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1、 学习要点学习要点1.酶、酶的活性中心、必需基团、酶原、同工酶、酶的最适温度和最适PH的概念。2.酶的化学组成和酶促反应的特点。3.酶原激活的概念和酶原激活的本质及生理意义4.影响酶促反应速度的因素；其中酶浓度、底物浓度、温度、PH与酶促反应速度之间的关系；竞争性抑制作用的概念及作用特点。5.酶与疾病发生、诊断和治疗的关系。第一节酶的化学本质与组成一、酶相关的概念 1、酶：是由活细胞产生的具有催化作用的蛋白质，也称生物催化剂。绝大多数酶化学本质是蛋白质。2、酶促反应：由酶催化的化学反应。3、底物（S）：在酶促反应中，被酶催化的物质。二、酶的分类根据酶的组成成分，酶分为单纯酶和结合酶两大类。（一
2、）单纯酶：仅含蛋白质的酶。（二）结合酶：蛋白质+非蛋白质=全酶酶蛋白结合酶辅助因子+=2、酶蛋白：决定酶的特异性3、辅助因子：传递电子、原子或某些化学基团。1、酶蛋白与辅助因子结合形成的复合物称为全酶，只有全酶才有催化活性。结合酶有以下特点：4、辅助因子可分为辅酶辅基与酶蛋白结合疏松，可以用透析或超滤方法去除与酶蛋白结合紧密，不能用透析或超滤方法去除5、一种辅助因子可与多种酶蛋白结合；一种酶蛋白 只能与一种辅助因子结合。（二）酶与维生素的关系B族维生素是体内主要酶中辅酶或辅基的组成部分，因此缺乏B族维生素，可直接影响某些酶的活性。结合酶辅酶（或辅基）所含维生素传递的基团-酮酸脱羧酶TPP（焦磷
3、酸硫胺素）维生素B1（又名硫胺素）醛基黄素酶FMN（黄素单核苷酸）FAD（黄素腺嘌呤二核苷酸）维生素B2（又名核黄素）氢原子脱氢酶NAD+（辅酶，尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸）NADP+（辅酶，尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸）维生素PP（包括尼克酸和尼克酰胺）氢原子和电子转氨酶磷酸吡哆醛维生素B6（包括吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺）氨基（-NH2）转酰基酶CoA（辅酶A）泛酸酰基一碳单位转移酶FH4（四氢叶酸）叶酸一碳单位羧化酶生物素生物素CO2转甲基酶甲基钴胺素维生素B12（又名钴胺素）甲基（一）极高的催化效率酶的催化效率是一般催化剂1071013倍，反应条件温和。原因：在反应中通过酶与底物形成酶-底复合物
4、（ES），可大大降低反应所需要的活化能，使反应速度加快。E+S ES E+P2.根据酶对底物选择的严格程度不同，酶的特异性可分 为以下3种类型：（1）绝对专一性：一种酶催化一种底物。（2）相对专一性：一种酶催化一类底物或一种化学键。（3）立体异构专一性：一种酶催化立体异构物中的一 种底物。（三）高度的敏感性一切能使蛋白质发生变性的理化因素均可使酶发生变性。（四）酶促反应的可调节性酶含量、酶活性以及酶分布的调节均受多种因素的调控。一、酶的活性中心与必需基团1.酶的必需基团：与酶的活性密切相关的基团。酶的必需基团活性中心内必需基团活性中心外必需基团 -s-s-结合基团催化基团(1)结合基团：能与底
5、物结合的基团。(2)催化基团：能将结合的底物转变成产物的基团。2.酶的活性中心：酶分子上的必需基团彼此靠近，集中在一起形成一个能与底物特异性结合并将底物转变成产物的特定空间区域。二、酶原与酶原的激活1.酶原：无活性的酶的前体。2.酶原的激活：在一定的条件下，无活性的酶原转变 成有活性的酶的过程称为酶原的激活。3.酶原激活的实质：酶的活性中心形成或暴露的过程。胰蛋白酶原激活示意图三、同工酶1.概念：同工酶是指催化反应相同，但酶蛋白的结构、理化性质和免疫特征不同的一组酶。2.常见的种类：乳酸脱氢酶（LDH）肌酸激酶（CK）3.同工酶测定意义辅助疾病诊断：LDH：心肌中含LDH1丰富，心肌受损的病人
