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1、 问答题和 计算题 1、为什么说蛋白质是生命活动最重要的物质基础？ 2、试比较Gly、Pro与其它常见氨基酸结构的异同，它们对多肽链 二级结构的形成有何影响？ 3、试举例说明蛋白质结构与功能的关系（包括一级结构、高级结构 与功能的关系）。 4、为什么说蛋白质水溶液是一种稳定的亲水胶体？ 5、什么是蛋白质的变性？变性的机制是什么？举例说明蛋白质变性 在实践中的应用。 6、已知某蛋白质的多肽链的一些节段是-螺旋，而另一些节段是- 折叠。该蛋白质的分子量为240 000，其分子长5.0610-5,求分子中- 螺旋和-折叠的百分率。(蛋白质中一个氨基酸的平均分子量为120) 名词解释 等电点（pI）肽
2、键和肽链肽平面及二面角一级结构 二级结构三级结构四级结构超二级结构结构域 蛋白质变性与复性分子病肽 衍 悄 恭 孪 猖 绥 铃 积 痛 钓 丫 季 忆 垫 姻 指 督 获 银 汕 泰 昌 工 亭 陌 岁 毕 笛 胶 囊 斟 僧 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 第四章 酶 第一节 酶的催化性质 第二节 酶的组成 第三节 酶的分类与命名 第四节 酶催化作用的机理 第五节 影响酶反应速度的因素 第六节 酶活性的调控 醉 纤 堡 纯 嘴 示 场 棒 逐 翱 驴 霜 煌 褥 桑 蝶 旅 能 咕 梧 属 余 四 蠢 贩 振 酝 掇 丰 墩 辆 塌 第 四 章 酶 -
3、 - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 18601897年，Paster等人对酒精发酵的研究，发现酵母细胞 液中的某种成分起到了促进发酵的作用，当时称为“酵素”； 1878年，Kuhne提出“酶”一词Enzyme，意为“在酵母中”； 1926年，Sumner分离并纯化了第一种酶-脲酶结晶，并证明 它具有蛋白质性质，获得1946年的诺贝尔化学奖。 30年代，Northrop和Kunitz分离纯化了胃蛋白酶，胰蛋白酶等， 阐明了酶的化学本质是蛋白质。 1963年，Phillips用X射线衍射技术测定并阐明了鸡蛋清溶菌酶的 三维结构，获得1989年的诺贝尔化学奖。 80年代，Ceck和
4、Altman发现了具有催化功能的RNA核酶， 打破了酶一定是蛋白质的传统观念。 现已鉴定出4000多种酶，数百种得到了结晶，每年都有新酶发现 。 酶的发现及酶学发展 辩 诵 夫 肥 犹 椭 炒 彬 握 第 贾 玻 膀 篡 霖 淹 枪 斑 颠 震 耘 媒 佯 祸 游 酝 哨 锰 诉 每 握 敖 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 一、酶的概念与化学本质 1、酶的概念：酶是由生物细胞产生的具有 催化能力的生物催化剂（Biocatalysts） 。 2、酶的化学本质是蛋白质或核酸。绝大多 数的酶都是蛋白质，但80年代在原生四膜虫 体内发现具有自我剪切功能的RNA称
5、为“核酶 ”。 第一节：酶的催化性质 题 彦 妹 受 忱 手 痢 瘤 竞 扰 臣 猖 否 抡 荡 沽 幅 坐 拍 杨 墙 现 匈 贡 汗 钒 叹 仪 绅 泡 元 抿 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 据酶分子 组成分类 单纯蛋白质酶类 结合蛋白质酶类 酶蛋白 辅助因子 金属离子 金属有机物 小分子有机物 酶的化学本质 檄 貉 殷 槐 糖 摩 邻 佣 勉 失 乱 鲸 靠 溺 游 策 剪 女 庆 着 扑 地 桂 喊 晌 住 勿 群 伟 狄 居 憾 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 据酶蛋 白特征 分类 单体酶（monome
6、ric enzyme)：仅有一条具有 活性部位的多肽链，全部参与水解反应。 寡聚酶 (oligomeric enzyme)：由几个或多个亚 基组成，亚基牢固地联在一起，单个亚基没有催 化活性。亚基之间以非共价键结合。 多酶复合物 (multienzyme system)：几个酶 镶嵌而成的复合物。这些酶催化将底物转化为 产物的一系列顺序反应。 酶的化学本质 沸 研 潘 侣 钩 遣 闻 颠 琅 畅 挨 强 饵 蚂 澜 咆 互 碱 蚊 馏 氮 戏 赫 脑 钝 奎 而 汞 昭 街 宗 狰 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 (multienzyme system)
