《生物化学(第2版)》教学课件05酶化学

第五章酶化学第一节

概述一、酶的研究简史1.祖先的智慧：约公元前21世纪夏禹时代，人们就会酿酒，制醋，发面；公元前12世纪周代能制作饴糖和酱；2000多年前，春秋战国时期已知用曲治疗消化不良等等。期间未见细菌等微生物的个体;仅凭实践经验利用微生物的有益活动。2.1897年，德国人布赫纳（E.Buchner）从磨碎的酵母中分离出一种酵素，开创了酶的研究。阐明发酵是酶作用的化学本质，并获1911年诺贝尔化学奖。3.1926年，美国化学家J.Sumner（萨姆纳）从刀豆提取脲酶并获结晶，证明了其化学本质为蛋白质。1949年获诺贝尔化学奖。4.1982年美国科学家切赫（T.R.Cech）和奥尔特曼（S.Altman）发现了具有催化功能的RNA_核酶（ribozyme）,1989年获诺贝尔化学奖。1986年，舒尔茨（Schultz）和勒纳（Lerner）研制成功抗体酶(abzyme)。5.90年代ATP合成酶的分子机制阐明，近年的各种工具酶运用等（一）酶作为一般催化剂的特点二、酶催化作用的特点1.都能降低反应能阈2.只能催化化学热力学允许进行的反应，对可逆化学反应可以缩短平衡达到的时间，但不改变反应的平衡点。3.反应前后不发生质与量的变化。（二）酶区别于一般催化剂的特点1.酶的催化效率极高—高效性2.酶的催化作用具有高度专一性2H2O22H2O+O21mol过氧化氢酶5×106molH2O2/秒1mol离子铁6×10-4molH2O2/秒高效性、专一性、温和性、可调节性等通常要高出非生物催化剂催化活性的106~1013倍。酶对其作用的底物和催化的反应类型具有严格的选择性。1）绝对专一性酶的专一性分类：1）绝对专一性2）相对专一性3）立体异构专一性

a、键的专一性：（如：酯酶）酯酶2）相对专一性键的专一性成键一侧基团专一性b、成键一侧基团专一性：如：胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、羧肽酶A、B等胰蛋白酶3）立体异构专一性b、几何异构专一性：如：琥珀酸脱氢酶a、旋光异构专一性：如：L-乳酸脱氢酶FADH2FAD琥珀酸脱氢酶c、识别对称分子中的两个等同基团的一个：如：甘油激酶、顺乌头酸酶等3.酶易失活，要求反应条件温和（1）酶分子合成水平上的调节—酶量调节

a、诱导或阻遏酶的合成

b、调节酶的降解（2）对酶分子催化活性进行调节—酶活调节

a、变构调节

b、共价修饰调节（3）其他的如酶原的激活，同工酶调节等4.酶的活性受到调节和控制5.酶的催化活性与辅酶、辅基及金属离子密切相关三、酶的化学本质及其组成（一）酶的化学本质1、酶是两性电解质2、能引起蛋白质变性的理化因素也能使酶丧失活性3、酶也具有胶体蛋白的性质4、许多酶受蛋白水解酶作用而失活。5、酶的酸水解产物是氨基酸6、许多酶的氨基酸序列已被测定其中1969年牛胰核糖核酸酶被人工合成。因此，可以确认酶是蛋白质。大多数酶是蛋白质,其实验证据包括：其他成分的酶：酶的概念：酶是生物催化剂。由活细胞产生的具有高效催化能力和催化专一性的蛋白质、核酸或其复合体。核酶（ribozyme）

