大学生物化学酶详解

大学生物化学酶详解演示文稿第1页，共59页。1优选大学生物化学酶第2页，共59页。2酶促反应：底物S：酶促反应中被酶催化的物质产物P:催化反应中所生成的物质

乳酸脱氢酶丙酮酸乳酸第3页，共59页。3酶活性：酶催化化学反应的能力酶活性大小：指酶催化化学的反应速度单位时间内底物的消耗量或产物的生成量第4页，共59页。4一、酶的化学组成

单纯酶：单纯蛋白质。只有氨基酸组成的肽链（蛋白水解酶----消化道中的酶）结合酶：结合蛋白。氨基酸残基+非蛋白成分

全酶=酶蛋白+辅助因子催化活性氨基酸残基非蛋白成分第5页，共59页。5

辅酶：与酶蛋白连接是比较疏松小分子有机化合物

辅基：与酶蛋白连接是比较牢固参与氧化还原反应的酶和基团需要辅基或辅酶进行电子或辅助因子氢的传送。在基团中大多含有B族维生素。金属酶：酶蛋白+金属离子结合牢固无机金属离子（大多数）金属活化酶：不与酶蛋白结合在一起，但酶发挥作用需金属离子参与。

稳定酶蛋白分子构象、作为酶活性中心一部分、本身进行氧化还原传递电子、作为桥梁连接酶与底物、中和阴离子，降低反应中的静电斥力第6页，共59页。6第二节酶催化作用的特点一）酶具有高效的催化活性降低活化能的程度比一般催化剂大，催化效率比一般催化剂高（107∽1013）。第7页，共59页。7二）酶的催化具有高度特异性

一般催化剂：在体外，大多数反应都可用相同的催化剂

酶：只能一种或一类化学反应或一种化学键特异性表现在它对底物的选择和催化的特异性。它可从成千上万种反应物中找出自己作用的底物。第8页，共59页。8

绝对特异性：一个酶一个底物

相对特异性：一个酶多种底物特异性催化一类具有相似结构或相同化学键的底物

立体异构特异性：根据底物的立体构型进行选择性地催化第9页，共59页。9三）酶的高度不稳定性

由于大多数酶的本质是蛋白质，所以其作用必须在温和的条件下（常温、常压、合适的pH）。

所有影响蛋白质的因素都能影响酶的活性。四）酶催化作用的可调节性体内有各种因素都可调节酶的催化能力第10页，共59页。10思考题：酶是一个什么物质，在体内其什么作用？在酶促反应中，底物、产物分别代表什么？结合酶中的辅助因子主要是一些什么物质？什么叫做辅基、辅酶酶催化作用的特点是什么？第11页，共59页。11第三节酶的作用机制及调节

酶的活性中心

酶分子中的必需基团（与酶活性有关的功能基团）通过空间构象折叠、盘绕相互靠近，形成一个能与底物特异性结合并催化底物转化为产物的特定区域通常活性中心在分子的表面第12页，共59页。12

功能基团：1．结合基团：与底物结合S+EES2．催化基团：催化底物反应转变产物（影响底物中某些化学基团的稳定性）3．必需基团：既有结合又有催化功能的基团第13页，共59页。1314底物活性中心以外的必需基团结合基团催化基团活性中心维持酶的空间构象所必需第14页，共59页。14酶原：一些酶（大多数是蛋白酶）在细胞内合成时及分泌时是没有催化活性的前体实质：没有形成（暴露）酶的活性中心酶原激活：酶原在一定的条件下，在某种因素作用下分子结构发生改变，暴露或形成酶的活性中心，转变成具有活性酶的过程。酶原与酶原激活第15页，共59页。15胰蛋白酶原激活过程：