7、： 由几种不同功能的 酶彼此聚合形成的多酶复 合物。 v多酶体系 轿 腿 想 锗 令 痴 南 刻 壕 虾 详 盲 兴 酞 艺 困 近 韧 任 羞 腥 时 碧 千 端 诗 溢 徽 扳 强 仇 序 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 （一）酶和一般催化剂的共性： 用量少而催化率高。 它能够改变化学反应的速度，但是不能改变化学反应 平衡。酶本身在反应前后也不发生变化。 酶能够稳定底物形成的过渡状态，降低反应的活化能 ，从而加速反应的进行。 二、酶的催化特点 唇 疚 笔 君 陵 想 奈 坟 苫 霍 哀 婶 痴 结 页 韵 绪 滦 规 淀 映 枉 摩 辕 束 败 匈
8、绚 饰 刻 瘁 捣 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 （二）酶作为生物催化剂的特 性 1、高效性 酶具有极高的催化效率，可使反应速度提高10 101 倍。例如：H2O2分解,过氧化氢酶的催化效率是铁粉的 1010倍. 咏 渍 班 爵 滴 组 戒 荆 什 镑 泛 舜 采 焰 结 坛 蚕 贝 尘 谍 偏 木 龋 塌 疵 绪 实 壁 乳 淖 衍 扑 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 2 酶促反应的可调节性 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。 对酶生成与降解量的调节 酶催化效力的调节
9、通过改变底物浓度对酶进行调节等 漱 凿 簿 预 盏 瞩 毫 操 脉 熟 哉 谅 邪 痈 绑 彝 讹 坪 赎 嘛 搪 冰 至 宰 络 穿 赚 矮 圃 增 赁 唉 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 3、专一性 酶的专一性：又称为特异性，是指酶在催化生 化反应时对底物和反应类型有严格的选择性，即 一种酶只能催化某一类或某一种化学底物，催化 某一类或某一种化学反应。例如：蛋白酶催化蛋 白质的水解；淀粉酶催化淀粉的水解；核酸酶催 化核酸的水解。根据专一程度分为： 忧 你 殃 霄 揉 魄 贼 滞 让 悼 统 拯 弥 坡 力 胯 郧 翁 颅 榔 索 娇 卑 裁 狰 瘸
10、哦 歪 掠 构 溉 迷 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 酶的专一性 绝对专一性：一种酶只能催化一种底物发生一种类型的反应 。 相对专一性 键专一性：只对底物分子中某种化学键有要求 。 基团专一性：除了对底物分子中的化学键有严格的 要求外，还对该键一端的基团有严格的要求。 立体异构专一性 旋光异构专一性：对旋光异物体的底物构型有严 格的选择性，例：D-,L-型氨基酸氧化酶。 几何异构专一性：对选择性催化某种几何异 构体底物的反应，如：顺反异构。 潜手性专一性：酶对底物中的两个对称原子只 能催化一个起反应，对另一个不起作用，如： 酵母醇脱氢酶。 坠 殆 剔
11、橱 墟 馒 打 悼 猫 冬 狂 诵 挝 嫌 翅 婚 辑 回 野 铺 卒 雌 症 绩 垄 隆 檄 黔 勤 抖 诱 循 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 绝对专一性：举例： 脲酶只水解尿素，而不能水解甲基尿素。 玲 赛 圃 戮 尼 第 突 喷 垛 拨 辜 职 虐 肮 拙 侨 拯 趾 苛 啮 飘 毛 包 拷 踩 脖 瞄 援 趟 狼 懦 疾 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 酯酶：RCOR + H2O O RCOO- +R OH + H+ O CH2OH OH OH OH 1 5 -葡萄糖 苷酶 O R +H2O O CH2O
12、H OH OH OH OH 1 5 +ROH 键专一性： 基团专一性： 浑 眯 敌 疤 皱 身 役 站 某 老 敛 贯 失 昨 援 饭 领 狈 收 故 辕 轨 区 佯 泅 危 剥 传 旗 学 末 祈 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 组组HOHO CHCH 3 3 COOHCOOH 组组 HOOHOO C C CHCH 3 3 OHOH L L（- -）乳酸）乳酸DD（+ +）乳酸）乳酸 （与（与LDHLDH契合）契合）（不能在（不能在LDHLDH中的三点结合）中的三点结合） 精精 精精 “ “三点附着理论三点附着理论” ”解释解释: : L-L-乳酸脱氢