：具有催化活性的天然RNA。近年还有DNA分子具有催化活性报道。脲酶：专一性水解尿素。第一个被分离提取的酶，并证明其化学本质为蛋白质。抗体酶：是用化学反应的过渡态类似物作免疫原产生的催化性抗体，是一种具有催化能力的蛋白质，其本质上是免疫球蛋白。（二）酶分子的组成1、单成分酶：只有酶蛋白一种成分（水解酶类）2、双成分酶：即结合蛋白酶。全酶=酶蛋白+辅助因子辅助因子金属离子小分子有机物辅酶辅基酶蛋白与辅因子单独存在均无催化活力根据化学组成可将酶分为单成分酶和双成分酶酶蛋白决定酶催化专一性，辅酶或辅基决定反应的性质。思考：酶催化反应中，决定酶促反应专一性的是（）（a）酶蛋白（b）辅酶（c）底物（d）金属离子辅酶与辅基、激活剂与辅助因子的区别2、激活剂与辅助因子的区别1、辅酶与辅基辅基：与酶蛋白结合紧密，透析等方法不能去掉。广义辅酶：狭义辅酶：辅酶与酶蛋白结合疏松，透析等方法易丢失。酶的辅助因子激活剂与调节中心结合，通过改变酶活中心构象影响酶活力。辅助因子构成酶活中心，缺失，酶失去催化活性思考：激活剂和辅酶没有本质上的区别，它们的存在与否只是和酶活力大小有关，对吗？1、单体酶:三级结构是其最高结构形式2、寡聚酶：四级结构是其最高结构形式3、多酶体系、多酶复合体连续反应：E2E3E4E1ABCDE多酶体系：催化连续反应的多个酶称为多酶体系。多酶体系中，有的是单独行使功能，有的是形成多酶复合体。多酶复合体：由几个酶通过非共价键彼此嵌合而成的复合物。一般由2~6个功能相关的酶组成。一旦复合体解体，各个独立的酶分子则无所作为。如：丙酮酸脱氢酶复合体脂肪酸合成酶复合体（三）酶分子的空间结构是其行使功能的结构基础四、酶的命名与分类习惯名：乳酸脱氢酶（一）酶的命名惯用名系统名系统名：L-乳酸：NAD+氧化还原酶（二）酶的分类及作用方式1.氧化还原酶类催化电子转移反应的酶2.转移酶类催化分子间基团转移反应的酶,

激酶为磷酸基转移酶3.水解酶类催化水解反应的酶4.裂解酶类催化非水解地除去底物分子中的基团及其逆反应的酶5.异构酶类催化分子内的基团转移形成异构体反应的酶6.合成酶类催化ATP水解偶联的缩合反应的酶如：乳酸脱氢酶的编号五、酶的活性中心和必需基团1、概念：指酶的三级结构构象中，结合底物并催化底物转化成产物的空间小区域。包括结合部位和催化部位。2、有关酶活中心说明几点：（1）三级结构构象是维持活性中心所必需的。即酶活中心是一个三维实体。酶活中心位于酶分子表面的一个疏水裂隙内。（2）活性部位在酶分子中只占相当小的部分。（几个氨基酸残基/100多个氨基酸。）（3）构成酶活中心的必需基团，主要是某些氨基酸残基的侧链基团，这些侧链基团在一级结构中可能相距甚远，甚至不在一条肽链上。但在高级结构中相距很近。（6）对于结合酶，辅酶、辅基往往参与酶活中心的组成。（4）在酶活中心中出现频率最高的侧链基团：

-OH,-SH,咪唑基，羧基、酚羟基等（5）酶活性部位具有柔性或可运动性，通过空间构象变化与底物相适应。_诱导契合学说

所以，行使功能时，酶的空间结构可变。第二节酶催化作用的机制一、酶与底物的结合——中间复合物学说该学说认为，在酶促反应中，酶（E）总是先和底物（S）结合生成不稳定的中间复合物（ES），再分解成产物（P），并释放出酶（E）。——中间复合物学说能较好的解释酶为什么能降低反应的活化能。１.锁钥学说：酶的“绝对专一性学说”２.酶的诱导契合学说:酶的活性部位具有一定的柔性，底物与酶相遇时，可诱导酶蛋白的构象发生相应的变化（结构域的运动），使活性部位上有关的各个基团达到正确的排列和定向，因而使酶和底物契合而结合成中间复合物，并引起底物发生反应。

