酶促反应的特点与作用机制

1、2020学年度第学期教师课时授课教案学科系：医学院授课教师：专业：科目：生物化学课题酶促反应的特点与作用机制课型理论授课时间授课班级主要教学内容酶促反应的特点酶的作用机制教学目标1掌握酶促反应的特点2掌握酶的作用机制教学重点酶促反应：高度专性酶作用机制：降低活化能教学难点酶促反应：高度专性酶作用机制：降低活化能课外作业1.简述酶促反应的特点？2什么是活化能？备注讲述法+比较法教研室主任签字：学科系系办主任签字：年月日年月日第二节酶促反应的特点与作用机制一、酶促反应的特点酶是一类催化剂，具有一般催化剂的特征:在化学反应前后没有质和量的改变;只能催化热力学上允许进行的反应;只加速可逆反应的进程，不

2、改变平衡点;对可逆反应的正反应和逆反应都具有催化作用。但酶的化学本质是蛋白质，又具有一般催化剂所没有的特征。（一）高度的催化效率酶的催化效率通常比非催化反应高1081。20倍，比一般催化剂高107-1013倍。例如蔗糖酶催化蔗糖水解的速率是H+催化作用的2.5X1012倍，脲酶催化尿素的水解速率是H+催化作用的7X1012倍，且不需要较高的反应温度。研究表明，酶能更有效地降低反应的活化能，使参与反应的活化分子数量显著增加，从而大大提高酶的催化效率。（二）高度的专一性一种酶只能催化一种或一类化合物，或一种化学键，发生一定的化学反应，生成一定的产物，这种特性称为酶的专一性或特异性。根据酶对底物选择

3、的严格程度不同，酶的专一性可分为三种类型。绝对专一性酶只作用于某一特定的底物，进行一种专一的反应，生成一种特定的产物，称为绝对专一性。例如，尿酶只催化尿素水解成和CO2,而对尿素的衍生物如甲基尿素没有催化作用。相对专一性有些酶能作用于一类化合物或一种化学键，这种不太严格的选择性称为相对专一性。如磷酸酶对一般的磷酸键都能水解，不论是甘油磷酸酯，还是葡萄糖磷酸酯;蔗糖酶不仅水解蔗糖，也能水解棉子糖，使之生成蜜二糖和果糖。立体异构专一性有些酶对底物的立体构型有要求，仅作用于底物的一种立体异构体，这种特性称为酶的立体异构专一性。如L-氨基酸氧化酶只作用于L-氨基酸，对D-氨基酸则没有催化作用;淀粉酶只

4、能水解淀粉中的a-1,4-糖苷键，而不能水解纤维素中的卩-1,4-糖苷键。（三）酶具有不稳定性酶所催化的反应都是在比较温和的条件下进行的,如常温、常压、接近中性的环境等。由于酶的化学本质是蛋白质,任何能引起蛋白质变性的理化因素，如强酸、强碱、重金属盐、高温、紫外线、X射线等均能影响酶的催化活性,甚至使酶完全失活。（四）酶促反应具有可调节性酶促反应受多种因素的调控,以适应内外环境变化和生命活动的需要。例如在细胞内酶的分布具有区域化;酶原的激活使酶在合适的环境被激活和发挥作用;代谢物对关键酶、变构酶的抑制与激活和酶的共价修饰等调节;酶的含量受到酶蛋白合成的诱导、阻遏与酶降解速率的调节。二、酶的作用

5、机制（一）酶能更有效地降低反应活化能在任何一种热力学允许的反应体系中,底物分子所含能量各不相同，只有那些能量达到或超过一定水平的过渡态分子（即活化分子）才有可能发生化学反应,底物分子达到活化分子所需要的最小能量称为活化能。活化能是底物分子从初态转化到过渡态所需的能量。与一般催化剂相比，酶能更有效、更显著地降低反应所需的活化能，使底物只需较少的能量便可转变成活化分子，故其催化效率极高，能大幅度加快反应速度(图3-4)。酶促反应活化能的改变(二)酶一底物复合物的形成与诱导契合假说酶降低活化能的机制，可用中间产物学说来解释。在酶促反应中，酶(E)先与底物(S)形成不稳定的酶一底物复合物(ES),后者再分解成酶(E)和产物(P)这一过程即为中间产物学说。E+SES一E+P中间产