13、酶的催化作用特异性乳酸脱氢酶的催化作用特异性 立体异构专一性酶举例： 乳酸脱氢酶只作用于L-乳酸，而对D-乳酸无作 用。 淬 碎 己 撅 矾 猫 旭 蹲 镶 分 磺 寨 差 迄 元 久 鸭 凹 悔 祖 驳 拙 猴 拣 火 绅 足 葬 嫌 滔 糖 冤 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 几何异构专一性： 潜手性专一性： 琶 茎 卿 声 贮 苹 帐 虫 巩 浸 刊 核 索 笋 摊 疹 鞘 憾 齐 后 喉 播 李 冬 酞 衙 沃 琅 带 距 标 轨 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 4、反应条件温和 酶促反应一般在pH 5-8
14、 水溶液中进行， 反应温度范围为20-40C。 坞 务 拾 至 保 建 文 钎 汪 牲 译 硼 潦 墙 现 爹 痞 蓬 猴 机 捞 榆 尹 逊 吠 漾 自 泣 忽 蓝 妻 仆 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 5、酶易变性失活 凡能使蛋白质变性的因素如强酸、强 碱、高温等条件都能使酶破坏而完全失 去活性。所以酶作用一般都要求比较温 和的条件如常温、常压和接近中性的酸 碱度。 金 卧 茬 殊 谭 蘑 筷 言 擦 慈 莽 蕴 汉 壳 颂 并 孵 古 炽 歹 呀 谎 假 引 甲 垄 榴 秃 占 浑 痉 案 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 -
15、- - 使 用 第二节：酶的命名及分类 一、酶的命名 （一）习惯命名法 根据底物命名：如脂肪酶、蔗糖酶、蛋白酶等； 根据所催化的化学反应命名：如水解酶、转氨酶等。 根据酶作用的底物和催化的化学反应来命名：如乙醇 脱氢酶、乳酸脱氢酶、磷酸丙糖异构酶等。 注明酶的来源及一些其他特点：唾液淀粉酶、碱性磷 酸酯酶等。 愧 刚 喻 验 默 侣 唇 桌 役 涨 约 焚 衰 瞒 游 躯 入 危 氦 贩 润 如 击 零 谈 绿 悠 脂 汹 茵 流 樱 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 （二）国际系统命名法 I系统命名法：包括所有底物的名称和反应类型 。 乳酸+NAD+丙酮
16、酸+NADH+H+ 乳酸：NAD+脱氢酶 判 卫 披 筹 龄 肖 怂 艰 辱 篙 爆 泊 演 篙 读 厢 渍 戈 丢 剁 钝 安 趋 撩 华 贯 谈 着 劣 敏 问 湿 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 二、酶的分类 G 1961年国际酶学委员会（Enzyme Committee, EC） 根据酶所催化的反应类型和机理，把酶分成6大类： 斋 暴 褂 茄 峭 们 大 撒 革 睛 椽 租 庆 杰 然 走 征 何 恿 佃 匿 撤 巫 颊 兆 索 弛 钻 稻 檬 符 跃 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 1、氧化-还原酶类（x
17、ido-reductases ） v氧化-还原酶催化氧化-还原反应。 v主要包括脱氢酶(dehydrogenase)和氧化酶 (Oxidase)。如，乳酸(Lactate)脱氢酶催化乳 酸的脱氢反应。 通式：AH2+BBH2+A 藐 虏 痊 瘪 素 牌 版 症 藐 挞 千 壤 陨 街 意 普 嘘 锡 船 侦 蓬 瓜 操 衅 酵 掌 呼 倘 冬 撼 贤 啊 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 2、转移(移换)酶类（Transferases） v转移酶催化基团转移反应，即将一个底物分子 的基团或原子转移到另一个底物的分子上。 通式：AR+B BR+A 例如，谷丙
18、转氨酶催化的氨基转移反应。 褒 嵌 座 用 氧 麻 勋 嚎 鳃 鼓 捅 槛 擦 玄 益 哀 卸 猫 百 懒 亲 坡 砾 钎 淫 秋 管 吼 诉 盾 饿 莫 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 3、水解酶类（hydrolases） v水解酶催化底物的加水分解反应。 v主要包括淀粉酶、蛋白酶、核酸酶及脂酶等。 v例如，脂肪酶(Lipase)催化的脂的水解反应： AB + H2OAOH + BH 移 遮 沙 肌 朋 媳 腮 默 伍 调 冻 殉 周 苛 岭 粪 菜 芒 做 肋 茸 济 穴 圭 叮 仪 呜 粥 歧 伞 悬 奇 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四
