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1、第二节 酶促反应的特点与机理 The Characteristic and Mechanism of Enzyme-Catalyzed Reaction 漆 仟 式 橙 珐 矮 梳 宪 时 校 烧 憎 礼 疙 饯 纤 卖 厕 眷 呵 顿 尚 蛀 祈 捂 好 氦 尝 无 遂 郴 朝 酶 促 反 应 机 理 酶 促 反 应 机 理 本节讲授内容 一、酶促的反应特点 二、酶的作用机理 三、酶促反应的几种机制 四、核酶与抗体酶 态 誊 仁 圆 棚 阎 牲 峨 哇 渗 登 酪 靖 贪 汽 价 淑 绵 较 俊 移 率 痰 歇 灾 趾 层 越 瘫 涣 玩 蓉 酶 促 反 应 机 理 酶 促 反 应 机 理
2、u酶与一般催化剂的共同点 在反应前后没有质和量的变化； 只能催化热力学允许的化学反应； 只能加速可逆反应的进程，而不改变反应的 平衡点。 都是通过降低反应分子的活化能来加快化学 反应的速度 荚 设 色 候 耘 窑 云 炙 磺 必 稳 飞 啸 逾 赐 津 奈 钙 检 忿 缕 买 钉 趁 硕 泥 剐 眶 敬 肿 钢 紊 酶 促 反 应 机 理 酶 促 反 应 机 理 （一）酶促反应具有极高的效率 一、 酶促反应的特点 的催化效率通常比非催化反应高1081020倍，比 一般催化剂高1071013倍。 酶的催化不需要较高的反应温度。 酶和一般催化剂加速反应的机理都是降低反应的 活化能(activati
3、on energy)。酶比一般催化剂更有 效地降低反应的活化能。 服 到 把 幢 咕 冬 菲 熔 簇 瞪 膜 亲 兽 坊 初 啮 患 甩 储 坠 强 咎 铱 颂 屑 藏 椒 矾 涝 闪 筋 晨 酶 促 反 应 机 理 酶 促 反 应 机 理 反应总能量改变 非催化反应活化能 酶促反应 活化能 一般催化剂催 化反应的活化能 能 量 反 应 过 程 底物 产物 酶促反应活化能的改变 活化能：底物分子从初态转变到活化态所需的能量。 猖 攀 分 迪 改 得 挚 洪 忠 绑 洲 取 晨 爆 掩 留 嗓 斜 妮 东 场 麦 竣 裕 毡 柔 企 虑 恳 襟 泞 寿 酶 促 反 应 机 理 酶 促 反 应 机
4、 理 一种酶仅作用于一种或一类化合物，或 一定的化学键，催化一定的化学反应并生成 一定的产物。酶的这种特性称为酶的特异性 或专一性。 * 酶的特异性(specificity) （二）酶促反应具有高度的特异性 虾 絮 淘 莫 闰 汛 尸 汤 咒 蚂 养 痞 丛 收 拒 砧 攻 速 撵 喂 销 姿 魁 没 丫 扣 竞 民 涕 席 愈 妄 酶 促 反 应 机 理 酶 促 反 应 机 理 根据酶对其底物结构选择的严格程度不同， 酶的特异性可大致分为以下3种类型： 绝对特异性(absolute specificity)：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 。键和基团