实际上，底物与酶结合是一种相互作用的过程，底物可诱导蛋白质构象改变，蛋白质必需基团也可使底物敏感键发生变化，更好“契合”。3.“三点附着”模型：该模型认为底物与酶活中心的结合有三个结合位点，只有当这三个位点都匹配的时候，酶才会催化相应的反应。关于酶的专一性的假说思考：酶的诱导契合学说是指（）（a）底物诱导改变酶的构象，酶亦诱导底物敏感键的改变（b）酶的绝对专一性（c）酶诱导改变底物的构象（d）底物诱导改变酶的构象二、酶作用高效率机制（一）底物与酶的邻近、定向效应

邻近效应是指酶与底物结合形成中间复合物以后，使底物和底物之间（如双分子反应），酶的催化基团与底物之间结合于同一分子，而使有效浓度得以极大升高，从而使反应速度大大增加的一种效应。

定向效应是指反应物的反应基团之间和酶的催化基团与底物的反应基团之间的正确取位产生的效应。（二）酶使底物分子的敏感键产生张力或变形，有利于形成酶-底物复合物

底物与酶的结合，不仅诱导酶分子发生构象变化，同样底物分子也会发生扭曲变形，使底物分子的敏感键产生“电子张力”（电子的重新分配），甚至“形变”，使某些键的键能减弱，从而促进新键形成。（三）酸碱催化

酶活性部位上的某些基团可以做为良好的质子供体或受体对底物进行酸碱催化。（一般酸碱催化或广义酸碱催化）

蛋白质中起酸、碱催化的功能基团:

氨基、羧基、咪唑基、巯基、酚羟基。His的咪唑基最活跃。咪唑基pK约为6.0,在生理pH条件下,一半以酸存在,一半以碱存在,既可作为质子供体,又作为质子受体,参与酸碱催化。His在蛋白质组成中的重要性：（1）对外来酸碱的缓冲作用（如：血红蛋白）；（2）酶蛋白中的酸碱催化作用。（组氨酸在酶活中心出现频率很高，推测组氨酸很可能在进化过程中被选择作为酶分子中的催化结构而存在下来的。）（四）共价催化作用：E+S[ES]E+P