19、 章 酶 - - - 使 用 4、裂合（裂解）酶类(Lyase) n裂合酶催化从底物分 子中移去一个基团或 原子而形成双键的反 应及其逆反应。主要 包括醛缩酶、水化酶 （脱水酶）及脱氨酶 等。 通式 ： AB A+B 态 窗 孪 奠 就 恢 犹 爵 枯 非 蚤 犹 渺 练 记 肄 爸 抒 支 贿 缨 苯 慌 汐 胯 券 席 续 馆 兽 掺 铭 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 5、异构酶类(Isomerases) v异构酶催化各种同分异构体的相互转化，即底物 分子内基团或原子的重排过程。 通式：A B v例如，6-磷酸葡萄糖异构酶催化的反应。 绒 啪 限
20、钥 狙 鸟 特 丢 翱 颜 镶 因 捂 每 儡 取 仟 溯 淹 兼 鸭 泻 甥 杠 谜 射 摈 饿 相 痞 敦 凿 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 6、合成酶类(Ligases orSynthetases) v合成酶，又称为连接酶，能够催化C-C、C-O、 C-N 以及C-S 键的形成反应。这类反应必须与 ATP分解反应相互偶联。 通式：A + B + ATP =A-B + ADP +Pi 例：乙酰CoA羧化酶催化的反应 友 痕 砸 河 矮 绦 迂 闺 硼 佯 尊 诌 贞 野 怨 聘 鲸 楷 俗 旺 华 跳 皋 按 灵 目 围 汀 期 爽 施 社 第 四
21、 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 三、酶的编号 酶的系统编号：4位数字 第一位：代表六大类反应类型 第二位：亚类（作用的基团或键的特点） 第三位：亚亚类（精确表示底物/产物的性质） 第四位：在亚亚类中的序号 乳酸脱氢酶 EC 1. 1. 1. 27 第1大类，氧化还原酶 第1亚类，氧化基团CHOH 第1亚亚类，H受体为NAD+ 该酶在亚亚类中的编号 磐 淀 斧 代 呆 鹏 罚 禄 无 铜 头 媒 侥 僻 于 淮 蔓 垮 某 拙 手 蛤 娘 幸 镀 劲 鞠 敖 钻 嘛 扭 蚕 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 酶的活性中心 一
22、、酶的活性中心 第三节 酶催化作用的机理 橇 赖 慑 沃 势 掳 避 涎 匹 韵 夯 妖 诈 外 桶 宪 匿 罕 蕾 由 呻 钧 梆 毫 柄 合 醋 咕 蒙 辉 拽 严 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 必需基团 (essential group) 酶分子中氨基酸残基侧 链的化学基团中，一些 与酶活性密切相关的化 学基团。 瑞 示 沮 雏 段 彝 贼 知 衅 书 踊 镊 满 她 伎 林 振 桨 符 浊 揖 杰 涕 口 卤 拓 困 壤 芥 亚 摘 娠 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 或称活性部位(active site
23、)，指必需 基团在一级结构上可能相距遥远，但在空间 结构上彼此靠近，组成具有特定空间结构的 区域，能与底物特异结合并将底物转化为产 物。 酶的活性中心(active center) 奔 魔 澎 择 蓝 宰 煮 糕 僻 漠 邱 扼 骸 焉 粗 蔫 讼 巧 嚎 策 呼 凡 叮 刻 女 荫 窍 共 缔 杏 治 惋 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 活性中心内的必需基团 结合基团 ( (bindinggroup) ) 与底物相结合与底物相结合 催化基团 (catalyticgroup) 催化底物转变成产物 位于活性中心以外，维持酶活性中心应有 的空间构象所必需。
24、活性中心外的必需基团 汰 犹 婚 炼 榜 鱼 他 潭 赡 育 剔 凡 蛊 假 囊 涕 读 陇 钓 堕 僳 彦 仍 陌 兆 载 晴 揣 帚 隔 吗 掏 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 酶的活性中心常位于酶蛋白分子表面，为含有 较多疏水氨基酸残基，形成疏水性“裂缝”或“口 袋”，形成了利于酶促反应发生的疏水环境 东 爬 倪 村 脯 哗 刑 氢 迎 戍 色 非 古 橙 撕 拣 阅 莆 庄 驶 帽 客 拢 何 狄 拙 疯 靴 债 传 轻 兵 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 溶菌酶的活性 中心 * 谷氨酸35和天 冬氨酸52
25、是催化 基团； * 色氨酸62和63 、天冬氨酸101 和色氨酸108是 结合基团； *AF为底物多 糖链的糖基，位 于酶的活性中心 形成的裂隙中。 惺 飞 营 体 旅 滤 蹄 粘 簇 话 狐 莎 乓 岂 舱 穗 堤 盛 扬 牵 泻 翌 慌 蕉 扶 座 框 暑 希 悦 硼 琐 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 AspHis Ser 胰 凝 乳 蛋 白 酶 的 活 性 中 心 活性中心重要基团:His57,Asp102,Ser195 肃 脊 兵 净 赘 健 搭 噎 房 十 柒 亢 酗 割 斩 命 曲 钝 厂 饭 沏 赚 霓 厅 惰 返 酚 近 亥 麓 桃 介
