物化学第三章 酶.ppt

《生物化学第三章 酶.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《生物化学第三章 酶.ppt（88页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。

1、生物化学第三章生物化学第三章 酶酶现在学习的是第1页，共88页 酶学研究简史：qq公元前两千多年，我国已有酿酒记载。公元前两千多年，我国已有酿酒记载。qq18781878年，年，KuhneKuhne首次提出首次提出 Enzyme Enzyme 一词。一词。qq19261926年年，SumnerSumner首首次次从从刀刀豆豆中中提提纯纯出出脲脲酶酶结结晶。晶。qq19821982年年，CechCech首首次次发发现现rRNArRNA前前体体也也具具有有酶酶的的催化活性，提出催化活性，提出 “核酶核酶 ribozyme ribozyme”的概念。的概念。现在学习的是第2页，共88页酶的概念：vv

2、 酶酶(enzyme)是一类由活细胞产生的，是一类由活细胞产生的，以蛋白质为主要成分的生物催化剂。以蛋白质为主要成分的生物催化剂。它主要包括它主要包括 酶酶、核酶两大类。核酶两大类。核酶核酶(ribozyme)具催化活性的具催化活性的RNA。现在学习的是第3页，共88页第一节 酶分子的结构与催化功能现在学习的是第4页，共88页一、酶的分子组成蛋白质部分：酶蛋白蛋白质部分：酶蛋白（apozyme）辅助因子辅助因子（cofactor）金属离子金属离子小分子有机化合物小分子有机化合物 全酶全酶（holoenzyme）结合酶结合酶结合酶结合酶(conjugated enzymeconjugated e

3、nzyme):):蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质+非蛋白质部分非蛋白质部分非蛋白质部分非蛋白质部分单纯酶单纯酶(simple enzyme)：仅由肽链构成仅由肽链构成只有全酶才有催化活性只有全酶才有催化活性现在学习的是第5页，共88页*各部分在催化反应中的作用：qq酶蛋白酶蛋白决定反应的特异性决定反应的特异性qq辅助因子辅助因子决定反应的类型决定反应的类型小分子有小分子有机化机化合物合物 在反应中起运载体的在反应中起运载体的在反应中起运载体的在反应中起运载体的作用作用作用作用,传递电子传递电子传递电子传递电子、质子或其质子或其质子或其质子或其它基团。它基团。它基团。它基团。金属离子金属离子稳定酶的构

4、象；稳定酶的构象；稳定酶的构象；稳定酶的构象；参与催化反应参与催化反应,传递电子；传递电子；在酶与底物间起桥梁作用；在酶与底物间起桥梁作用；其他；其他；其他；其他；现在学习的是第6页，共88页辅助因子分类辅助因子分类：按其与酶蛋白结合的紧密程度可分为：按其与酶蛋白结合的紧密程度可分为：辅酶辅酶(coenzyme)：与酶蛋白结合与酶蛋白结合疏松，可用疏松，可用透析或超滤透析或超滤 的方法除去。的方法除去。辅基辅基(prosthetic group)：与酶蛋白结合与酶蛋白结合紧密，不能用紧密，不能用透析或超透析或超 滤的方法除去滤的方法除去。如一些金属离子。如一些金属离子。现在学习的是第7页，共8

5、8页小分子有机物常为水溶性维生素类物质转移基团转移基团转移基团转移基团辅基或辅酶名称辅基或辅酶名称辅基或辅酶名称辅基或辅酶名称维生素维生素维生素维生素氢原子氢原子氢原子氢原子NADNAD+、NADPNADP+维生素维生素维生素维生素PPPP氢原子氢原子氢原子氢原子FADFAD、FMNFMN维生素维生素维生素维生素B B2 2醛基醛基醛基醛基TPPTPP维生素维生素维生素维生素B B1 1酰基酰基酰基酰基辅酶辅酶辅酶辅酶A A（CoACoA）泛酸泛酸泛酸泛酸酰基酰基酰基酰基硫辛酸硫辛酸硫辛酸硫辛酸硫辛酸硫辛酸硫辛酸硫辛酸烷基烷基烷基烷基钴胺素辅酶类钴胺素辅酶类钴胺素辅酶类钴胺素辅酶类维生素维生素

