第3章 酶.docx

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第3章酶

第3章酶

学习要求

1．掌握酶及所有相关的概念、酶的结构与功能的关系、酶的工作原理、酶促反应动力学特点、意义及应用。

2．熟悉酶的分子组成与酶的调节。

3．了解酶的分类与命名、酶与医学的关系。

基本知识点

酶是对其特异底物起高效催化作用的蛋白质。

单纯酶是仅由氨基酸残基组成的蛋白质。

结合酶除含有蛋白质部分外，还含有非蛋白质辅助因子。

辅助因子是金属离子或小分子有机化合物，后者称为辅酶。

辅酶中与酶蛋白共价结合的辅酶又称为辅基。

酶分子中氨基酸残基的侧链由不同的化学集团组成，其中与酶活性密切相关的化学基团称为必需基团。

某些必需基团在一级结构上可能相距很远，但在空间结构上彼此靠近，组成具有特定空间结构的区域，能与底物特异结合并将底物转化为产物，这一区域称为酶的活性中心。

同工酶是指催化相同化学反应，但酶蛋白的分子结构、理化性质乃至免疫学性质不同的一组酶。

同工酶是由不同基因编码的多肽链，或同一基因转录生成的不同mRNA所翻译的不同多肽链组成的蛋白质。

酶促反应具有3个特点：

极高效率、高度特异性和可调节性。

酶的工作原理，首先是酶与底物通过诱导契合形成酶-底物复合物。

在此过程中，通过邻近效应、定向排列、表面效应使底物容易转变成过渡态。

其次，酶通过多元催化作用使过渡态底物转变为产物。

酶促反应动力学是研究酶促反应速率及其影响因素，后者包括底物浓度、酶浓度、温度、pH、抑制剂和激活剂等。

底物浓度对反应速率的影响可用米氏方程式

表示。

其中，Km为米氏常数，其值等于反应速率为最大反应速率一半时的底物浓度，具有重要意义。

Vmax和Km可用米氏方程的双倒数作图来求取。

酶在最适pH和最适温度时催化活性最高，但最适pH和最适温度不是酶的特征性常数，受许多因素的影响。

酶的抑制作用包括不可逆抑制与可逆抑制两种。

可逆抑制中，竞争抑制作用的表观Km值增大，Vmax不变；非竞争抑制作用的Km值不变，Vmax减小；反竞争抑制作用的Km值与Vmax均减小。

在机体内酶活性与含量的调节是代谢调节的重要途径。

变构酶是与一些效应剂以非共价键可逆地结合，通过改变酶的构象而改变其催化活性的酶。

多亚基构成的变构酶具有协同效应。

酶的化学修饰调节是酶在相关酶的催化下可逆地共价结合某些化学基团，实现有活性酶和无活性酶或者低活性酶与高活性酶的互变。

酶的变构调节和酶的化学修饰是体内快速调节酶活性的重要方式。

体内有些酶以无活性的酶原形式存在，只有在需要发挥作用时才转化为有活性的酶。

酶可分为6大类，分别是氧化还原酶类、转移酶类、水解酶类、裂合酶类、异构酶类和连接酶类（或合成酶类）。

酶的名称包括系统名称和推荐名称。

酶与医学的关系十分密切。

许多疾病的发生与发展和酶的异常或酶受到抑制有关，所以血清酶的测定可协助某些疾病的诊断。

酶可以作为诊断试剂对某些疾病进行诊断。

酶偶联测定法、酶联免疫测定法以及固定化酶、抗体酶等均被广泛应用于临床与其他领域。

自测练习题

一、选择题

（一）A型题

1．酶的活性中心是