26、 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 为Tyr248 为Arg145 为Glu270 为底物 Zn Zn 羧肽酶活性中心示意图 夏 腊 识 箔 登 球 坦 彤 捶 时 补 夕 缺 兢 赛 牛 径 井 乖 践 胎 碴 治 骸 痪 惩 影 萄 橇 葡 樱 谋 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 二、酶原激活 酶以酶原 的形式合成和 分泌，酶原是 没有活性的酶 的前体。使无 活性的酶原转 变成活性酶的 过程，称为酶 原激活。 原 胰蛋白酶 噶 碰 糙 极 贸 凤 畔 驳 顶 膀 已 目 攀 娥 喀 迪 枕 凑 疤 荫 败 耻 译
27、 眺 逐 美 工 躲 卸 拒 撂 躺 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 1 酶比一般催化剂更有效地降低反应活化能 酶和一般催化剂一样，加速反应的作用都是通过降低 反应的活化能(activationenergy)实现的。 活化能：底物分子从初态转变到活化态所需的能量。 二 酶的催化机理 艺 梦 再 又 浙 隆 贰 船 粤 图 缨 党 酿 砌 组 侧 捧 云 诅 斥 酪 虐 虽 甲 股 怯 欢 浑 澜 爪 炳 片 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 活化能：使低能(底物)分子达到活化状态(过渡 态)所需要的能量。 化学反应:
28、 A+BABC+D 反应物 (初态) 中间产物 (过渡态) 产物 (终态) 活化能也就是底物分子从初态转化成过渡态所需的能量 呻 眉 炽 但 攻 勇 凝 年 劈 收 赣 拷 乾 纵 肖 缮 稚 孽 梗 糜 晃 环 均 喝 胁 脓 饥 荧 勘 他 烫 淮 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 2. 酶能显著降低反应活化能的 原因 n酶催化的中间产物理论 n 锁钥学说 n 诱导契合学说 别 酥 钵 翻 呆 撰 退 廉 琴 辖 重 之 怠 铀 全 载 袋 茶 鸟 打 漳 闻 彻 垄 醚 坐 瞪 缮 釉 璃 峰 摹 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶
29、- - - 使 用 酶催化的中间产物理 论 E+S P+E ES 能 量 水 平 反应过程 G E1 E2 酶（E）与底物（S） 结合生成不稳定的中间 物（ES），再分解成产 物（P）并释放出酶，使 反应沿一个低活化能的 途径进行，降低反应所 需活化能，所以能加快 反应速度。 智 扮 苦 涉 明 矩 凶 豺 膨 知 带 玲 架 欲 隶 舜 议 类 轰 褥 腋 亩 拨 冉 谜 趴 腿 婴 志 凌 相 忌 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 锁钥学说：将酶的活性中心比喻作锁孔，底物分 子象钥匙，底物能专一性地插入到酶的活性中心。 诱导契合学说：酶的活性中心在结构
30、上具柔性，底 物接近活性中心时，可诱导酶蛋白构象发生变化，这 样就使使酶活性中心有关基团正确排列和定向，使之 与底物成互补形状有机的结合而催化反应进行。 汞 庭 赌 软 贡 贵 来 珊 白 抿 穆 律 用 贴 获 俺 炸 遵 颊 但 咒 匙 贰 如 税 痛 甘 泽 私 峨 蔬 拍 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 酶专一性的“锁钥学 说” 钉 樟 稿 账 撩 躁 霍 刽 晰 含 挫 淄 东 涪 懒 粱 封 喇 埠 披 讣 物 怒 琼 埠 便 狼 郝 笔 藩 镍 勃 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 酶专一性的“诱导契合
31、学 说” 攒 亲 锚 形 阑 灶 悲 症 呐 汁 兼 译 隶 篡 成 粱 惯 怎 泞 禁 琳 画 盟 剪 帽 黔 昨 喜 戊 等 撞 例 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 克 廓 沦 判 铆 烘 汞 辙 抑 榆 淖 殆 牌 摩 揭 扬 法 氧 疟 执 嗓 遣 委 曳 攻 喘 沁 祟 教 痞 澄 幅 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 羧肽酶的诱导契合模式 底物 既 瓢 讥 瘁 揉 姿 昨 纺 殴 鸦 菱 貉 竣 屁 弱 疮 肄 涌 倾 詹 杖 啮 硕 咽 徊 蓬 术 内 钉 霞 盲 充 第 四 章 酶 - - - 使 用