6、维生素维生素B B1212二氧化碳二氧化碳二氧化碳二氧化碳 生物素生物素生物素生物素生物素生物素生物素生物素氨基氨基氨基氨基磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛维生素维生素维生素维生素B B6 6一碳单位一碳单位一碳单位一碳单位四氢叶酸四氢叶酸四氢叶酸四氢叶酸叶酸叶酸叶酸叶酸现在学习的是第8页，共88页二、酶的活性中心 酶分子中能酶分子中能与底物特异地结与底物特异地结合并催化底物转合并催化底物转化为产物的区域。化为产物的区域。酶的活性中心酶的活性中心 （active center）胰凝乳蛋白酶的一级结构和空间结构胰凝乳蛋白酶的一级结构和空间结构现在学习的是第9页，共88页*必需基团（ess

7、ential group）：活性中心内的必需基团：活性中心内的必需基团：活性中心外的必需基团活性中心外的必需基团：结合基团结合基团（binding groupbinding group）与底物相结合与底物相结合 催化基团催化基团（catalytic groupcatalytic group）催化底物转变成产物催化底物转变成产物 为维持酶活性中心应有的空间构象所必需。为维持酶活性中心应有的空间构象所必需。与酶活性密切相关的基团。与酶活性密切相关的基团。现在学习的是第10页，共88页底底 物物 活性中心以外活性中心以外的必需基团的必需基团结合基团结合基团催化基团催化基团 活性中心活性中心 酶的活性

8、中心及必需基团酶的活性中心及必需基团酶的活性中心及必需基团酶的活性中心及必需基团现在学习的是第11页，共88页一些酶活性中心的氨基酸残基 酶酶酶酶 残基总数残基总数残基总数残基总数 活性中心残基活性中心残基活性中心残基活性中心残基牛牛牛牛胰核糖核酸酶胰核糖核酸酶胰核糖核酸酶胰核糖核酸酶 124 124 HisHis1212,His,His119119,Lys,Lys4141溶菌酶溶菌酶 129 AspAsp5252,Glu,Glu35牛胰蛋白酶牛胰蛋白酶牛胰蛋白酶牛胰蛋白酶 238 238 His4646,Asp,Asp9090,Ser,Ser183木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶 2

9、12 212 CysCys2525,His159159 弹性蛋白酶弹性蛋白酶弹性蛋白酶弹性蛋白酶 240 240 HisHis4545,Asp9393,Ser,Ser188188枯草杆菌蛋白酶枯草杆菌蛋白酶枯草杆菌蛋白酶枯草杆菌蛋白酶 275 275 HisHis4646,Ser,Ser221221碳酸酐酶碳酸酐酶碳酸酐酶碳酸酐酶 258 258 HisHis9393-ZnZn-His9595 His His117117 现在学习的是第12页，共88页第二节 酶促反应的特性与催化机制现在学习的是第13页，共88页一、酶促反应的特点酶与一般催化剂的共同点：酶与一般催化剂的共同点：n n在反应前后

10、没有质和量的变化；在反应前后没有质和量的变化；n n只能催化热力学允许的化学反应；只能催化热力学允许的化学反应；n n只能加速可逆反应的进程，而不改变反应的只能加速可逆反应的进程，而不改变反应的平衡点。平衡点。现在学习的是第14页，共88页（一）酶作用的特点：1)1)酶促反应具有极高的效率；酶促反应具有极高的效率；2)2)酶促反应具有高度的特异性；酶促反应具有高度的特异性；3)3)酶促反应的可调节性；酶促反应的可调节性；4)4)酶的不稳定性及酶促反应要求严格的酶的不稳定性及酶促反应要求严格的环境条件；环境条件；5)5)酶促反应无副反应。酶促反应无副反应。现在学习的是第15页，共88页绝对特异性

11、酶只作用于特定结构的底物，进行一种专一酶只作用于特定结构的底物，进行一种专一的反应，生成一种特定结构的产物的反应，生成一种特定结构的产物。如：如：现在学习的是第17页，共88页相对特异性酶作用于一类化合物或一种化学键。酶作用于一类化合物或一种化学键。如：如：现在学习的是第18页，共88页立体结构特异性酶仅作用于立体异构体中的一种。酶仅作用于立体异构体中的一种。现在学习的是第19页，共88页1.中间产物学说中间产物学说 S表示底物，表示底物，E表示酶，表示酶，ES是中间产物，是中间产物，P是产物。是产物。酶底物复合物酶底物复合物二、酶促反应的机制二、酶促反应的机制E+SE+PES现在学习的是第2