共价催化又称亲核或亲电子催化。酶可以和底物生成不稳定的共价中间物，降低活化能，这种共价中间物进一步生成产物要比非催化反应容易得多。Ser-OH—CH2—S··：H—CH2—O··：HCys-SH—CH2—C=CHHNNCH：His-咪唑基亲核基团亲电子基团底物中典型的亲电中心包括：磷酰基脂酰基糖基（五）金属离子催化（六）活性部位的微环境效应金属离子作为酶的辅助因子起作用的方式：1.与酶蛋白紧密结合稳定酶的天然构象，亲电催化2.与酶结合较弱，作为激活剂存在。3.通过价态的可逆变化，参与氧化还原反应。酶的活性部位是一个疏水的微环境。有利于催化基团与底物分子的敏感键发生作用。三、催化反应机制实例—丝氨酸蛋白酶家族该家族成员包括胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、弹性蛋白酶，枯草杆菌蛋白酶等。（1）它们结构和作用机制很相似：都有一个在酶催化中起关键作用的Ser残基；活性部位都有Asp、His和Ser，总是簇聚在一起，有着相同的催化机制。（2）但对底物有不同的专一性，由其结合部位结构不同造成。底物结合部位-Arg、LysPhe、Tyr、Trp小的中性氨基酸底物结合部位-由疏水氨基酸环绕形成的口袋。底物结合部位-小口袋两侧有较大氨基酸：Val、Thr。（1）不同的专一性：胰蛋白酶裂解Arg、Lys羧基形成的肽键；胰凝乳蛋白酶裂解Phe、Tyr、Trp羧基形成的肽键；弹性蛋白酶裂解小的中性氨基酸羧基形成的肽键（2）酶底物结合部位的不同：胰蛋白酶口袋中，有一个负电荷Asp189在底部，结合正电荷Arg、Lys残基；胰凝乳蛋白酶的底物结合部位-由疏水氨基酸环绕形成口袋，可容纳一个芳香残基；弹性蛋白酶口袋浅，开口处具有大的Thr、Val残基阻碍，仅小的氨基酸残基能够进入它的口袋。..H+丝氨酸蛋白酶的催化三联体（胰凝乳蛋白酶）活性中心组成：Ser195、His57、Asp102亲核攻击时…胰凝乳蛋白酶的活性中心及作用机理1、活性中心组成：Ser195、His57、Asp1022、胰凝乳蛋白酶对多肽底物的水解第一阶段：水解反应的酰基化阶段第二阶段：水解反应的脱酰基阶段其中Ser195是底物结合部位、His57是活性中心的催化部位，Asp102稳定过渡态中His57的正电荷形式。胰凝乳蛋白酶水解反应过程肽链底物酰基化阶段脱酰基阶段E-SerE-SerR-NH2E-Ser底物结合到酶活中心Ser-OH上例题：1.胰蛋白酶，胰凝乳蛋白酶和弹性蛋白酶作为生物催化剂，有哪些相似之处？有哪些不同之处？3.试解释为什么胰凝乳蛋白酶不能像胰蛋白酶那样自我激活？2.将胰凝乳蛋白酶的Ser195突变为Ala,则活性降低106倍，突变His57为Ala,则活性同样降低106倍。因此，若同时突变Ser195和His57为Ala，其活性应降低1012倍，这种推断正确吗？不正确。胰凝乳蛋白酶是丝氨酸蛋白酶，构成活性中心的电荷中继网有三个氨基酸，它们是Ser，His和Asp，组成催化三联体，三联体的任何一个氨基酸突变，其活性都会降到最小，与几个氨基酸突变没有关系。要点：胰凝乳蛋白酶裂解Phe、Tyr、Trp等疏水氨基酸的羧基形成的肽键，这些氨基酸隐藏在球状蛋白质（如胰凝乳蛋白酶原自身）的内部，难以被胰凝乳蛋白酶识别，所以不会自我激活。而胰蛋白酶专一断裂Arg、Lys羧基形成的肽键，而这些氨基酸在生理pH下带正电荷，一般位于球状蛋白质（如胰蛋白酶原自身）的表面，故容易被胰蛋白酶识别，水解而激活。（丝氨酸蛋白酶）（见第28张幻灯片）第三节酶促反应动力学酶促反应动力学是的研究各种理化因素对酶促反应速度影响的科学。底物浓度对酶促反应速度的影响酶浓度对酶促反应速度的影响pH对酶促反应速度的影响温度对酶促反应速度的影响激活剂对酶促反应速度的影响抑制剂对酶促反应速度的影响一、酶的反应速度及初速度1、酶促反应时间进程曲线[P-t进程曲线]产物生成量时间t2、酶促反应初速度酶促反应开始的一段时间内，产物的生成量随反应时间而直线增加，这时的反应速度认定为酶促反应的初速度。或规定反应体系中底物浓度减少量不超过5%时的反应速度为初速度。3、影响反应速度下降的主要原因（1）底物浓度降低，产物浓度增加，逆反应加速（2）产物对酶的抑制作用（3）随着反应的进行，反应液的温度、pH对酶活性的影响二、底物浓度对酶促反应速度的影响1903年法国Henri（恒瑞）用蔗糖酶水解蔗糖做实验，研究底物浓度与反应速率的关系1、酶浓度固定，pH，温度等在最适条件下，不同底物浓度〔S〕与酶反应速度V之间的关系曲线：v=k[Et]v=k[s]蔗糖+H2O

葡萄糖+果糖蔗糖水解酶零级反应：表示了反应速率与反应物浓度无关。一级反应：

相当于Y=aX+b型直线方程；2、中间产物（中间络合物）学说E+S

〔ES〕E+PK1K2K3Henri（恒瑞）等人提出了酶底物中间络合物学说。该学说认为：当酶催化某一化学反应时，酶首先和底物可逆结合生成中间复合物（ES），这是一个快速的可逆过程，然后ES复合物慢速分解生成产物（P），并释放出酶。由于第二步反应较慢而限制了整个反应速度，故ES的浓度决定整个反应速度。3、根据中间产物（中间络合物）学说