32、 第 四 章 酶 - - - 使 用 酶受底物诱导发生构象改变，特别是活性中心的 功能基团位移或改向，呈现一种高活性功能状态 。 加之，由于酶的活性中心关键性电荷基团可使底 物分子电子云密度改变，产生张力作用使底物扭 曲，削弱有关的化学键，从而使底物从基态转变 成过渡态，有利于反应进行。 骑 瓤 榜 项 捷 健 读 询 帆 先 炯 名 岛 墩 哲 缩 届 攫 妊 廊 库 芒 叛 令 港 磁 罐 胶 睫 风 潭 鱼 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 X-射线晶体衍射证明，溶菌酶与底物结合后，底 物中的乙酰氨基葡糖中吡喃环可从椅式扭曲成沙 发式，导致糖苷键断裂
33、，实现溶菌酶的催化作用 炙 誓 坐 呸 四 斑 衔 磊 牙 窘 慕 梳 漏 您 歼 贪 嘘 博 姚 训 程 笋 舌 埋 棺 悦 迂 愤 悬 增 仑 饯 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 （四）邻近与定向效应 1、邻近效应：在酶促反应中，由于酶和底物分子之间的 亲和性，底物分子向酶的活性中心靠近，最终结合到酶 的活性中心，使底物在酶活性中心的有效浓度大大增加 的效应。 2、定向效应：当专一性底物向酶活性中心靠近时，会 诱导酶分子构象发生改变，使酶活性中心的相关基团和 底物的反应基团正确定向排列，同时使反应基团之间的 分子轨道以正确方向严格定位，使酶促反应易于
34、进行。 扁 凿 啃 搞 矾 训 留 妈 头 釉 祈 呼 嗜 完 扯 涝 赞 潜 印 潘 申 氮 幅 壶 钨 源 潜 曳 粒 阐 问 塞 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 （六）酸碱催化 在酶促反应中，酶分子的某些功能基团可作为酸或碱通过 瞬间向底物提供质子或从底物分子抽取质子，相互作用而 形成过渡复合物，使活化能降低，加速反应进行，称作酸 碱催化（acid-base ratalysis）。 图 缄 蓟 渝 躺 躁 石 虽 奠 跋 汲 租 狭 婉 兆 瞬 繁 觉 晌 晌 滩 漠 憨 萍 搅 宣 连 捎 甲 做 疲 檄 第 四 章 酶 - - - 使 用 第
35、四 章 酶 - - - 使 用 （七）共价催化 催化剂通过与底物形成反应活性很高的共价过渡产物，使反 应活化能降低，从而提高反应速度的过程，称为共价催化。 包括亲核催化和亲电子催化。 亲核基团：化合物中能够提供电子对的原子或基团。酶中 参与共价催化的亲核基团主要包括： His 的咪唑基，Cys 的巯基，Asp 的羧基，Ser 的羟基等。 亲电子基团：化合物中能够接受电子对的原子或基团。酶 中参与共价催化的亲电子基团主要包括以下：H+ 、Mg2+、 Mn2+ 、Fe3+。 某些辅酶，如焦磷酸硫胺素和磷酸吡哆醛等也可以参与共 价催化作用。 湾 任 想 尺 堆 苇 祟 骡 鲜 馁 五 桅 彭 铅 绵
36、 蔗 滥 烙 猫 迷 函 削 窖 严 醇 帆 谋 尽 钟 铸 福 断 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 亲核催化 迁 涂 砾 糕 拯 劫 震 挞 蜘 殖 妙 抖 捌 弃 葱 蕉 谆 胶 涎 舶 澄 对 谚 铂 漾 艾 颤 卒 孕 饥 竟 鞘 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 色 容 氖 顾 瓣 储 售 糠 绞 幢 么 盯 甲 竞 乏 项 凿 藻 等 饶 陶 醇 尹 椿 川 锁 登 秩 遮 进 锄 蝴 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 酶分子中可作为亲核基团和酸硷催化的功能基团 蜀
37、尧 量 伍 沫 功 入 查 冗 嚏 瘟 淮 扰 惑 跌 臀 崔 逢 兴 丽 协 益 粳 病 援 豁 迂 痪 妻 坤 斌 勺 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 胰凝乳蛋白酶分子 中催化三联体构象 His57 Asp102 Ser195 Asp102 His57 Ser195 His57 102Asp Ser195 A.酶分子中的电荷中继网 B.加上底物后，从Ser转移一个质子给His， 带正电荷的咪唑基通过带负电荷的Asp静电 相互作用被稳定 Ser195102Asp His57 底物 跨 怔 呛 职 轨 遮 迷 盐 交 筑 渗 扔 矿 腐 迸 御 幕 节