12、0页，共88页降低反应的活化能降低反应的活化能(activation energy)活化能活化能:底物分子底物分子从初态转变到活从初态转变到活化态所需的能量。化态所需的能量。现在学习的是第21页，共88页 2.“锁匙锁匙”假说假说(lock and key theory)：认为酶与底物在结构上有严格的互补关系，仅能认为酶与底物在结构上有严格的互补关系，仅能认为酶与底物在结构上有严格的互补关系，仅能认为酶与底物在结构上有严格的互补关系，仅能解释绝对特异性。解释绝对特异性。解释绝对特异性。解释绝对特异性。3 3.诱导契合假说（诱导契合假说（induced-fit hypothesis）：在酶与底物

13、相互接近时，其结构相互诱导相互变在酶与底物相互接近时，其结构相互诱导相互变在酶与底物相互接近时，其结构相互诱导相互变在酶与底物相互接近时，其结构相互诱导相互变形和相互适应，进而相互结合。形和相互适应，进而相互结合。形和相互适应，进而相互结合。形和相互适应，进而相互结合。现在学习的是第22页，共88页 酶的诱导契合假说酶的诱导契合假说现在学习的是第23页，共88页诱导契合假说诱导契合假说现在学习的是第24页，共88页（二）酶促反应的机制（二）酶促反应的机制1.邻近效应与定向排列邻近效应与定向排列2.多元催化多元催化3.表面效应表面效应(surface effect)现在学习的是第25页，共88页

14、第三节第三节 酶酶 促促 反反 应应 动动 力力 学学现在学习的是第26页，共88页qq概念：研究各种因素对概念：研究各种因素对酶促反应速度酶促反应速度的影的影 响，并加以定量的阐述。响，并加以定量的阐述。qq影响因素包括有：影响因素包括有：酶浓度、底物浓度、酶浓度、底物浓度、pH、温度、温度、抑制剂、激活剂等。抑制剂、激活剂等。研究一种因素的影响时，其余研究一种因素的影响时，其余 各因素各因素 均恒定。均恒定。现在学习的是第27页，共88页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度度度度用用用用单单单

15、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生成量来表示的生成量来表示的生成量来表示的生成量来表示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度度度度，即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）时的反应速度研究前提研究前提现在学习的是第28页，共88页一、底物浓度对反应速度的影响I.I.I.I.单底物、单产物反应。单底物、单产物反应。II.II.II.II.酶酶促促反反应应速速度度一一般般在在规规定定的

16、的反反应应条条件件下下，用用单单位位时时间间内内底底物物的的消消耗耗量量和和产产物物的的生生成量来表示成量来表示。III.III.III.III.反反应应速速度度取取其其初初速速度度，即即底底物物的的消消耗耗量量在在55以内的反应速度。以内的反应速度。IV.IV.IV.IV.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，底物浓度对反应速度的影在其他因素不变的情况下，底物浓度对反应速度的影响呈响呈矩形双曲线关系矩形双曲线关系。现在学习的是第29页，共88页一、底物浓度对反应速度的影响矩形双曲线矩形双曲线现在学习的是第30页，共88页当底物浓度较低

17、时当底物浓度较低时：反应速度与底物浓度成正比关系；反应速度与底物浓度成正比关系；反应为一级反应。反应为一级反应。SvVmax现在学习的是第31页，共88页随着底物浓度的增高：随着底物浓度的增高：反应速度不再成正比例加速；反应速度不再成正比例加速；反应为混合级反应。反应为混合级反应。SvVmax现在学习的是第32页，共88页当底物浓度高达一定程度当底物浓度高达一定程度：反应速度不再增加，达最大速度；反应速度不再增加，达最大速度；反应为零级反应反应为零级反应SvVmax现在学习的是第33页，共88页（一）米曼氏方程式中间产物学说中间产物学说E+S k1k2k3ESE+P现在学习的是第34页，共88