推导出米氏方程式的基本形式V=Vmax〔S〕Km+〔S〕(1)一级反应：当[S]<<Km，则v=Vmax[S]/Km,此时若酶的总浓度不变,则v与[S]成正比。(2)零级反应：当[S]>>Km，则v=Vm,反应速率与

反应物浓度无关（3）混合级反应：4、米氏方程的意义关于Km[S]反应速度Km的含义:当反应速度达到最大反应速度一半时所需要的底物浓度。单位常用mol/L表示。有关Km的几点说明（1）Km是酶的特征性常数。Km的大小只与酶本身的性质有关，而与酶浓度无关。Km作为常数只是对一定的底物、pH、温度和离子强度等条件而言。（2）根据Km可以判断酶的天然底物。同一个酶有几种底物就有几个Km值，其中，Km值最小的底物一般称为该酶的最适底物如己糖激酶，对底物葡萄糖和果糖的Km分别为1.5x10-4,1.5x10-3,则该酶的最适底物是--------。E+S〔ES〕E+PK1K2K3Km=K2+K3

（ES的分解速度常数）K1（ES的合成速度常数）底物常数Ks=K2K1

Km大表示酶和底物的亲和力弱，Km小时，则表示酶和底物的亲和力强。所以，Km最小的底物是酶的最适底物（即天然底物）。（3）Km可以近似地表示酶与底物亲合力的大小（4）利用米氏方程式，已知Km时，可以计算在某一底物浓度下，其反应速率相当于最大反应速率的百分数。例如：当[S]=3Km时，其初速度相当于最大反应速度的百分数是——。V=

Vmax[S]

(Km+[S])=Vmax·3Km(Km+3Km)=0.75Vmax代入米氏方程例如：已知某酶的Km，问要使其催化的反应速度达到最大速度90%时，需要的底物浓度。代入米氏方程v=

Vmax[S]

(Km+[S])90%Vmax=

Vmax[S]

(Km+[S])〔S〕=9Km（5）利用米氏方程式，已知Km时，可以判断使酶促反应速度达到预定值时所需底物浓度。（6）可以帮助推断某一代谢反应的方向和途径1.大致判断可逆反应的正逆反应速度（要结合底物浓度）13.判断同一种底物可被几种酶作用时，究竟走哪条途径？如底物丙酮酸：乳酸脱氢酶、丙酮酸脱氢酶、丙酮酸脱羧酶催化其反应对应的Km值为1.7x10-5、1.3x10-3、1.0x10-3mol/L。当丙酮酸浓度较低时，优先走乳酸脱氢酶催化的反应。例如：ABCD连续反应中，每步反应的酶对应底物A、B、C的Km分别为10-2、10-3、10-4mol/L,而细胞内A、B、C的浓度均接近10-4mol/L，则可推知限速反应是AB的一步。232.判断连续反应中限速步骤谷氨酸+NAD+

α-酮戊二酸+NADH+H+谷氨酸脱氢酶Km:2.5x10-5

mol/L

1.8x10-5mol/L

关于Vmax酶对特定底物的Vmax是一个常数。5、双倒数作图法求解Km和Vmax三、酶浓度对反应速度的影响V〔E〕[S]足够大，最适反应条件，反应系统中不含有抑制酶活性的物质时：v=K[E]

V-[E]不正常关系曲线：1.正常曲线2.含有酶的抑制剂3.含有激活剂（斜率变大）4.底物不足5.不可逆抑制剂三、pH对酶促作用的影响1、pH-酶活性曲线（大部分酶为钟形曲线）2、最适pH:3、pH对酶作用影响的机制（1）过酸、过碱使酶本身变性失活（2）pH能影响酶分子活性部位上有关基团的解离（3）pH能影响维持酶分子空间结构的有关基团的解离(4)pH能影响底物的解离状态测酶活时，必须加入缓冲溶液，在最适pH下测定。在酶的提取精制过程中，或者酶制剂使用过程中，只要在酶的酸碱稳定范围内操作即可。4、酶的酸碱稳定范围五、温度对酶促作用的影响1、温度-酶活曲线2、最适温度动物来源：35-400C植物来源：40-500C微生物：差别较大，如：TaqDNA聚合酶最适温度高达700C3、酶的低温保藏4、酶的稳定温度范围