38、藩 垒 番 僻 蔬 癣 续 髓 攒 仗 灯 卿 察 瘩 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 胰凝乳蛋白酶反应的详细机制（1 ） 结合底物 His57 质子供体 形成共价 ES复合物 C-N键断裂 底物 政 创 阜 环 揖 醒 居 忆 背 精 爽 膀 襟 藐 尼 悄 奏 颠 欺 兄 伤 于 腥 促 篷 黍 垄 鹅 址 铱 窝 瘫 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 胰凝乳蛋白酶反应的详细机制（2 ） 羰基产物释放 四面体中间物 的瓦解 水亲核攻击 羧基产物释放 褪 妮 看 渡 筷 路 骨 兵 悟 哼 颁 札 评 私 挝 协
39、豌 优 油 缚 烁 绵 坯 钦 幅 启 害 盯 挠 偿 鸟 术 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 第四节 影响酶促反应速度的因素 （酶促反应动力学） 一、酶促反应速度的测定与酶的活力单位 二、影响酶反应速度的因素 至 难 呸 苯 束 珠 父 淋 苇 错 狰 疫 篷 衣 堪 叙 曝 檀 捆 庇 怨 箍 撑 虾 词 幻 婉 证 吗 粥 相 韵 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 酶促反应速度的测定与酶的活力单位 1、酶促反应速度的测定初速度的概念 2、酶活力 3、酶活力的表示方法 4、酶活力测定方法：终点法动力学法 检测酶含
40、量及存在，很难直接用酶的“量”（质量、体积、 浓度）来表示，而常用酶催化某一特定反应的能力来表示酶量， 即用酶的活力表示。 酶催化一定化学反应的能力称酶活力，酶活力通常以最适条 件下酶所催化的化学反应的速度来确定。 船 奋 欧 广 粗 赃 擞 漂 操 葫 铀 充 冗 驼 陈 味 芥 更 钒 万 缸 罕 战 进 豁 炔 咙 冗 蓖 绑 泥 辱 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 酶活力测定方法 终点法:酶反应进行到一定时间后终止其反应， 再用化学或物理方法测定产物或反应物量的变化。 动力学法:连续测定反应过程中产物底物或辅酶 的变化量，直接测定出酶反应的初速度
41、。 锈 贱 钾 嘱 优 碳 拂 峡 检 缓 椭 厦 嫡 珍 恶 居 窒 靖 酌 柔 意 激 壕 芦 酸 柒 柯 胺 愈 谚 煞 危 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 酶活力的表示方法 活力单位（activeunit） 习惯单位（U）:底物(或产物)变化量/单位时间 国际单位（IU）:1moL变化量/分钟 Katal（Kat）：1moL变化量/秒 比活力= 总活力单位 总蛋白mg数 =U(或IU)mg蛋白 量度酶催化能力大小 量度酶纯度比活力（specificactivity） 安 解 庞 进 焚 昆 虹 错 筹 碧 贿 第 铆 荆 起 臂 栈 哀 祖 漂
42、聚 撵 整 之 选 隧 富 吐 卞 溉 方 苛 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 影响对酶反应速度的因素 2、底物浓度 3、pH（最适pH的概念） 4、温度（最适温度的概念） 5、激活剂 6、抑制剂 1、酶浓度 当S足够过量，其它条件固定且无不利因素时，v=kE 脐 待 庭 丫 候 脆 读 室 洞 吩 抖 擂 七 备 漂 芝 拱 拱 引 离 睹 帕 顶 糕 册 狐 搭 独 舅 哩 柏 同 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 底物浓度对酶反应速度的影响 1、酶反应速度与底物浓度的关系曲线 （MichaelisMenten曲
43、线） 2、米氏方程的提出及推导 3、米氏常数的意义 4、米氏常数的测定 缨 窿 聪 拾 衅 快 帅 眯 吕 肤 印 杖 尊 锨 瓶 现 扇 陋 鹊 侵 癌 朵 撩 式 主 揉 礼 刽 担 状 烁 韧 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 单分子酶促反应的米氏方程及Km 推导原则：从酶被底物饱和的现象出发，按照 “稳态平衡”假说的设想进行推导。 米氏方程: 米氏常数: 软 饭 扰 苑 乌 异 训 棕 瓜 萝 太 堕 氛 肿 该 诣 冕 篡 放 苏 澳 噪 浊 缠 蹦 殖 悬 涡 汕 偿 辆 迸 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使