18、页（一）米曼氏方程式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产物学说中间产物学说E+SE+S k k1 1k k2 2k k3 3ESESE+PE+P现在学习的是第35页，共88页19131913年年Michaelis和和Menten提提出出反反应应速速度度与与底底物物浓浓度度关关系系的的数数学学方方程程式式，即即米米曼曼氏氏方方程程式，简称米氏方程式。式，简称米氏方程式。S S:底物浓度底物浓度底物浓度底物浓度 v v:不同不同不同不同 S S时的反应速度时的反应速度时的反应速度时的反应速度 V Vmaxmaxmaxmax:最大反应速度最大反应速度最大反应速度最大反应速

19、度 m mm m:米氏常数米氏常数米氏常数米氏常数vVmaxmaxSKm+S现在学习的是第36页，共88页米曼氏方程式推导基于两个假设：米曼氏方程式推导基于两个假设：反应刚刚开始，产物的生成量极少，逆反应可不予考反应刚刚开始，产物的生成量极少，逆反应可不予考虑。虑。S S超过超过E E，S S的变化可忽略不计。的变化可忽略不计。现在学习的是第37页，共88页（一）米曼氏方程式的推导vv推导基于两个假设：推导基于两个假设：1.1.1.1.E E与与S S形成形成ESES复合物的反应是快速平衡反应而复合物的反应是快速平衡反应而ESES分解为分解为E E及及P P的反应为慢反应，反应速度取的反应为慢

20、反应，反应速度取决于慢反应即决于慢反应即 vk3ES (1)2.2.2.2.S S的总浓度远远大于的总浓度远远大于E 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 S的浓度可认为不变即的浓度可认为不变即SSt v 酶促反应模式：酶促反应模式：E+S ES E+P k k1 1k k2 2k k3 3现在学习的是第38页，共88页当反应速度为最大反应速度一半时当反应速度为最大反应速度一半时:v Km值的推导值的推导：KmSKmKm值等于酶促反应速度为最大反应速度值等于酶促反应速度为最大反应速度一半时的底物浓度，单位是一半时的底物浓度，单位是mol/Lmol/L2Km+SV

21、max VmaxSVmaxvSKmVmax/2现在学习的是第39页，共88页（二）Km与Vmax的意义 Km值：值：Km等于酶促反应速度为最大反应速度一等于酶促反应速度为最大反应速度一半时的底物浓度。半时的底物浓度。意义：意义：a)a)KmKm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)KmKm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；c)c)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同一酶对于不同底物有不同的Km值。值。值。值。现在学习

22、的是第40页，共88页当当v=Vmax/2时时KmS 1.Km值等于酶促反应速度为最大反应速度一半时值等于酶促反应速度为最大反应速度一半时的底物浓度，单位是的底物浓度，单位是mol/L。2Km+S Vmax VmaxSVmaxVSKmVmax/2 （二）Km与Vmax的意义现在学习的是第41页，共88页 Vmax：定义：定义：Vmax是酶完全被底物饱和时的反应是酶完全被底物饱和时的反应速度，与酶浓度成正比。速度，与酶浓度成正比。意义：意义：Vmax=k3 3 E 如果酶的总浓度已知，可从如果酶的总浓度已知，可从maxmax计算计算酶的酶的转换数转换数，即动力学常数，即动力学常数k3 3。现在学

23、习的是第42页，共88页定义定义 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 内每个酶分子催化底物转变为产物内每个酶分子催化底物转变为产物 的分子数。的分子数。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 酶的转换数：酶的转换数：现在学习的是第43页，共88页（三）值与v值的测定1.双倒数作图法双倒数作图法VmaxSKm+Sv=（林贝氏方程）（林贝氏方程）+1/v=KmVmax1/Vmax1/S 两边同取倒数两边同取倒数-1/-1/Km Km 1/1/V Vmax max 1/1/SS1/1/v v 现在学习的是第44页，共88页二、酶浓度对反应速度的影