在肠道，肽链的N端一个或几个特定的肽键断裂（肠激酶作用下），酶原的空间构象发生变化形成酶的活性中心。第16页，共59页。16酶原激活的生理意义：

1、避免产生酶的组织细胞自身被破坏

2．保证酶在特定部位与环境下和特定的条件下被激活，发挥催化功能。

3．作为储存形式，需要的时候被激活

消化道酶原形式，保护消化管不被酶水解。血液中的凝血因子以酶原形式，防止血管内凝血。第17页，共59页。17催化同一种化学反应，但酶蛋白的分子结构、理化性质不同、免疫原性不同的一组酶。部位：同一种属或同一个体的不同组织或同一细胞的不同亚细胞结构。功能:参与代谢的调节同工酶第18页，共59页。18比较重要的同工酶:LDH(乳酸脱氢酶)乳酸脱氢酶丙酮酸乳酸结构:两种亚基以不同比例组成五种四聚体形式。单个亚基无活性.第19页，共59页。19两种亚基分别有两个基因位点决定M:基因位点在第11号染色体上H:基因位点在第12号染色体上五种同工酶:HHHHHHHMHHMMHMMMMMMMLDH1

(H4)LDH2(H3M)LDH3(H2M2)LDH4(HM3)LDH5

(M4)第20页，共59页。20结构不同，分布不同，含量不同在正常血清中都有一定量。但如组织发生病变，会导致血清酶谱改变，便于临床诊断。第21页，共59页。2122第22页，共59页。22酶催化作用机制酶降低反应的活化能化学反应基础：参与反应的分子间有效碰撞活化分子：具有足够能量的反应分子活化能：活化分子具有的足够能量＞平均水平能量第23页，共59页。23酶催化作用的机制----中间产物学说：

ES形成，降低反应活化能，使原先低于活化能阈的分子也成为活化分子，碰撞反应的分子多了，反应速度加快了。一般催化剂：增加温度，使更多的反应物分子获得所需的活化能第24页，共59页。24代谢途径的关键酶（限速酶）限速酶：催化限速反应的酶为限速酶。关键酶：催化单向反应，决定代谢途径方向的酶

E1E2E3E4ABCDP第25页，共59页。25思考题：酶的活性中心定义。什么叫做酶的必需基团，有几类，分别是指什么？酶原与酶原激活，有什么意义？关键酶、限速酶的定义第26页，共59页。26研究各种因素对酶促反应速度的影响第四节影响酶催化作用的因素酶浓度、底物浓度、温度、pH、激活剂、抑制剂条件：研究某一因素对酶促反应速度的影响，其它因素保持不变。保持反应在初速度

的状态第27页，共59页。27其它条件不变，只改变底物浓度，观察对反应速度的影响。底物浓度对反应速度的影响底物饱和：酶的活性中心已被底物全部占据，速度不再增加，达到极限Vm第28页，共59页。28

S+EESE+P※米曼氏方程式：根据中间产物学说推导出V=

V=1/2VmKm+[S]Vm[S]VmVm[S]2Km+[S]Km+[S]=2Vm[S]/Vm

Km=2[S]-[S]

=[S]第29页，共59页。29※Km与Vm的意义：

1.Km（米氏常数）是酶促反应速度为最大反应速度一半时的底物浓度2.表示酶与底物亲和力。两者成反比。Km值越大，酶与底物亲和力越小。第30页，共59页。303．Km值是酶的特征性常数,与酶的结构、底物和反应环境有关，与酶的浓度无关第31页，共59页。31

当[S]＞＞[E]Vm=K[E]反应速度与酶浓度成正比。酶浓度对反应速度的影响第32页，共59页。32温度对反应速度的影响酶活性两种效应的影响：1．活性随着温度升高而增高2．温度到达一定高度时，酶活性随温度升高而降低，继而失活。与酶的本质是蛋白质有关。第33页，共59页。33低温时：酶活性受到抑制，随着温度上升，活性恢复。高温时：酶活性丧失，随着温度降低，活性不能恢复。因为酶蛋白已变性。第34页，共59页。34最适温度：酶促反应到达最大值时的温度。温度对酶促反应影响的临床意义:低温对标本的保存、低温麻醉在临床手术中的应用。高温灭菌的原理第35页，共59页。35最适温度与时间的关系第36页，共59页。36pH影响酶蛋白、底物分子、辅酶分子中的电离基团解离。