5、同时专一 相对特异性(relative specificity)：作用于一类化合 物或一种化学键。键专一、基团专一 立体结构特异性(stereo specificity)：作用于立体异 构体中的一种。（立体和几何异构） 诈 众 莲 询 值 濒 吱 尸 材 胎 咕 利 祁 渝 百 绢 羹 平 膀 彦 枚 虱 棺 攒 脆 逞 贯 哇 塔 臂 釜 得 酶 促 反 应 机 理 酶 促 反 应 机 理 三、酶催化作用的机理是三、酶催化作用的机理是降低活化能降低活化能 催化剂只能催化原来可以进行的 反应，加快其反应速度。 即使对可以进行的反应来说，反应物分 子应越过一个活化能才能发生反应。 酶作为催化剂的
6、作用是降低活化能。 斩 跳 末 壕 觉 销 风 扫 竣 愤 扮 介 破 宵 蓟 迁 掘 债 件 鸟 约 嫁 承 杠 院 眯 妖 浅 愈 经 患 癌 酶 促 反 应 机 理 酶 促 反 应 机 理 酶的催化机理是降低活化能 笺 瓤 形 掀 目 毋 泪 甩 栋 常 熄 姑 烘 沽 赡 期 环 侥 贼 腥 猫 紫 刽 蔚 航 汁 庚 环 路 波 股 萎 酶 促 反 应 机 理 酶 促 反 应 机 理 酶是如何降低活化能的呢 ? 首先需要酶与底物分子结合，酶蛋白结构 中有底物结合中心/活性中心。 然后，酶蛋白分子以各种方式，作用于底 物分子，使底物分子活化起来。 酶与底物的专一结合，又是酶促反应专一
7、性的体现。 委 敛 郊 痘 睫 配 充 得 证 忱 廊 考 诈 赃 焰 阀 捡 围 伦 尹 掂 险 林 剁 斥 闯 缴 塘 萎 构 课 沦 酶 促 反 应 机 理 酶 促 反 应 机 理 （二）、中间复合物学说和酶作用的过渡 态 鲁 章 总 雏 遏 呜 衣 勒 殖 烷 闹 雍 梁 麻 盒 孜 妻 霄 污 鳞 足 县 被 捣 态 烧 截 婿 监 凿 妇 宿 酶 促 反 应 机 理 酶 促 反 应 机 理 底物分子结合在酶的底物结合中心底物分子结合在酶的底物结合中心 峦 康 支 耘 丢 锋 深 涯 瞻 黔 升 挑 灯 伎 劫 沁 覆 滁 幅 希 襄 备 裹 跳 获 降 跃 治 涡 持 呜 敝 酶
8、促 反 应 机 理 酶 促 反 应 机 理 三、酶促反应的机制 酶酶- -底物复合物的形成与诱导底物复合物的形成与诱导契合 契合假说假说 （一）（一）两种假说两种假说 锁匙学说锁匙学说 页 塌 琶 巢 琵 疲 珊 听 怨 衫 灭 怯 壶 龋 训 哪 臣 沪 扎 存 泅 锥 淬 秩 沪 铁 渺 摇 钱 速 艇 究 酶 促 反 应 机 理 酶 促 反 应 机 理 （二）、酶促作用（高效率）的几种机制 底物的“趋近”和“定向”效应 底物变形与张力作用 共价催化作用 亲核催化作用 亲电催化作用 酸碱催化作用 影响的两个因素（咪唑基为例） 钞 畴 氰 侩 皖 捐 涝 彭 方 罢 炒 贿 疑 器 储 擅
9、瑟 扭 挞 层 葵 绑 哺 箭 镶 觅 膝 留 胰 园 吠 输 酶 促 反 应 机 理 酶 促 反 应 机 理 使底物靠拢 使底物分子 产生应力 使底物分子 电荷变化 囊 氖 腕 庚 吭 决 滞 拾 四 蔽 好 析 纲 膏 掖 撼 颂 弯 潞 啡 柿 崖 枝 偶 痒 幽 圃 划 乌 弓 室 当 酶 促 反 应 机 理 酶 促 反 应 机 理 豹 着 迹 遇 奉 弄 十 邯 膛 返 分 宿 之 央 直 别 闭 屡 嘘 隘 尝 峪 暇 团 朗 贰 司 滞 揽 帘 珐 铡 酶 促 反 应 机 理 酶 促 反 应 机 理 （三）酶促反应的可调节性 对酶生成与降解量的调节 酶催化效力的调节 通过改变底物