24、响当当 S SEE，酶可被底物饱和的情况下，反酶可被底物饱和的情况下，反应速度与酶浓度成正比。应速度与酶浓度成正比。关系式为：关系式为：v v=k=k3 3 3 3 EE可通过测定可通过测定酶促反应速度的大小酶促反应速度的大小来算出酶来算出酶浓度，在一定条件下即浓度，在一定条件下即酶活性测定酶活性测定 。1)1)酶的活性酶的活性是指酶催化化学反应的能力，其衡是指酶催化化学反应的能力，其衡量的标准是酶促反应速度。量的标准是酶促反应速度。现在学习的是第45页，共88页qq双重影响：双重影响：温度升高，酶促反应速度升高；温度升高，酶促反应速度升高；温度升高，酶的变性也增加，从而反应速度降低温度升高，

25、酶的变性也增加，从而反应速度降低。三、温度对反应速度的影响q 最适温度最适温度（optimum temperature）：）：酶促反应速度最快酶促反应速度最快 时的环境温度时的环境温度*低温的应用低温的应用现在学习的是第46页，共88页四、四、pH对反应速度的影响对反应速度的影响n n最适最适pH：酶催化活性最大时的环境酶催化活性最大时的环境pH胃蛋白酶胃蛋白酶淀粉酶淀粉酶胆碱酯酶胆碱酯酶现在学习的是第47页，共88页五、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不引起酶蛋凡能使酶的催化活性下降而不引起酶蛋白变性的物质称为酶的抑制剂。白变性的物

26、质称为酶的抑制剂。区别于酶的变性剂：区别于酶的变性剂：抑制剂对酶有一定选择性抑制剂对酶有一定选择性 变性剂对酶没有选择性变性剂对酶没有选择性现在学习的是第48页，共88页 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；非竞争性抑制；非竞争性抑制；反竞争性抑制；反竞争性抑制；现在学习的是第49页，共88页(一)不可逆性抑制作用概念：概念：抑抑制制剂剂通通常常以以共共价价键键与与酶酶活活性性中中心心上上的的必必需需基基团团相相结结合合,使使酶酶

27、失失活活；抑抑制制剂剂不不能能用用透析、超滤等方法予以除去。透析、超滤等方法予以除去。举例：举例：有机磷化合物有机磷化合物 羟基酶羟基酶 解毒解毒-解磷定解磷定(PAM)现在学习的是第50页，共88页（二）可逆性抑制作用*概念：概念：抑抑制制剂剂通通常常以以非非共共价价键键与与酶酶或或酶酶-底底物物复复合合物物可可逆逆性性结结合合,使使酶酶的的活活性性降降低低或或丧丧失失；抑制剂可用透析、超滤等方法除去。抑制剂可用透析、超滤等方法除去。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

28、抑制反竞争性抑制 (uncompetitive inhibition)*类型：类型：现在学习的是第51页，共88页、竞争性抑制作用*定义：抑制剂与底物的定义：抑制剂与底物的结构相似结构相似，能与底物，能与底物 竞争酶的活性中心，从而阻碍酶底物竞争酶的活性中心，从而阻碍酶底物 复合物的形成，使酶的活性降低复合物的形成，使酶的活性降低+IEIE+SE+PES*反应模式：反应模式：现在学习的是第52页，共88页+EESIESEIEP现在学习的是第53页，共88页竞争性抑制现在学习的是第54页，共88页*特点：特点：b)抑制程度取决于抑制程度取决于抑制剂与酶的相对亲和力抑制剂与酶的相对亲和力及及底物浓

29、度；底物浓度；a)a)I I与与S S结构类似结构类似,竞争酶的活性中心；竞争酶的活性中心；c)动力学特点：动力学特点：Vmax不变，表观不变，表观Km增大。增大。抑制剂抑制剂无抑制剂无抑制剂无抑制剂无抑制剂1/v1/S现在学习的是第55页，共88页 磺胺类药物的抑菌机制：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COOHH2N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SO2NHRH2N磺磺 胺胺 类类 药药 物物*举例：举例：现在学习的是第56页，共88页 2、非竞争性抑制*反应模式：