A．结合抑制剂使酶活性降低或丧失的部位B．结合底物并催化其转变成产物的部位

C．结合别构剂并调节酶活性的部位D．结合激活剂使酶活性增高的部位

E．酶的活性中心由催化基团和辅酶组成

2．酶促反应中，决定反应特异性的是

A．酶蛋白B．辅酶C．辅助因子D．金属离子E．辅基

3．关于酶的叙述正确的是

A．酶是生物催化剂，它的化学本质是蛋白质B．体内的生物催化剂都是蛋白质

C．酶的辅助因子称为辅酶D．酶改变反应的平衡点，所以能加速反应的进程

E．酶的底物都是有机化合物

4．酶蛋白变性后活性丧失的原因是

A．酶蛋白被完全降解为氨基酸B．酶蛋白的一级结构受到破坏C．酶蛋白的空间结构受到破坏

D．酶蛋白不再溶于水E．失去了激活剂

5．含有维生素B1的辅酶是

A．NAD+B．FADC．TPPD．CoAE．FMN

6．解释酶的专一性较合理的学说是

A．锁-钥学说B．化学渗透学说C．诱导契合学说D．化学偶联学说E．中间产物学说

7．酶的竞争性抑制剂的特点是

A．当底物浓度增加时，抑制剂作用不减B．抑制剂和酶活性中心的结合部位相结合

C．抑制剂的结构与底物不相似D．当抑制剂的浓度增加时，酶变性失活

E．抑制剂与酶的结合是不可逆的

8．磺胺类药物能抑菌，是因为磺胺是细菌二氢叶酸合成酶的

A．竞争性抑制剂B．不可逆抑制剂C．非竞争性抑制剂D．反竞争性抑制剂E．别构抑制剂

9．关于酶的共价修饰，叙述正确的是

A．共价修饰后，酶的催化活性提高B．不涉及高级结构的改变

C．通过打断某些肽键，使酶的活性中心形成而改变酶的活性

D．磷酸化修饰最为常见E．只包括磷酸化修饰和甲基化修饰

10．关于关键酶的叙述，正确的是

A．一个反应体系中的所有酶B．只受别构调节而不受共价修饰

C．一个代谢途径只有一个关键酶D．并不催化处于代谢途径起始或终末的反应

E．一般催化代谢途径中速度较慢、不可逆的反应

11．关于有机磷化合物对酶的抑制，叙述正确的是

A．因能用解磷定解毒，故属于可逆性抑制B．能强烈抑制胆碱酯酶活性

C．该抑制能被过量的GSH解除D．有机磷化合物与酶活性中心的巯基结合

E．该抑制能被适量的二巯基丙醇解除

12．关于非竞争性抑制剂的叙述，正确的是

A．由于抑制剂结合酶活性中心外的部位，酶与底物结合后，还能与抑制剂结合

B．酶的Km与抑制剂浓度成反比C．与酶活性中心上的必需基团结合，影响酶与底物的结合

D．在有非竞争性抑制剂存在的情况下，如加入足量的酶，能达到正常的Vmax

E．可称为别构抑制剂

13．反竞争性抑制作用的动力学特点是

A．Km降低，Vmax降低B．抑制剂可与酶和酶-底物复合物同时结合C．Km不变，Vmax降低

D．抑制剂只与酶或酶-底物复合物结合E．Km降低，Vmax增高

14．酶和一般催化剂相比，其特点之一是

A．温度能影响催化效率B．高温时会出现变性C．降低反应的活化能

D．提高速度常数E．不改变平衡常数

15．关于Km的叙述，正确的是

A．是酶-底物复合物的解离常数B．酶的Km越大，底物与酶的亲和力越大

C．是酶的特征性常数，与酶的浓度无关D．与底物的种类无关E．与环境的pH无关

16．关于酶的最适pH，叙述错误的是

A．与底物的种类有关B．与底物的浓度有关C．与缓冲液的种类有关