六、激活剂对酶作用的影响2.小分子有机物：有一些以巯基为活性基团的酶需要加入抗坏血酸、半胱氨酸或谷胱甘肽等还原剂，维持-SH酶的活性。

酶的激活剂：凡是能够提高酶活力的物质1.无机离子：

许多酶的激活剂是一些金属离子或其他无机离子。特点：（1）选择性（2）拮抗性（3）替代性（4）浓度的影响3.具有蛋白质性质的大分子物质注意：课本P157,EDTA可视为酶的激活剂。准确吗？七、抑制剂对酶促反应速度的影响区分几个概念：1、失活作用：凡可使酶蛋白变性而引起酶活力丧失的作用称为失活作用。2、抑制作用：由于酶的必需基团化学性质的改变，（酶未变性）而引起酶活力的降低或丧失而称为抑制作用。3、抑制剂：引起抑制作用的物质称为抑制剂4、变性剂：引起酶蛋白变性的物质称为变性剂变性剂对酶的变性作用无选择性，而一种抑制剂只能使一种酶或一类酶产生抑制作用，因此抑制剂对酶的抑制作用是有选择性的。

不可逆抑制作用抑制作用的类型

竞争性抑制作用可逆抑制作用非竞争性抑制作用反竞争性抑制作用（一）不可逆抑制作用因不可逆抑制剂通过共价键使酶分子受到不同程度的化学修饰。故又称酶的修饰抑制。含义：抑制剂通常以共价键与酶蛋白的必需基团结合使酶活性降低或丧失。丧失活性的酶不能用透析或超滤等方法除去抑制剂而恢复酶活力。不可逆抑制剂分类：1.基团特异性抑制剂：不同的抑制剂与其特异性的酶必需基团共价结合，使酶失活。如（1）有机磷化合物（2）烷化剂（3）砷化合物等2.底物类似物抑制剂：结构与底物相似，而且有反应基团可以与酶分子的必需基团反应，使酶活力受到不可逆抑制。3.过渡态类似物抑制剂：与过渡态中间物相似，与活性中心结合，从而导致底物无法进入使酶活性不可逆抑制。（相比于底物类似物---是更有效的竞争性抑制）4.自杀性抑制剂：此类抑制剂与酶结合，而且酶又能催化其潜伏的反应基团发生反应，反应后激活的潜伏基团又反过来不可逆的抑制酶活性。这种抑制剂称为酶的自杀性底物。（1）有机磷农药：抑制某些蛋白酶及酯酶活力，与酶分子活性部位的Ser-OH共价结合，从而使酶失活。解毒剂：解磷定乙酰胆碱乙酸+胆碱胆碱酯酶