30、反应模式：E+SESE+P+I IEI+SEIS+S S+S S+ESIEIEESEP现在学习的是第57页，共88页非竞争性抑制现在学习的是第58页，共88页*特点：特点：a)抑制剂与酶活性中心外的必需基团结合，底抑制剂与酶活性中心外的必需基团结合，底物与抑制剂之间无竞争关系；物与抑制剂之间无竞争关系；b)抑制程度取决于抑制剂的浓度；抑制程度取决于抑制剂的浓度；c)动力学特点：动力学特点：Vmax降低，表观降低，表观Km不变。不变。抑制剂抑制剂1/v1/S无抑制剂无抑制剂现在学习的是第59页，共88页、反竞争性抑制*反应模式：反应模式：E+SE+PES+IESI+ESESESIEP现在学习的是

31、第60页，共88页反竞争性抑制现在学习的是第61页，共88页*特点：特点：a)抑制剂只与酶底物复合物结合；抑制剂只与酶底物复合物结合；b)抑制程度取决与抑制剂的浓度及底物的浓度；抑制程度取决与抑制剂的浓度及底物的浓度；c)动力学特点：动力学特点：Vmax降低，表观降低，表观Km降低。降低。抑制剂抑制剂1/v1/S无抑制剂无抑制剂现在学习的是第62页，共88页各种可逆性抑制作用的比较各种可逆性抑制作用的比较 作用特征作用特征竞争性竞争性抑制抑制非竞争性非竞争性抑制抑制反竞争反竞争性抑制性抑制与与I结合的组分结合的组分EE、ESES表观表观Km增大增大不变不变减小减小Vmax不变不变降低降低降低降

32、低现在学习的是第63页，共88页六、激活剂对反应速度的影响激活剂激活剂(activator)：使酶由无活性变为有活性或使酶活性使酶由无活性变为有活性或使酶活性使酶由无活性变为有活性或使酶活性使酶由无活性变为有活性或使酶活性 增加的物质。增加的物质。必需激活剂必需激活剂(essential activator)非必需激活剂非必需激活剂(non-non-essential activatoressential activator)现在学习的是第64页，共88页酶活力大小的衡量尺度是酶活力大小的衡量尺度是酶的活性单位酶的活性单位酶活性的国际单位酶活性的国际单位(IU)：在特定的条件下，每分钟催化在特

33、定的条件下，每分钟催化在特定的条件下，每分钟催化在特定的条件下，每分钟催化1 1molmol底物转化为产底物转化为产底物转化为产底物转化为产物所需的酶量为一个国际单位。物所需的酶量为一个国际单位。物所需的酶量为一个国际单位。物所需的酶量为一个国际单位。酶活性的催量单位酶活性的催量单位(katal)：催量是指在特定条件下，每秒钟使催量是指在特定条件下，每秒钟使催量是指在特定条件下，每秒钟使催量是指在特定条件下，每秒钟使mol底物转底物转底物转底物转化为产物所需的酶量。化为产物所需的酶量。化为产物所需的酶量。化为产物所需的酶量。kat与与IU的换算：的换算：1IU=16.6710-9 kat七、七

34、、酶活性的测定与酶的活性单位酶活性的测定与酶的活性单位现在学习的是第65页，共88页第四节 酶的调节现在学习的是第66页，共88页酶活性的调节（快速调节）酶活性的调节（快速调节）酶含量的调节（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：关键酶关键酶现在学习的是第67页，共88页一、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(zymogen)：有些酶在细胞内合成或初分泌时只是酶的无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。活性前体，此前体物质称为酶原。酶原的激活酶原的激活：在一定条件下，酶原向有活性的酶转化的过在一定条

35、件下，酶原向有活性的酶转化的过程。程。现在学习的是第68页，共88页酶原激活的机制：酶原激活的机制：酶酶 原原分子构象发生改变分子构象发生改变形成或暴露出酶的活性中心形成或暴露出酶的活性中心 一个或几个特定的肽键断裂，一个或几个特定的肽键断裂，水解掉一个或几个短肽水解掉一个或几个短肽在特定条件下在特定条件下现在学习的是第69页，共88页-S-S-X缬缬缬缬天天天天天天天天天天天天天天天天赖赖赖赖异异异异甘甘甘甘缬缬缬缬组组组组4646丝丝丝丝183183静电吸引静电吸引力或氢键力或氢键肠肠激激酶酶或或肠肠激激酶酶或或胰胰蛋蛋白白酶酶胰胰蛋蛋白白酶酶胰胰胰胰蛋蛋蛋蛋白白白白酶酶酶酶原原原原-S-