D．与缓冲液的浓度无关E．与酶的纯度有关

17．关于酶和底物的结合，叙述错误的是

A．一般为非共价结合B．若底物为蛋白质等大分子，结合范围涉及整个酶分子

C．若底物为小分子化合物，结合范围只是酶的活性中心

D．酶构象的破坏，则严重影响酶-底物复合物的形成

E．结合基团可能也有催化功能，催化基团可能也有结合作用

18．关于酶的最适温度，叙述错误的是

A．与底物的种类和浓度有关B．与介质的种类和pH有关C．与环境的离子强度无关

D．与酶的种类和浓度有关E．以酶活力对温度作图图形呈不对称的倒U形

19．关于酶的磷酸化修饰，叙述正确的是

A．酶经磷酸化修饰后，酶的活性增加B．磷酸化和去磷酸化反应是由各种蛋白激酶催化的

C．被磷酸化的部位是酶活性中心的丝氨酸、苏氨酸及酪氨酸残基的羟基D．磷酸化时需消耗ATP

E．别构酶不能进行磷酸化修饰

20．酶原激活的主要途径是

A．化学修饰B．亚基的聚合和解离C．别构激活

D．翻译后加工E．水解一个或几个特定的肽键

21．化学毒气（路易士气）与酶活性中心结合的基团是

A．丝氨酸的羟基B．组氨酸的咪唑基C．赖氨酸的ε-氨基

D．半胱氨酸的巯基E．谷氨酸的氨基

22．某种酶的浓度为10-5mol/L，最大反应速度为0.4mol/L/s，则酶的转换数为

A．4×10-4B．0.25×10-4C．0.4D．4×104E．0.25×104

23．酶促反应动力学研究的是

A．酶分子的空间构象及其与辅助因子的相互关系B．酶的电泳行为

C．酶促反应速度及其影响因素D．酶与底物的空间构象及其相互关系

E．酶活性中心各基团的相互关系

24．反竞争性抑制剂对酶促反应速度的影响是

A．Km↑，Vmax不变B．Km↓，Vmax↓C．Km不变，Vmax↓D．Km↓，Vmax↑E．Km↓，Vmax不变

25．有关乳酸脱氢酶同工酶的叙述，正确的是

A．乳酸脱氢酶含有M亚基和H亚基两种，故有两种同工酶

B．M亚基和H亚基都来自同一染色体的某一基因位点

C．它们在人体各组织器官的分布无显著差别

D．它们的电泳行为相同E．它们对同一底物有不同的Km值

26．关于同工酶叙述正确的是

A．催化相同的化学反应B．分子结构相同C．理化性质相同D．电泳行为相同

E．翻译后化学修饰不同所造成的结果也不同

27．L-谷氨酸脱氢酶属于

A．氧化还原酶类B．水解酶类C．裂合酶类D．转移酶类E．合成酶类

28．能使酶发生不可逆破坏的因素是

A．强碱B．低温C．透析D．盐析E．竞争性抑制

29．关于酶与临床医学关系的叙述，错误的是：

A．体液酶活性改变可用于疾病诊断B．乙醇可诱导碱性磷酸酶生成增加C．酶可用于治疗疾病

D．酪氨酸酶缺乏可引起白化病E．细胞损伤时，细胞酶释入血中的量增加

30．心肌梗塞时，乳酸脱氢酶的同工酶谱增加最显著的是：

A．LDH5B．LDH4C．LDH3D．LDH2E．LDH1

31．测定血清酶活性常用的方法是

A．在最适条件下完成酶促反应所需要的时间B．以280nm的紫外吸收测酶蛋白的含量

C．分离提纯酶蛋白，称取重量计算酶含量

D．在规定条件下，测其单位时间内酶促底物减少量或产物生产量E．以上方法都常用

（二）B型题