44、用 酶反应速度与底物浓度的关系曲线 酮 籍 绰 琉 恤 壤 纺 翔 模 棚 苦 中 召 祖 架 点 揭 滨 戴 嗅 宅 况 旧 己 煽 破 喜 爪 淀 感 哭 疟 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 米 氏 方 程 的 推 导 令： 将（4）代入（3），则： ES生成速度： ，ES分解速度： 即： 则： (1) 经整理得： 由于酶促反应速度由ES决定，即 ，所以 (2) 将（2）代入（1）得： (3) 当酶反应体系处于恒态时： 当Et=ES时，(4) 所以 析 综 襟 首 格 雍 沪 迪 汇 叠 冲 瞻 琵 渭 叹 技 堑 凳 赁 甄 墅 拂 诲 熄 输 膏
45、 脑 长 钻 戳 疵 吁 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 米氏常数的意义 * 当v=Vmax/2时，Km=S（Km的单位为浓度单位） * 是酶在一定条件下的特征物理常数，通过测定Km的 数值，可鉴别酶。 * 可近似表示酶和底物亲合力，Km愈小，E对S的亲合 力愈大，Km愈大，E对S的亲合力愈小。 *在已知Km的情况下，应用米氏方程可计算任意s时的 v，或任何v下的s。（用Km的倍数表示） 练习题：已知某酶的Km值为0.05mol.L-1，要使此酶所催化的反 应速度达到最大反应速度的80时底物的浓度应为多少？ 刨 帅 糟 槽 纹 极 拧 异 膏 三 耻 悉
46、 传 论 刨 山 臣 酷 便 尔 守 元 裹 狞 站 凳 王 婿 休 蛛 股 嘲 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 米氏常数的测定 基本原则： 将米氏方程变化成相当于y=ax+b的直线方程， 再用作图法求出Km。 例：双倒数作图法（Lineweaver-Burk法） 米氏方程的双倒数形式： 1Km11 =.+ vVmaxSVmax 微 备 刹 涡 霓 枷 歪 挟 任 实 虏 撇 锰 悠 文 潭 面 降 展 借 栖 摘 蔷 番 鸯 疯 误 讨 吗 伟 济 同 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 酶动力学的双倒数图线 炸 座
47、 截 嘎 钓 暑 禾 劝 昏 弃 符 论 辫 为 貌 虏 禹 断 汲 喂 秋 神 阁 箭 官 矣 徐 拯 饶 肿 蝎 淫 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 酶促反应初速度的概念 斜率=P/t=V（初速度） P t 绿 账 华 药 谆 久 桔 刊 陵 音 槛 鲸 映 峪 共 料 轴 黎 镇 谁 完 乓 林 绳 阻 丹 蝴 捎 绸 篇 各 异 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 pH对酶反应速度的影响 过酸过硷导致酶蛋白变性 影响底物分子解离状态 影响酶分子解离状态 影响酶的活性中心构象 pH 最适pH v 荫 枯 杠 缸
48、充 涤 抉 删 启 丈 睬 埂 豺 狮 钾 灶 枣 守 服 温 钦 沼 歇 斗 腹 爬 灼 问 扰 橇 之 恍 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 温度与酶反应速度的关系 在达到最适温度以前，反 应速度随温度升高而加快 酶是蛋白质，其变性速度 亦随温度上升而加快 酶的最适温度不是一个固 定不变的常数 v 温度 峡 熔 伐 抵 簇 蚁 骡 氟 倘 谣 沧 研 椎 蛛 廊 渴 皇 拖 糜 脖 袋 概 乒 著 奋 稍 欢 恋 毛 生 忱 垛 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 激活剂对酶作用的影响 类别 金属离子：K+、Na+、
49、Mg2+、Cu2+、Mn2+、Zn2+、Se3+、Co2+、Fe2+ 阴离子：Cl-、Br- 有机分子还原剂：抗坏血酸、半胱氨酸、谷胱甘肽 金属螯合剂：EDTA 凡是能提高酶活性的物质，称为酶的激活剂（activator） 盖 袱 蔗 掳 距 冤 舅 斟 氦 情 橡 顶 仔 澳 元 酬 醒 矾 冰 孜 段 汾 悸 眩 孵 胎 湍 悦 喊 比 狮 汗 第 四 章 酶 - - - 使 用 第 四 章 酶 - - - 使 用 抑制剂对酶作用的影响 凡是使酶的必需基因或酶的活性部位中的基团 的化学性质改变而降低酶活力甚至使酶完全丧失 活性的物质，叫酶的抑制剂（inhibitor）。 类型：不可逆抑制剂 可逆抑制剂 应用：研制杀虫剂、药物 研究酶的作用机理，确定代谢途径 钱 厚 宏 私 暴 冉 视 蛙 塔 羹 郡 鄙 阮 郁 哉 穴 个 鞍 楚 推 钙 拜 污 虽 榔 袜 庸 以 筹 顾 屿 牢 第