36、S-X缬缬缬缬天天天天 天天天天天天天天 天天天天赖赖赖赖异异异异缬缬缬缬丝丝丝丝胰胰胰胰蛋蛋蛋蛋白白白白酶酶酶酶SSSS组组组组活性中心活性中心活性中心活性中心游离的六肽游离的六肽游离的六肽游离的六肽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现在学习的是第70页，共88页酶原激活的生理意义酶原激活的生理意义: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，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。保证体内代谢正常进行。现在学习的是第71页，共88页（二）酶的变构调节 变构效应剂变

37、构效应剂(allosteric effector)变构激活剂变构激活剂变构抑制剂变构抑制剂q 变构调节变构调节(allosteric regulation):一些代谢物可与某些酶分子一些代谢物可与某些酶分子活性中心外活性中心外的某的某部分可逆地结合，使部分可逆地结合，使酶构象改变酶构象改变，从而改变酶，从而改变酶的催化活性的催化活性,此种调节方式称变构调节。此种调节方式称变构调节。变构酶变构酶(allosteric enzyme)变构部位变构部位(allosteric site)现在学习的是第72页，共88页变构调节举例现在学习的是第73页，共88页变构调节变构调节现在学习的是第74页，共88

38、页 变构酶常为多个亚基构成的寡聚体，具有协同效应：变构激活变构激活变构抑制变构抑制变构酶的形曲线变构酶的形曲线Sv无变构效应剂无变构效应剂现在学习的是第75页，共88页（三）酶的共价修饰调节qq共价修饰（共价修饰（共价修饰（共价修饰（covalent modification covalent modification）：某某些些酶酶蛋蛋白白肽肽链链上上的的一一些些基基团团可可与与某某种种化化学学基基团团发发生生可可逆逆的的共共价价结结合合，从从而而改改变变酶酶的的活活性性，此此过程称为共价修饰。过程称为共价修饰。qq常见类型：常见类型：磷酸化与脱磷酸化磷酸化与脱磷酸化（最常见）（最常见）乙酰

39、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腺苷化 SHSH与与与与S SS S互变互变现在学习的是第76页，共88页酶的磷酸化与脱磷酸化酶的磷酸化与脱磷酸化现在学习的是第77页，共88页二、酶含量的调节（一）酶合成的诱导和阻遏（一）酶合成的诱导和阻遏 诱导作用诱导作用(induction)阻遏作用阻遏作用(repression)（二）酶降解的调控（二）酶降解的调控现在学习的是第78页，共88页三、同工酶(isoenzyme)*定义：定义：催化相同的化学反应，而酶蛋白的分催化相同的化学

40、反应，而酶蛋白的分 子结构理化性质乃至免疫学性质不同的一子结构理化性质乃至免疫学性质不同的一 组酶。组酶。*举例举例：乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶(LDH1 LDH5)现在学习的是第79页，共88页乳酸脱氢酶（乳酸脱氢酶（LDHLDH）同工酶同工酶:LDHLDH1 1 LDHLDH2 2 LDHLDH3 3 LDHLDH4 4 LDHLDH5 5 (H (H4 4)(H)(H3 3M)(HM)(H2 2MM2 2)(HM)(HM3 3)(M)(M4 4)MMHH乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶（LDHLDH）现在学习的是第80页，共88页人体心人体心,肝和骨骼肌肝和骨骼肌LDHLDH同工酶谱同工酶谱组织器官组织器

41、官 LDH1 1 LDHLDH2 2 LDH LDH3 3 LDH LDH4 4 LDH5 5 （占总占总 LDHLDH活性的百分比）活性的百分比）活性的百分比）活性的百分比）心心 35703570 2845 216 06 05 肝肝肝肝 08 210 333 627 308 08 210 333 627 308 骨骼肌骨骼肌骨骼肌骨骼肌 110 418 838 936 4097 110 418 838 936 4097正常血清正常血清正常血清正常血清 27.12.8 34.74.3 20.92.4 11.73.3 57 2.927.12.8 34.74.3 20.92.4 11.73.3 5