积累后引起神经过度兴奋，肌肉过分收缩等（2）有机汞和有机砷化合物：这类化合物与酶分子中半胱氨酸的-SH作用，抑制含巯基的酶。酶的Cys残基对氯汞苯甲酸酶被不可逆修饰解毒剂：二巯基异丙醇、半胱氨酸、或还原性谷胱甘肽。路易斯毒气（3）其它不可逆抑制剂重金属：使酶蛋白变性失活。一般使用螯合剂如EDTA、半胱氨酸等除去有害的重金属，恢复酶活力。氰化物、硫化物、CO：与酶中金属离子形成较为稳定的络合物，使酶活性受到抑制。如细胞色素氧化酶中的Fe2+青霉素：与糖肽转肽酶活性部位的丝氨酸羟基共价结合，使酶失活。抑制肽聚糖的合成。烷化试剂：如碘乙酸，作用于巯基、羧基、咪唑基等，使酶失活。（二）可逆性抑制作用含义：抑制剂通常以非共价键与酶蛋白的必需基团结合使酶活性降低或丧失。丧失活性的酶可用透析或超滤、分子筛过滤等方法除去抑制剂而恢复酶活力。（1）竞争性抑制作用主要指抑制剂和底物结构相似，竞争与酶结合部位，当抑制剂与酶结合后，就妨碍了底物与酶的结合，减少了酶的作用机会，因而降低了酶的活力。分类：竞争性抑制、非竞争性抑制和反竞争性抑制另有一类抑制剂，结合在非活性中心部位，引起酶构象变化，可影响酶活中心与底物的结合，即底物与酶的亲和力降低。竞争性抑制作用动力学可表示如下：KiK1K3K2竞争性抑制作用——米氏方程竞争性抑制作用特点酶促反应速度下降Km变大。Vmax不变。思考：如果加入足够量的底物，即使有竞争性抑制剂的存在，酶催化的最大反应速度是可以达到的。对吗？竞争性抑制抑制程度取决于底物与抑制剂的相对浓度，这种抑制可通过增加底物浓度而解除。竞争性抑制两个最典型例子：1.丙二酸对琥珀酸脱氢酶的抑制2.磺胺类药物（对氨基苯磺酸）：是对氨基苯甲酸的结构类似物，可与对氨苯甲酸竞争二氢叶酸合成酶，妨碍二氢叶酸的形成；二氢叶酸在二氢叶酸还原酶的作用下，又生成四氢叶酸，即辅酶F，它能传递一碳基团参与嘌呤、嘧啶核苷酸合成，最终影响细菌核蛋白的合成，从而抑制细菌的生长繁殖。Michaelis-Menten（米-门氏作图）图〔S〕Lineweaver-Burk（利-伯二氏）作图法

——双倒数作图法底物浓度（1/[S]）（2）非竞争性可逆抑制作用含义：抑制剂和底物结构不相似，可同时结合在酶的不同部位，抑制剂与酶的结合是可逆的。可以用下式表示：KiKi

KmKmE+P非竞争性抑制作用——米氏方程非竞争性抑制作用特点酶促反应速度下降Km不变Vmax降低例如：亮氨酸是精氨酸酶的一种非竞争性抑制剂。非竞争性抑制作用

Michaelis-Menten图（米-门氏作图）〔S〕Lineweaver-Burk的作图法（利-伯二氏）

——双倒数作图法

底物浓度(1/[S])（3）反竞争性抑制作用抑制剂只与酶-底物复合物[ES]结合成无活性的三元复合物[ESI]KmKiˊ反竞争性抑制作用——米氏方程反竞争性抑制作用特点使酶促反应速度下降Km变小Vmax降低反竞争性抑制常见于多底物反应中，而在单底物反应中比较少见。例如：L-Phe、L-精氨酸对碱性磷酸酶的作用是反竞争性抑制。反竞争性抑制作用

Michaelis-Menten图（米-门氏作图）Lineweaver-Burk的作图法（利-伯二氏）

——双倒数作图法思考：具有反竞争性抑制作用的抑制剂只与酶-底物复合物结合而不与游离的酶结合，这种抑制使Km和Vm都变小，但Vmax/Km不变。对吗？可逆抑制作用与不可逆抑制作用的鉴别一、用透析、超滤或凝胶过滤法，看能否除去抑制剂来区别二、采用动力学的方法来鉴别1、在测定酶活力系统中：

〔S〕足够大，[I]定量。（1）不加抑制剂时，初速度对酶浓度作图得到一条通过原点的直线.图1；（２）若加入不可逆抑制剂时，抑制剂使一定量的酶失活，只有加入的酶量大于不可逆抑制剂的量时，才表现出酶活力。不可逆抑制剂的作用相当于把原点向右移动。图2；（３）若加入可逆抑制剂时，得到一条通过原点，但斜率低于曲线1的直线，图3。2、在测定酶活力系统中,〔S〕足够大，改变抑制剂浓度，每一个抑制剂浓度都作一条初速度和酶浓度关系曲线，则：（1）不可逆抑制剂：可以得到一组不通过原点的平行线；随着不可逆抑制剂浓度增加，直线右移。（2）可逆抑制剂：得到一组通过原点但斜率不同的直线。随着可逆抑制剂浓度增加，直线斜率下降。无I第四节酶活力的测定和分离纯化（一）酶活力、酶单位、比活力1、酶活力：酶加速其所催化的化学反应速度的能力。酶活力表示酶量的多少。酶活力大小的表示常用酶活单位数来表示：对于酶粉剂：U/g对于液体酶制剂：U/mL测定酶的活力本质上就是测定酶促反应进行的速度。一、酶活力的测定2、酶活单位——即表示酶量多少的单位

