临床八年制生物化学教案-酶与其他生物催化剂

临床八年制生物化学教案酶与其他生物催化剂教学要求：1．掌握酶与辅酶、活性中心、结合基团与催化基团、酶-底物复合物、竞争性抑制、酶原、同工酶、Km和Vmax的概念及意义。掌握酶活性的调节（变构、共价修饰）。2．熟悉酶的基本特征及特异性，pH和温度对反应速度的影响，竞争性抑制、非竞争性抑制、反竞争性抑制的区别。3．了解酶促反应的机制，Km、Vmax的测定，酶的命名与分类，酶与疾病的关系及其在医学上的应用。课时安排：总学时6.0第一节酶和酶反应简介1.0第二节酶的工作原理1.0第三节酶促反应动力学2.0第四节多底物反应动力学0.2第五节酶活性的调节1.0第六节催化性核酸0.4第七节酶的研究应用0.4重点：酶的工作原理酶促反应动力学酶的调节难点：酶促反应动力学酶的调节教学内容：一、酶和酶反应简介1．化学反应具有热力学和动力学特性（1）热力学性质涉及能量平衡和反应平衡（2）动力学性质是对反应速率的描述2．酶的化学本质是蛋白质（1）结构组成仅含氨基酸组分的酶称为单纯酶（2）结构组成中既含氨基酸组分又含非氨基酸组分的酶称为结合酶（3）有些酶仅含一条多肽链而另一些酶由多个亚基组成3．酶可按其所催化的反应类型进行分类，可分为：氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂合酶、异构酶类、连接酶或合成酶共六大类4．酶可按其所催化的反应类型予以命名：有系统名称、习惯名称和推荐名称三种。5．酶活性或反应分析都需测定酶反应速率（1）酶反应速率通常用单位时间内底物减少量或产物增加量来表示，国际单位是指在规定的实验条件下每分钟催化1μmol底物转变成产物所需要的酶量，用来表示酶的活性。（2）有三类方法对底物和产物的变化量进行检测（3）酶联免疫分析测定蛋白质是酶分析的发展二、酶的工作原理1．酶具有与一般催化剂相似的工作原理降低活化能，加快达到平衡点。2．酶促反应具有高度的特异性和高效率（1）酶活性中心是酶与底物结合并将底物转化为产物的部位，是酶分子中具有三维结构的很小区域，酶活性中心由许多必需基团组成，包括结合基团与催化基团。（2）酶-底物相互作用在过渡态达到最优化，即诱导契合假说，此外，邻近效应、定向排列与表面效应有利于底物形成过渡态。（3）酶活性中心催化基团通过多种途径催化产物的生成，即所谓多元化催化。3．酶对底物的高度选择性：有绝对特异性、相对特异性、空间异构特异性等。三、酶促反应动力学1．采用酶促反应初速率来研究酶促反应动力学2．酶促反应速率受底物浓度的影响（1）酶促反应速率对底物浓度作图呈矩形双曲线（2）底物浓度与反应速率的关系可用米氏方程式表示（3）动力学参数（Km、Vmax）可用来比较酶的动力学性质与活性（4）酶促反应动力学参数（Km、Vmax）可用作图法求得。3．酶促反应速率与酶的浓度相关4．酶促反应速率受反应系统温度的影响：最适温度5．酶的活性依赖于反应系统的pH：最适pH6．激活剂可加速酶促反应速率：必需激活剂与非必需激活剂7．酶活性可被许多抑制剂可逆地或不可逆地抑制（1）可逆性抑制剂与酶非共价结合，可分为竞争性抑制、非竞争性抑制、反竞争性抑制三类。（2）不可逆性抑制剂与酶共价结合四、多底物反应动力学1．多底物反应尤其特定的表示法2．双双反应可按底物与酶结合和产物释放的顺序进行分类五、酶活性的调节1．调节酶的催化活性随着对环境信号的反应而变化2．别构酶通过构象的改变影响酶促反应速率（1）别构效应剂与别构酶结合引发酶的构象改变（2）别构效应剂可引起别构酶分子中各亚基间的协同作用：正、负协同效应（3）别构酶的动力学特性不符合米-曼氏方程式3．一些调节酶可在催化方向相反的两种酶的作用下发生共价修饰（1）磷酸化与去磷酸化是最多见的共价修饰方式（2）共价修饰可引起级联放大效应4．一些酶只有通过对其前体剪切后才有活性：酶原激活5．一些结构不同的酶可催化相同的化学反应：同工酶（1）同工酶是催化相同化学反应而一级结构不同的一组酶（2）同工酶在生物体中的分布与表达具有时空特异性（3）检测组织器官同工酶的变化有重要的临床意义六、催化性核酸1．核酶是具有催化活性的RNA，有锤头核酶、发夹核酶等。2．脱氧核酶是人工合成的具有催化活性的DNA3．