A．抛物线B．矩形双曲线C．直线D．平行线E．S形曲线

（错：

C．直线1.竞争性抑制作用与反应速度的关系曲线是

D．平行线2.反竞争性抑制作用与反应速度的关系曲线一般是）

1.竞争性抑制作用的1/[S]对1/V作图（双倒数图）是

2.反竞争性抑制作用与无抑制作用的1/[S]对1/V作图（双倒数图）都是直线，二者的关系是

3.底物浓度与反应速度的关系曲线是

4.变构酶的动力学曲线是

A．竞争性抑制B．非竞争性抑制C．反竞争性抑制D．不可逆性抑制E．反馈抑制

5.砷化物对巯基酶的抑制是

6.甲氨蝶呤对四氢叶酸合成的抑制是

7.丙二酸对琥珀酸脱氢酶的抑制是

A．寡聚酶B．限制性内切酶C．多酶体系D．酶原E．单体酶

8.由一条多肽链组成

9.无催化活性

10.基因工程中的工具酶

11.可催化一系列连续的酶促反应

A．转移酶B．水解酶C．异构酶D．裂解酶E．氧化还原酶

12.醛缩酶属于

13.消旋酶属于

14.磷酸酶属于

15.过氧化氢酶属于

A．有机磷农药B．磺胺类药物C．二巯基丙醇D．解磷定E．琥珀酸

16.二氢叶酸合成酶的抑制剂

17.胆碱酯酶的抑制剂

18.有机磷农药中毒的解毒

19.重金属盐中毒的解毒

A．米氏常数B．酶的活性单位C．酶的转换数D．酶的最大反应速度E．酶的速度

20.单位时间内生成一定量的产物所需的酶量

21.可以反映酶对底物的亲和力

22.每秒钟1mol酶催化底物转变为产物的摩尔数

A．多数酶发生不可逆变性B．酶促反应速度最大C．多数酶开始变性

D．温度增高，酶促反应速度不变E．活性降低，但未变性

23.环境温度＞60℃

24.环境温度＞80℃

25.酶在0℃时

26.环境温度与最适温度相当

A．酶浓度B．抑制剂C．激活剂D．pH值E．底物浓度

27.能使酶活性增加

28.影响酶与底物的解离

29.可与酶的必需基团结合，影响酶的活性

30.酶被底物饱和时，反应速度与之成正比

A．氨基转移B．羧化反应C．丙酮酸脱羧D．琥珀酸脱氢E．丙酮酸激酶

31.磷酸吡哆醛与磷酸吡哆胺作辅酶

32.FAD作辅酶

33.生物素作辅酶

A．斜率↑，纵轴截距↓，横轴截距不变B．斜率↑，纵轴截距不变，横轴截距↑

C．斜率↑，纵轴截距↑，横轴截距不变D．斜率不变，横轴截距↑，纵轴截距↓

E．斜率不变，横轴截距↓，纵轴截距↑

34.竞争性抑制的林-贝作图特点是

35.非竞争性抑制的林-贝作图特点是

36.反竞争性抑制的林-贝作图特点是

（三）X型题

1.对酶的叙述正确的是

A．辅酶的本质是蛋白质B．能降低反应活化能C．活细胞产生的生物催化剂

D．催化热力学上不能进行的反应E．酶的催化效率没有一般催化剂高

2.大多数酶具有的特征是

A．单体酶B．为球状蛋白质，分子量都较大C．以酶原的形式分泌

D．表现出酶活2性对pH值特有的依赖关系E．最适温度可随反应时间的缩短而升高

3.LDH1和LDH5的叙述正确的是

A．二者在心肌和肝脏分布量不同B．催化相同的反应，但生理意义不同

C．分子结构、理化性质不同D．用电泳的方法可将其分离E．骨骼肌和红细胞中含量最高

4．金属离子在酶促反应中的作用是

A．参与酶与底物结合B．可作催化基团C．在氧化还原反应中传递电子