酶单位是人为规定的一个对酶进行定量描述的基本度量单位，其含义是在一定反应条件下，单位时间内完成一个规定的反应量所需的酶量。国际酶学委员会规定:1个酶活力国际单位（IU）是指酶在最适条件下，每分钟催化1.0μmol底物转化为产物的酶量，即：1IU=1.0μmol/min国际纯粹与应用化学联合会规定:1个酶活力国际单位（Kat）是指酶在最适条件下，每秒钟催化1.0

mol底物转化为产物的酶量，1Kat=1.0mol/s1Kat

=6x107IU习惯沿用单位：如：α-淀粉酶：α-淀粉糊精麦芽糖、葡萄糖规定：每小时分解1gα-淀粉需要的酶量为一个酶活单位或每小时分解1ml2%可溶性淀粉溶液为无色糊精的酶量为一个酶活单位。糖化酶:规定每小时转化可溶性淀粉产生1mg还原糖（以葡萄糖计）所需的酶量为一个酶活单位.对于蛋白酶：规定每分钟分解底物酪蛋白产生1微克酪氨酸所需的酶量为一个酶活单位。３、酶的比活力

在酶的提纯过程中，随着酶逐步被纯化，去掉杂蛋白，其比活力也在逐步增加。（1）广义比活力（比活性）：是指单位酶制剂中的酶活单位数。酶粉剂：U/g液体酶制剂：U/ml正确理解酶制剂：酶蛋白+杂蛋白+其他杂质（2）狭义比活力：即每mg蛋白质中所含的U数，这是表示酶纯度的概念（3）恒比活力：随着去杂蛋白，酶的比活性不再增加。（二）酶活力测定的方法常规测定酶活力的操作程序（化学分析法）：１、酶液的恰当稀释４、根据酶活单位的定义和实验数据计算酶活力。３、测定反应量（底物的消耗量和产物的生成量）２、最适条件下进行酶促反应（注意控制反应时间）（底物过量，温度,pH最适，初速度等）测酶活时，[S]过量。酶浓度越高，完成规定反应量所需时间越短，应根据需要调整酶浓度。例题1：因为规定每小时分解1gα-淀粉需要的酶量为一个酶活单位。所以1mL酶液的活力：60/5×0.25g=3g,即3U/mL。换算成1克酶制剂的酶活力：3U/mL×1000mL÷1g=3000U/g有1g淀粉酶制剂，用水溶解成1000mL,从中取出1mL测定淀粉酶活力，测知每5min分解0.25g淀粉。计算每克酶制剂所含的淀粉酶活力。淀粉酶活力单位的定义：在最适条件下每小时分解1g淀粉的酶量称为1个活力单位（U）。例题2：称取25mg蛋白酶粉配制成25mL酶溶液，从中取出0.1mL酶液，以酪蛋白为底物，用Folin-酚比色法测定酶活力，得知每小时产生1500μg酪氨酸。另取2mL酶液，用凯氏定氮法测得蛋白氮为0.2mg。若以每分钟产生1μg酪氨酸的酶量为1U计算，根据以上数据，求出：（1）1mL酶液中所含的蛋白质量及活力。（2）比活力。（3）1g酶制剂的总蛋白含量及总活力。对于蛋白酶，规定每分钟分解底物酪蛋白产生1微克酪氨酸所需的酶量为一个酶单位。0.1mL酶溶液的活力：1500μg/60min