生物化学04Word文档下载推荐.docx
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（1）结合部位：
一定的底物靠此部位结合到酶分子上。
（2）催化部位：
底物的键在此处被打断或形成新的键，从而发生一定的化学变化。
5.必需基团
（1）活性中心内的必需基团：
活性中心内的一些化学基团，是酶发挥催化作用与底物直接作用的有效基团。
（2）活性中心外的必需基团：
在活性中心外的区域，还有一些不与底物直接作用的必需基团，这些基团与维持整个酶分子的空间构象有关，可使活性中心的各个有关基团保持于最适的空间位置，间接对酶的催化活性发挥其必不可少的作用。
二、酶促反应的特点
高度特异、高效、不稳定和可调节。
（一）高度特异性（专一性）指酶对所作用的底物有严格的选择性。
一种酶只能对一种底物或某一类物质起催化作用，而其他化学催化剂一般对底物要求不严格。
根据酶对底物的选择程度不同，将酶作用的专一性分为两种类型。
1.结构专一性：
根据酶对底物组成部分选择程度的不同又可分为：
（1）绝对专一性：
指酶对底物的要求非常严格，只作用于一种底物，而不作用于其他任何物质。
（2）相对专一性：
这些酶对底物的要求比上述绝对专一性要低一些，可作用一类结构相近的底物。
包括基团专一性和键专一性。
2.立体异构专一性：
当底物具有立体异构时，酶只能对底物的立体异构体中的一种起作用，而对另一种则无作用。
（1）旋光异构专一性：
如D-氨基酸氧化酶只能催化D-氨基酸氧化脱氨，而对L-氨基酸无作用。
（2）几何异构专一性：
如琥珀酸脱氢酶只能催化琥珀酸脱氢生成延胡索酸，而不能生成马来酸，称为几何异构专一性。
（二）高度催化效率
酶具有极高的催化效率。
要比一般催化剂高105～1013倍，这就是为什么生物体内酶含量少而又可催化大量的底物。
（三）高度不稳定性
绝大多数酶的本质是蛋白质，凡是能使蛋白质变性的因素，如高温、高压、强酸、强碱等都会使酶丧失活性。
（四）酶活力的调节控制
酶活力是受调节控制的，它的调节方式很多，包括抑制调节、共价修饰调节、反馈调节、酶原激活及激素的调节控制等。
三、酶-底物复合物
“诱导契合”学说：
当酶分子与底物分子接近时，酶蛋白受底物分子诱导，其构象发生有利底物结合的变化，酶与底物在此基础上互补契合进行反应。
近年来x射线晶体结构分析的实验结果也支持这一假说，证明了酶与底物结合时，确有显著的构象变化。
E+S←---->
ES------->
E+P
第二节 辅酶与酶辅助因子
（1）维生素与辅酶的关系
（2）辅酶作用
（3）金属离子作用
全酶中有蛋白质部分和辅助因子。
辅助因子又分为辅基与辅酶。
辅酶与酶蛋白结合疏松，可用透析或超滤的方法除去。
一、维生素与辅酶的关系
水溶性维生素可以形成辅酶。
1.维生素B1又名硫胺素，体内活性形式为焦磷酸硫胺素（TPP）。
TPP是α-酮酸氧化脱羧酶的辅酶，也是转酮醇酶的辅酶。
2.维生素B2又名核黄素，体内活性形式为黄素单核苷酸（FMN）和黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）。
FMN及FAD是体内氧化还原酶的辅基，主要起氢传递体的作用。
3.维生素PP：
包括尼克酸和尼克酰胺，体内活性形式是：
尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）和尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP+）。
NAD+及NADP+是体内多种脱氢酶（如苹果酸脱氢酶、乳酸脱氢酶）的辅酶，起传递氢的作用。
4.维生素B6：
包括吡哆醇，吡哆醛及吡哆胺。
体内活性形式为磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺。
磷酸吡哆醛是氨基酸转氨酶及脱羧酶的辅酶，也是δ-氨基γ-酮戊酸合酶（ALA合酶）的辅酶。
5.泛酸：
又名遍多酸，体内活性形式为辅酶A（CoA）、酰基载体蛋白（ACP）。
CoA及ACP是酰基转移酶的辅酶，参与酰基的转移作用。
6.生物素：