pH对酶反应速度的影响在不同的pH下，同一种酶催化活性是不同的。第37页，共59页。37最适pH：酶促反应达到最大值时的pH

在这状态下，酶活性中心、底物、辅酶所呈现的解离状态是酶与底物结合并催化反应的最佳解离状态。每种酶都有自己的最适pH。偏离最适pH，酶的催化活性就降低第38页，共59页。38最适pH受底物浓度、缓冲液种类和浓度、酶的纯度等因素影响。生物体内绝大多数酶最适的pH都在中性？第39页，共59页。39激活剂对反应速度的影响

激活剂-----使酶由无活性或低活性变为有活性或高活性的物质组分：无机离子或简单的有机化合物功能：维持稳定酶蛋白空间结构作为酶与底物之间的连接点作为辅助因子的一部分构成酶的活性中心第40页，共59页。40必需激活剂----在酶促反应中比不可少的，可使无活性的酶转变成有活性的酶。（大部分是一些金属离子）非必需激活剂---一些酶本身有活性，但比较低，加了激活剂后，催化活性显著提高。（大多是有机化合物类物质。第41页，共59页。41抑制剂对反应速度的影响抑制剂：凡能有选择性地使酶活性降低或丧失但不能使酶蛋白变性的物质抑制作用：直接或间接影响酶活性中心，使酶的活性降低或丧失的作用。种类：不可逆抑制、可逆抑制（根据抑制剂与酶的结合程度）第42页，共59页。42一）不可逆抑制抑制剂与酶的必需基团以共价键牢固结合，使酶的活性丧失。用一般生化方法（透析、超滤等）不能去除抑制剂，，需用特殊的药物去除，才能使酶活性恢复。

第43页，共59页。43重金属中毒（Hg2+、Ag2+、Pb2+）以-SH为必需基团的一类酶上，一些金属离子很容易结合在酶分子的活性巯基上，使酶活性被抑制。解除这种抑制：需采用一些多个巯基的高浓度化合物第44页，共59页。44巯基酶二巯基丙醇路易士气第45页，共59页。45有机磷中毒以丝氨酸侧链上的羟基为必需基团的一类酶，羟基易磷酸化，酶活性被抑制

胆碱酯酶上的羟基被有机磷农药磷酸化后活性被抑制，不能水解乙酰胆碱，造成乙酰胆碱积蓄，引起副交感神经兴奋，呈现中毒症状第46页，共59页。46解磷定的作用：解除磷酸化。使酶恢复活性。第47页，共59页。47二）可逆抑制

抑制剂与酶分子以非共价键结合引起酶活性抑制或丧失。结合疏松，可逆。一般生化方法能去除抑制剂而恢复酶活性。第48页，共59页。48竞争性抑制（抑制剂与酶结合位点与底物结合位点相同）EI第49页，共59页。49特点抑制程度取决于抑制剂和底物的浓度之比I与S结构类似，竞争酶的活性中心；酶的抑制作用可被高浓度底物所减低或解除S＞＞I，ES↑↑，酶活性↑↑抑制剂与酶的活性中心结合后，酶失去催化活性第50页，共59页。50丙二酸与琥珀酸竞争琥珀酸脱氢酶琥珀酸琥珀酸脱氢酶FADFADH2延胡索酸第51页，共59页。51生理意义：临床药物的选择典型的磺胺药抗菌机理：

细菌在生长繁殖时，不能利用环境中的叶酸，只能在自己菌体内合成

第52页，共59页。52抑菌原理：磺胺药结构与对氨基苯甲酸相似，竞争FH2合成酶，使之不能进一步转变成FH4细菌缺乏原料，核苷酸量↓，细菌生长受到抑制。