6、血 清中LDH1 ；肝和骨骼肌含LDH5较多，肝细胞受损病人血清LDH5 。CK：脑损伤时，血清CK1；急性心梗时，血清 中CK2 ；骨骼肌损伤时，血清中CK3 。因此，CK2常作为临床早期诊断心梗的辅助 生化指标。第三节 影响酶促反应速度的因素一、酶浓度的影响当SE，酶可被底物饱和的情况下，V与E成正比。二、底物浓度的影响1.当【S】很低时，【S】，V。两 者呈正比关系。2.【S】，V ，但趋势渐缓，两 者不呈正比关系。3.当【S】增加【E】时，V=Vmax。1232.当T很低时，酶活性也很低。3.T 35 ，随着T，V。4.T=3540时，V=Vmax。5.T 40时，随着T，V 原因：酶
7、蛋白变性6.低温不会使酶失去活性。当温度回升后酶 又可恢复活性。但高温可能使酶丧失活性。四、pH的影响1.最适pH：酶促反应速度最大时的环境PH值。2.人体内大多数酶最适pH接近中性（6.58.0）。4.当环境pH大于或小于最适pH时，酶活性都降低。3.胃蛋白酶的最适pH为1.52.0；胰蛋白酶的最适pH为7.88.7。五、激活剂的影响 凡能增强酶的活性，加快酶促反应速度的物质称为激活剂。激活剂大多数为无机离子，如K+、Na+、Mg2+、Mn2+、Cl-等。如：H+是胃蛋白酶的激活剂，Mn2+是磷酸激酶的激活剂，Cl-是淀粉酶的激活剂。也有少数有机化合物激活剂，如胆汁酸盐是脂肪酶的激活剂。六、
8、抑制剂的影响抑制剂（I）概念：凡能使酶的活性下降而不引起 蛋白质变性的物质。分类：不可逆性抑制作用和可逆性抑制作用。（一）不可逆性抑制作用1、概念：抑制剂与酶活性中心上的必需基团以共 价键结合，使酶活性降低的作用。2、特点：抑制剂不能以透析或超滤等方法去除。3、典型实例：有机磷农药中毒、重金属离子中毒。（1）对羟基酶的抑制作用：有机磷农药（敌敌畏、敌百虫等）是胆碱酯酶的不可逆性抑制剂。有机磷化合物 胆碱酯酶 磷酰化胆碱酯酶 （有活性）（失去活性）（2）对巯基酶的抑制：如重金属离子中毒。某些重金属离子如Hg2+、Pb2+、Ag+、Cu2+、As3+等可与巯基酶分子中的巯基（-SH）特异性结合，使
9、巯基酶受抑制。如二战期间由美国研制的化学毒气“路易士气”就是一种含砷（As3+）的化合物，它能不可逆性地抑制体内巯基酶的活性，当时被称为“毒剂之王”、“死亡之露”。解救的方法可用二巯基解毒剂，如二巯基丙醇（BAL）或二巯丁酸钠。因为这些药物含有多个巯基，在体内达一定的浓度时可与毒气结合，使该酶恢复活性。（二）可逆性抑制作用概念：抑制剂通过非共价键与酶和（或）酶-底复合物 可逆性结合，使酶活性降低或丧失的过程。特点：抑制剂可用透析或超滤的方法去除。种类：竞争性抑制作用和非竞争性抑制作用1、竞争性抑制作用概念：是指抑制剂与底物结构很相似，可与底物竞 争同一酶的活性中心，从而阻碍酶与底物结 合，达到
10、抑制酶活性的作用。作用特点：抑制剂的抑制程度取决于抑制剂（I）与底物（S）浓度的相对比例。典型实例：磺胺类药物的抑菌作用。磺胺类药物的作用机理：磺胺类药物的化学结构与对氨基苯甲酸相似，是二氢叶酸合成酶的竞争性抑制剂，抑制细菌二氢叶酸的合成，进而影响四氢叶酸的生成，导致核酸合成受阻，影响细菌的生长繁殖。临床上用量：首剂加倍H2NCOOH对氨基苯甲酸H2NSO2NHR磺胺类药物2.非竞争性抑制作用概念：抑制剂与底物结构不相似，不能与底物竞 争酶的活性中心，而是与酶的活性中心外 的部位结合。作用特点：抑制剂的抑制程度取决于抑制剂本身 的浓度。第四节酶与医学的关系一、酶与疾病的发生先天性缺乏苯丙氨酸羟
11、化酶可引起苯丙酮尿症；缺乏酪氨酸酶可引起白化病；6-磷酸葡萄糖脱氢酶缺乏可引起蚕豆病；有机磷农药中毒：胆碱酯酶活性受抑制二、酶与疾病的诊断（一）引起酶活性改变的因素：1组织器官损伤或坏死及膜通透性升高，都能使 细胞内的酶大量释放入血。2酶的合成加快或酶的排泄障碍时，血清酶含量升 高。3酶的合成障碍，可使血浆中酶活性降低。（二）酶活性的检测 心肌酶：是存在于心肌中多种酶的总称。包括：肌酸激酶（CK）、肌酸激酶同工酶（CK-MB）、天冬氨酸氨基转移酶（AST）、乳酸脱氢酶（LDH-H4）一羟丁酸脱氢酶（-HBDH）临床意义：临床上检测心肌酶谱动态改变对诊断 心绞痛或心肌梗死有一定的价值。三、酶与疾病的治疗（一）促进消化：胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰淀粉酶、胰 脂肪酶。（二）消炎抑菌：溶菌酶、糜蛋白酶、磺胺类药物等。（三）防治血栓和动脉粥样硬化：临床上可用链激酶、尿激酶和纤溶酶防治脑血栓、心肌梗死等疾病。（四）治疗肿瘤：6-巯基嘌呤、5-氟尿嘧啶、甲氨蝶呤 等。