是多种羧化酶（如丙酮酸羧化酶）的辅酶，参与C02的羧化过程。
7.叶酸：
又称蝶酰谷氨酸，体内活性形式为四氢叶酸（FH4）。
FH4是一碳单位转移酶的辅酶，参与一碳单位的转移。
8.维生素B12：
又称钴胺素，体内活性形式为甲基钴胺素、5’-脱氧腺苷钴胺素。
生化作用：
参与体内甲基转移作用。
9.维生素C：
又称L-抗坏血酸。
参与氧化还原反应，参与体内羟化反应，促进胶原蛋白的合成，促进铁的吸收。
二、辅酶作用
在反应中起运载体的作用，传递电子、质子或其他基团。
三、金属离子作用
1.稳定酶的构象。
2.参与催化反应，传递电子。
3.在酶与底物间起桥梁作用。
4.中和阴离子，降低反应中的静电斥力等。
第三节 酶促反应动力学
（1）Km和Vmax的概念
（2）最适pH值和最适温度
一、底物浓度的影响
（一）米氏方程Km和Vmax的概念
底物浓度与反应速度的关系可以用米氏方程描述：
v=Vmax·
[S]／Km+[S]
v：
反应速度；
[S]：
底物浓度；
Vmax：
反应的最大速度；
Km：
米氏常数
1.米氏常数：
Km就是酶促反应速度为最大反应速度一半时的底物浓度，单位是mol／L。
2.米氏常数的意义
（1）米氏常数是酶的特征常数之一，每一种酶都有它的Km值，Km值只与酶的结构和所催化的底物有关，与酶浓度无关。
（2）判断酶与底物亲和力的大小。
Km值小，表示用很低的底物浓度即可达到最大反应速度的一半，说明酶与底物亲和力大。
可用1／Km近似地表示亲和力，1／Km愈大，酶与底物的亲和力愈大，酶促反应愈易进行。
（3）判断哪些底物是酶的天然底物或最适底物（即Km值最小的底物）。
（4）判断正逆两向反应的催化效率。
如一个反应的正逆方向由同一个酶催化，则Km值较小的那向反应催化效率较高。
（5）求出要达到规定反应速度的底物浓度，或根据已知底物浓度求出反应速度。
例如：
已知Km值，求使反应达到95%Vmax时的底物浓度为多少?
解：
95%Vmax=Vmax·
[s]／Km+[s]
移项解出[s]=19Km
二、最适pH值和最适温度
（一）温度对酶促反应有双重的影响
1.酶促反应与一般化学反应一样，升高温度能加速化学反应的进行。
2.绝大多数酶是蛋白质，升高温度能加速酶的变性而使酶失活。
（二）最适温度：
在某一温度范围时酶促反应速度最大，此温度称为酶作用的最适温度。
人体内酶最适温度多在37℃左右。
（三）最适pH：
溶液的PH对酶活性影响很大。
在一定的PH范围内酶表现催化活性。
在一定pH时酶的催化活性最大，此pH称酶作用的最适pH。
偏离酶最适PH值愈远，酶的活性愈小，过酸或过碱则可使酶完全失去活性。
各种酶的最适pH不同，人体内大多数酶的最适pH在7.35—7.45之间，pH活性曲线近似于钟形。
但并非所有的酶都是如此，胃蛋白酶最适pH为1.5—2.5，其活性曲线只有钟型的一半；
胆碱酯酶在pH大于7.0时有最大活性。
第四节 抑制剂对酶促反应的抑制作用
（1）不可逆抑制
（2）可逆性抑制
一、不可逆抑制
这类抑制剂通常比较牢固的共价键与酶蛋白中的基团结合，而使酶失活，不能用透析、超滤等物理方法除去抑制剂来恢复酶活性
按照不可逆抑制作用的选择性不同，又可分为专一性的不可逆抑制与非专一性的不可逆抑制两类。
1.非专一性不可逆抑制：
抑制剂可与酶分子中的一类或几类基团反应，抑制酶的活性或使酶失活。
一些重金属离子（铅、铜、汞）、有机砷化物及对氯汞苯甲酸等，能与酶分子的巯基进行不可逆结合，许多以巯基为必需基团的酶，因此会被抑制，可用二巯丙醇（BAL）解毒：
除去抑制作用。
2.专一性不可逆抑制剂：
抑制剂仅仅和酶活性部位的有关基团反应从而抑制酶的活性。
有机磷杀虫剂（敌百虫、敌敌畏等）能特异性地与酶活性中心上的羟基结合，使酶的活性受到抑制，而且有机磷杀虫剂的结构与底物愈接近，其抑制愈快。
二、可逆性抑制
抑制剂与酶非共价结合，可以用透析、超滤等简单物理方法除去抑制剂来恢复酶的活性，因此是可逆的。
根据抑制剂在酶分子上结合位置的不同，又可分为三类：
1.竞争性抑制：
抑制剂I与底物S的化学结构相似，在酶促反应中，抑制剂与底物相互竞争酶的活性中心，当抑制剂与酶形成EI复合物后，酶才不能再与底物结合，从而抑制了酶的活性，这种抑制称为竞争性抑制。