42、7 2.9现在学习的是第81页，共88页临床意义临床意义临床意义临床意义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酶活酶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现在学习的是第82页，共88页第五节 酶与医学的关系一、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现在学习的是第83页，共88页一、酶与疾病的发生一、酶与疾病的发生 酶缺乏或异常引起的疾病酶缺乏或异常引起的疾病 酶酶酶酶 疾疾疾疾 病病病病苯丙氨酸羟化酶苯丙氨酸羟化酶 苯丙酮酸尿症苯

43、丙酮酸尿症酪氨酸酶酪氨酸酶 白化病白化病细胞色素氧化酶细胞色素氧化酶细胞色素氧化酶细胞色素氧化酶 氰化物中毒氰化物中毒氰化物中毒氰化物中毒胆碱酯酶胆碱酯酶胆碱酯酶胆碱酯酶 有机磷中毒有机磷中毒有机磷中毒有机磷中毒现在学习的是第84页，共88页二、酶与疾病的诊断二、酶与疾病的诊断血清酶活性测定血清酶活性测定 临床诊断部分常用酶临床诊断部分常用酶临床诊断部分常用酶临床诊断部分常用酶 酶酶酶酶 主要临床应用主要临床应用主要临床应用主要临床应用谷丙转氨酶谷丙转氨酶谷丙转氨酶谷丙转氨酶 肝实质疾患肝实质疾患肝实质疾患肝实质疾患谷草转氨酶谷草转氨酶谷草转氨酶谷草转氨酶 心肌梗死、肝实质疾患心肌梗死、肝实质

44、疾患心肌梗死、肝实质疾患心肌梗死、肝实质疾患胆碱酯酶胆碱酯酶胆碱酯酶胆碱酯酶 有机磷中毒有机磷中毒有机磷中毒有机磷中毒乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶 心肌疾患、肝实质疾患心肌疾患、肝实质疾患心肌疾患、肝实质疾患心肌疾患、肝实质疾患淀粉酶淀粉酶淀粉酶淀粉酶 胰腺疾病胰腺疾病胰腺疾病胰腺疾病碱性磷酸酶碱性磷酸酶碱性磷酸酶碱性磷酸酶 骨病、肝胆疾患骨病、肝胆疾患骨病、肝胆疾患骨病、肝胆疾患胰蛋白酶胰蛋白酶胰蛋白酶胰蛋白酶(原原原原)胰腺疾病胰腺疾病胰腺疾病胰腺疾病肌酸激酶肌酸激酶肌酸激酶肌酸激酶 心肌梗死、肌肉疾患心肌梗死、肌肉疾患心肌梗死、肌肉疾患心肌梗死、肌肉疾患醛缩酶醛缩酶醛缩酶醛缩

45、酶 肌肉疾病肌肉疾病肌肉疾病肌肉疾病 酸性磷酸酶酸性磷酸酶酸性磷酸酶酸性磷酸酶 前列腺癌、骨病前列腺癌、骨病前列腺癌、骨病前列腺癌、骨病现在学习的是第85页，共88页L代谢障碍，相关酶活性改变代谢障碍，相关酶活性改变：佝偻病：佝偻病L细胞受损或通透性增加，酶入血细胞受损或通透性增加，酶入血：胰腺炎、肝炎胰腺炎、肝炎L制造酶的器官病变制造酶的器官病变：肝功下降；：肝功下降；L酶受抑制，活性酶受抑制，活性下降下降：有机磷中毒；：有机磷中毒；L同工酶谱分析同工酶谱分析：有助于疾病定位：有助于疾病定位现在学习的是第86页，共88页U 替代治疗替代治疗：消化不良消化不良-胃蛋白酶、胰蛋白酶等胃蛋白酶、胰蛋白酶等U 抗菌治疗抗菌治疗：磺胺药：磺胺药U 抗炎治疗抗炎治疗：缓解炎症溶菌酶、木瓜酶：缓解炎症溶菌酶、木瓜酶U 对症治疗对症治疗：预防血栓形成：预防血栓形成-尿激酶、链激酶、尿激酶、链激酶、纤溶酶纤溶酶 U 抗癌治疗抗癌治疗：MTXFH2 还原酶；还原酶；L L天冬酰胺天冬酰胺三、酶与疾病的治疗三、酶与疾病的治疗现在学习的是第87页，共88页谢谢 谢！谢！现在学习的是第88页，共88页