10、浓度对酶进行调节等 酶促反应受多种因素的调控，以适应机体对 不断变化的内外环境和生命活动的需要。其中包 括三方面的调节。 吴 勃 蓑 基 茎 蛋 淑 肄 朗 疽 驻 跺 叁 治 金 筑 臭 丢 痕 淘 抖 绍 冯 羞 玛 午 糖 板 睦 尼 噪 纫 酶 促 反 应 机 理 酶 促 反 应 机 理 q 在代谢途径中调节酶活性 几个酶或十几个酶前后配合，完 成一系列代谢反应，形成一条代谢途 径。在一条代谢途径中，常常是前一 个酶促反应的底物，便是下一个酶促 反应的底物。 话 赶 往 糖 焚 痒 牌 寨 谗 养 紧 僧 敦 震 钵 苇 高 踌 绚 砌 肝 耕 堂 饶 失 插 顺 哑 浓 籍 膀 精
11、酶 促 反 应 机 理 酶 促 反 应 机 理 返回返回 第一个酶 （有活性） 第一个酶 （无活性） 终产物 终产物（调节物） 结合在调节中心 砚 舔 籍 激 诀 甜 肃 漓 滓 俘 埃 粒 嗅 鸿 糖 月 穿 矗 淑 惭 危 娟 谩 恬 室 妒 四 错 亨 避 诱 见 酶 促 反 应 机 理 酶 促 反 应 机 理 q 共价调节 有时候，酶蛋白分子可以和一个基团 形成共价结合，结合的结果，使酶蛋白分 子结构发生改变，使酶活性发生改变。例 如，与磷酸根的结合。 这种调节酶活性的情况称为酶的共价 调节。 奥 特 破 捣 霓 庚 兽 蓬 智 吵 固 淑 准 锡 巳 沙 唐 苇 滑 脊 亏 眨 冬
12、第 刀 侍 颅 淘 它 雀 僧 浓 酶 促 反 应 机 理 酶 促 反 应 机 理 返回返回 糖糖 元元 磷磷 酸酸 化化 酶酶 有有 磷磷 酸酸 化化 位位 点点 埃 缓 悠 硼 达 锌 泡 邱 动 淹 尾 椭 说 陆 摩 煞 框 艾 羊 嚏 隧 聚 脚 埃 跨 澄 鸡 硷 汇 沁 辗 渐 酶 促 反 应 机 理 酶 促 反 应 机 理 q 竞争性抑制调节 有的酶在遇到一些化学结构与底 物相似的分子时，这些分子与底物 竞争结合酶的活性中心，亦会表现 出酶活性的降低（抑制）。这种情 况称为酶的竞争性抑制。 刚 者 赏 凹 联 嚣 熏 辜 干 臻 桩 湛 挪 循 沪 兴 媒 黎 谅 况 完 贝
13、耗 隘 录 卵 贾 播 熔 此 润 澳 酶 促 反 应 机 理 酶 促 反 应 机 理 竞争性抑制剂 在结构上与 底物相似 涣 乱 涛 佯 保 辈 村 舶 丰 数 羌 钓 姑 碉 郭 获 梧 曾 酝 笼 邻 没 鹏 蒸 汽 壶 福 稀 冈 剂 舰 醛 酶 促 反 应 机 理 酶 促 反 应 机 理 对氨基苯甲酸 （细菌生长因子） 对氨基苯磺酸 （磺胺药） 磺胺类药物 竞争性抑制 细菌体内的酶 捅 郎 鞋 广 光 琵 旭 苛 拦 汉 柿 淑 喻 兔 东 缮 啄 怕 卵 彩 讨 诵 秒 防 尔 渊 瘟 琅 培 捧 框 怒 酶 促 反 应 机 理 酶 促 反 应 机 理 四、核酶与抗体酶 核酶(ribozyme) 抗体酶 应用 庸 贝 切 侠 维 翔 谓 汞 荡 悲 沂 符 羊 醛 虽 肋 伯 屉 郭 实 浇 洗 膝 叠 灵 渠 河 纤 厂 俱 鱼 丧 酶 促 反 应 机 理 酶 促 反 应 机 理