核酶和脱氧核酶是基因靶向治疗的良好工具七、酶的研究应用1．酶与疾病的发生、临床诊断与治疗密切相关2．酶工程是对酶进行改造的新型应用技术，如固定化酶、抗体酶、模拟酶等。中、英文专业词汇：biocatalyst 生物催化剂proximityeffect邻近效应enzyme 酶orientationarrange定向排列substrate底物multielementcatalysis多元催化monomericenzyme单体酶surfaceeffect表面效应oligomericenzyme寡聚酶rectangularhyperbola矩形双曲线multienzymesystem多酶体系Michaelisequation米氏方程式multifunctionalenzyme多功能酶Michaelisconstant(Km)米氏常数tandemenzyme串联酶maximumvelocity(Vmax)最大反应速度simpleenzyme单纯酶turnovernumber转换数conjugatedenzyme结合酶doublereciprocalplot双倒数作图法apoenzyme酶蛋白optimumtemperature最适温度 cofactor辅助因子optimumpH最适pHholoenzyme全酶inhibitor抑制剂multienzymecomplex多酶复合体synthases合成酶metalloenzyme金属酶irreversibleinhibition不可逆性抑制metalactivatedenzyme金属激活酶reversibleinhibition可逆性抑制coenzyme辅酶competitiveinhibition竞争性抑制prostheticgroup辅基non-competitiveinhibition非竞争性抑制essentialgroup必需基团uncompetitiveinhibition反竞争性抑制activecenter活性中心activator激活剂bindinggroup结合基团essentialactivator必需激活剂catalyticgroup催化基团non-essentialactivator非必需激活剂activationenergy活化能katal(kat)催量(开特)specificactivity比活性zymogen酶原auxiliaryenzyme辅助酶indicatorenzyme指示酶absolutespecificity绝对特异性allostericsite变构部位relativespecificity相对特异性allostericregulation变构调节stereospecificity立体异构特异性allostericenzyme变构酶induced-fithypothesis诱导契合学说allostericeffector变构效应剂transitionstate过渡态allostericactivator变构激活剂absolutionspecificity绝对特异性relativespecificity相对特异性seterospecificity空间异构特异性initialvelocity初速率oxidoreductase氧化还原酶allostericinhibitor变构抑制剂transferase转移酶covalentmodification共价修饰hydrolase水解酶inducer诱导剂lyase裂解酶corepressor辅阻遏剂isomerase异构酶lactatedehydrogenase(LDH)乳酸脱氢酶ligase连接酶creatinekinase(CK)肌酸激酶isoenzyme同工酶TaqDNApolymeraseTaqDNA聚合酶ribozyme(RNAenzyme)核酶immobilizedenzyme固定化酶ratelimitingenzyme限速酶abzyme抗体酶enzyme-linkedimmunosorbentassay(ELISA)酶联免疫吸附测定法two-substratereaction双底物反应multisubstratereaction多底物反应cooperativity协同作用covalentmodifi