D．转移某些化学基团E．稳定酶分子构象

5．酶的辅助因子包括

A．金属离子B．小分子有机化合物C．H2OD．CO2E．NH3

6．酶的化学修饰包括

A．甲基与去甲基化B．磷酸化与去磷酸化C．乙酰化与去乙酰化

D．腺苷化与脱腺苷化E．–SH与–S–S–的互变

7．关于pH值对酶促反应的影响，正确的是

A．影响酶分子中许多基团的解离状态B．影响底物分子的解离状态C．影响辅酶的解离状态

D．最适pH值是酶的特征性常数E．影响酶-底物复合物的解离状态

8．影响酶促反应速度的因素有

A．抑制剂B．激活剂C．酶浓度D．底物浓度E．pH

9．竞争性抑制作用的特点是

A．抑制剂与酶的活性中心结合B．抑制剂与底物结构相似C．增加底物浓度可解除抑制

D．抑制程度与[S]和[I]有关E．增加酶浓度可解除抑制

10．磺胺类药抑制细菌生长是因为

A．属于非竞争性抑制作用B．抑制细菌二氢叶酸合成酶C．造成四氢叶酸缺乏而影响核酸的合成

D．抑制细菌二氢叶酸还原酶E．属于反竞争性抑制作用

11．关于酶催化作用的机制正确的是

A．邻近效应与定向作用B．酸碱双重催化作用C．表面效应

D．共价催化作用E．酶与底物如锁子和钥匙的关系，进行锁-匙的结合

12．关于同工酶的叙述，正确的是

A．由相同的基因控制而产生B．催化相同的化学反应C．具有相同的理化性质和免疫学性质

D．对底物的Km值不同E．由多亚基组成

13．关于温度对酶促反应的影响，正确的是

A．温度越高反应速度越快B．最适温度是酶的特征性常数

C．低温一般不使酶破坏，温度回升后，酶又可以恢复活性

D．温度升高至60℃以上时，大多数酶开始变性E．酶的最适温度与反应进行的时间有关

14．关于酶含量调节叙述正确的是

A．底物常阻遏酶的合成B．终产物常诱导酶的合成C．属于迟缓调节

D．细胞内酶的含量一般与酶活性呈正相关E．属于快速调节

二、是非题

1．竞争性抑制剂抑制程度与作用时间无关。

2．非竞争性抑制作用可用增加[S]的方法减轻抑制程度。

3．辅酶和辅基的区别是生物学性质不同。

4．关于诱导契合学说，底物和酶的结构相互诱导、变形，构象匹配。

5．辅酶决定酶的特异性。

6．心肌细胞中含量最多的乳酸脱氢酶是LDH3。

7．竞争性抑制剂对酶促反应速度的影响是Km↑，Vmax↓。

8．酶原激活是酶原向酶的转化过程。

9．酶促反应达到最大速度后，增加底物浓度不能加快反应速度的原因是全部酶与底物合成酶-底物复合体。

10．磺胺类药物对细菌二氢叶酸合成酶的抑制作用属于竞争性抑制作用。

11．酶促反应的作用是加快反应平衡达到的速率。

12．酶的辅酶是酶催化活性所必需的小分子化合物。

（原答案A改为B）

13．酶都是活细胞生成的蛋白质。

14．变构酶的催化部位与调节部位一定都处于同一亚基上。

三、填空题

1．迄今为止，人们已发现两类生物催化剂，其化学本质，一类是，另一类是。

（答案：

核糖核酸改为核酸）

2．酶原的激活是的转化过程，实际上是的过程。

3．有竞争性抑制剂存在时，酶促反应的最大速度（Vmax）________，Km值________；非竞争性抑制剂存在时，酶促反应的最大速度________，Km值________。