Km增高，Vm不变。
2.非竞争性抑制剂：
抑制剂与底物结构并不相似。
也不与底物抢占酶的活性中心，而是通过与活性中心以外的必需基团结合抑制酶的活性，这种抑制称非竞争性抑制。
非竞争性抑制与底物并无竞争关系。
Km不变，Vm降低。
3.反竞争催抑制：
酶只有在与底物结合后，才能与抑制剂结合，即ES+I→ESI，ESl一×
→P。
比较起来，这种抑制剂作用最不重要。
第五节 酶活性的调节
（1）别构调节
（2）共价修饰
（3）酶原激活
（4）同工酶概念
一、别构调节
一些代谢物可以与某些酶分子活性中心外的某一部位可逆的结合，使酶发生变构并改变其催化活性。
此结合部位称为别构部位或调节部位。
对酶催化活性的这种调节称为别构调节。
受别构调节的酶称为别构酶。
导致别构效应的代谢物称为别构效应剂。
二、共价修饰
酶蛋白肽链上一些基团可以与某种化学基团发生可遂的共价结合，从而改变酶活性。
这一过程称为酶的共价调节或化学修饰。
在共价调节过程中，酶发生无（低）活性与有（高）活性的互变。
三、酶原激活
1.酶原：
有些酶（大多数为水解酶）在细胞内初合成或初分泌时是无活性的，这些酶的前身称为酶原。
2.酶原的激活：
在某些物质作用下，无活性的酶原转变为有活性的酶的过程。
3.酶原激活的本质：
酶原激活的实质是活性中心的形成和暴露的过程。
首先是酶蛋白的一部分肽段被水解，去掉其对必需基团的掩盖和空间阻隔作用，然后三维构象发生改变，必需基团相对集中，形成活性中心。
4.酶原激活的生理意义：
酶原的存在形式对机体来说是一种保护作用。
例如胰腺分泌的胰蛋白酶原和胰凝乳蛋白酶原。
需在肠道内经激活才能催化蛋白质水解，这样也保护了胰腺不受酶的破坏。
四、同工酶概念
指能催化相同的化学反应，但酶蛋白的分子结构、理化性质和免疫学性质不同的一组酶。
第六节 核酶
核酶
核酶主要指一类具有催化功能的RNA。
大多数核酶通过催化转磷酸酯和磷酸二酯键水解反应参与RNA自身剪切、加工过程。
与蛋白质酶相比，核酶的催化效率较低，是一种较为原始的催化酶。
核酶的发现对于“所有酶都是蛋白质”的传统观念提出了挑战。
核酶的具体作用主要有：
1.核苷酸转移作用。
2.水解反应，即磷酸二酯酶作用。
3.磷酸转移反应，类似磷酸转移酶作用。
4.脱磷酸作用，即酸性磷酸酶作用。
5.RNA内切反应，即RNA限制性内切酶作用。
习题
1.下列辅酶中含有维生素B2的是
A.NAD+B.FADC.FH4D.CoAE.FH3
【答疑编号911030201】
答案：
B
2.酶的特异性是指
A.酶与辅酶特异的结合B.酶对所催化的底物有特异的选择
C.酶在细胞内的定位是特异的D.酶催化的反应机制各不相同
E.酶催化的反应机制相同
【答疑编号911030202】
3关于酶原和酶原激活
A.体内所有酶初分泌时均以酶原形式存在B.酶原的激活过程是酶被完全水解的过程
C.酶原激活的实质是酶活性中心形成或暴露的过程D.酶原的激活是酶的共价修饰过程
E.酶原的激活是酶的别构调节的过程
【答疑编号911030203】
C
4.影响酶促反应速度的因素不包括
A.底物浓度B.反应环境的pHC.酶原的浓度D.反应温度
【答疑编号911030204】
5.关于Km的意义不正确的是
A.Km是酶的特征性常数B.Km等于反应速度为最大速度一半时的底物浓度
C.Km增高酶与底物亲和力降低D.Km等于反应速度为最大速度一半时的酶浓度
【答疑编号911030205】
D
6.有关竞争性抑制错误的是
A.结构与底物相似B.与酶的活性中心结合
C.与酶的结合是可逆的D.抑制程度只与抑制剂浓度有关
【答疑编号911030206】
7.（B1型题）
A.pHB.底物浓度C.酶浓度D.最适温度E.抑制剂
（1）当底物浓度足够大时，酶促反应速度与之成正比
【答疑编号911030207】
C
（2）影响酶和底物的解离状态
【答疑编号911030208】
A
（3）不是酶的特征性常数，但是在该条件下酶促反应速度最快
【答疑编号911030209】
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