4．酶的特异性取决于________，而酶促反应种类与性质取决于________。

5．酶的催化作用不同于一般催化剂，其主要特点是___________、___________和___________。

6．影响酶促反应速度的因素有________、________、________、________、________和________。

7．酶的特异性，一般可分为________特异性、________特异性和________特异性。

8．磺胺类药物的结构和________结构相似，它可以竞争性抑制细菌体内的________。

9．酶活性中心包括________和________两个功能部位。

10．酶的必需基团，常见的有______________、______________、______________、______________等。

11．酶是具有催化能力的________和________。

12．辅助因子可分为两类，分别是________和________。

13．全酶由________和________组成。

（答案：

辅酶、辅基改为：

酶蛋白、辅助因子）

14．与酶蛋白________结合的辅酶称为________。

15．酶对___________称为酶的专一性，一般可分为___________、___________和___________三种。

16．酶的活性是指________________，一般用________________来衡量。

17．Km值是酶的________常数，在一定的情况下，Km值愈大，表示酶与底物的亲和力________。

18．酶所催化的反应叫______________，参加反应的物质叫____________。

19．酶的可逆性抑制主要分为___________、___________和___________三类。

20．不可逆性抑制剂常与酶的上的必需基团以键相结合。

21．在酶浓度不变的情况下，底物浓度对酶促反应速度作图呈，双倒数作图呈。

22．最适温度酶的特征性常数，随着反应时间延长，最适温度可能。

四、名词解释

1．holoenzyme

2．essentialgroup

3．activecenter

4．absolutespecificity

5．relativespecificity

6．Km

7．inhibitor

8．competitiveinhibition

9．zymogen

10．allostericregulation

11．covalentmodification

12．isoenzyme

五、问答题

1．试说明最大反应速度（Vmax）的意义及应用。

2．以乳酸脱氢酶为例，说明同工酶的生理意义和病理意义。

3．简述酶作为生物催化剂与一般催化剂的共性及其特性。

4．试述酶的多元催化作用。

5．酶活性中心的必需基团分为哪两类？

在酶促反应中其作用是什么？

6．酶的特异性有哪几种类型？

7．以磺胺药为例说明竞争性抑制作用在临床上的应用。

8．试述温度对酶促反应影响的双重性。

9．简述酶的分子组成、作用特点、作用机制、结构与功能的关系。

10．简述影响酶促反应速度的因素及其作用机制。

11．比较酶的不可逆抑制与可逆抑制的作用特点。

12．比较酶的三种可逆性抑制的作用特点。

参考答案

一、选择题

（一）A型题

1.B

2.A

3.A

4.C

5.C

6.C

7.B

8.A

9.D

10.E

11.B

12.A

13.A

14.B

15.C

16.D

17.B

18.C

19.D

20.E

21.D

22.D

23.C

24.B

25.E

26.A

27.A

28.A

29.B

30.E

31.D

（二）B型题

1.C

2.D

3.B

4.E

5.D

6.A

7.A

8.E

9.D

10.B

11.C

12.D

13.C

14.B

15.E

16.B

17.A

18.D

19.C

20.B

21.A

22.C

23.C

24.A

25.E

26.B

27.C

28.D

29.B

30.A

31.A

32.D

33.B

34.B

35.C

36.E

（三）X型题

1.BC

2.BDE

3.ABCD

4.ABCE

5.AB

6.ABCDE

7.ABCE

8.ABCDE

9.ABCD

10.BC

11.ABCD

12.BDE

13.CDE

14.CD

二、是非题

1.A

2.B

3.B

4.A

5.B

6.B

7.B

8.A

9.A

10.A

11.A

12.B

13.B

14.B

三、填空题

1．蛋白质，核酸

2．酶原向酶，酶的活性中心形成或暴露的过程。

3．不变，增加，下降，不变

4．酶蛋白，辅助因子

5．高度的特异性，高度的催化效率，可调节性

6．底物浓度，酶浓度，温度，pH，激活剂，抑制剂

7．绝对，相对，立体异构

8．对氨基苯甲酸，二氢叶酸合成酶

9．结合，催化

10．丝氨酸残基上的羟基，半胱氨酸残基上的巯基，组氨酸残基上的咪唑基，酸性氨基酸残基上的羧基

11．蛋白质，核酸

12．金属离子，小分子有机化合物

13．酶蛋白，辅助因子

14．共价，辅基

15．底物的选择性，绝对专一性，相对专一性，立体异构专一性

16．酶催化化学反应的能力，酶促反应速度的大小

17．特征性，愈小

18．酶促反应，底物

19．竞争性抑制，非竞争性抑制，反竞争性抑制

20．活性中心，共价

21．矩形双曲线，直线

22．不是，降低

四、名词解释

1．holoenzyme——全酶，指酶蛋白与辅助因子结合形成的复合物（结合酶）。

2．essentialgroup——必需基团，酶分子中氨基酸残基的侧链由不同的化学集团组成，其中与酶活性密切相关的化学基团称为必需集团。

3．activecenter——活性中心，指酶的必需基团在一级结构上可能相距很远，但空间结构上彼此靠近，组成具有特定空间结构的区域，能与底物特异的结合并将底物转化为产物的区域。

4．absolutespecificity——绝对特异性，指有的酶只能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。

5．relativespecificity——相对特异性，指有一些酶的特异性相对较差，这种酶作用于一