王鏡巖生化課件4-酶

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1、4.1酶可以按催化的反應類型分類4.2比活是酶純化程度的指標4.3酶降低反應的活化能，但不會改變反應平衡4.4酶催化作用發(fā)生在活性部位4.5存在著幾種解釋酶催化作用的機制4.6米氏方程是表示酶促反應的速度方程4.7可逆抑制劑通過非共價鍵與酶結合4.8不可逆抑制劑共價修飾酶4.9酶促反應的速度受pH的影響4.10絲氨酸蛋白酶可以說明酶活性的許多特征4.11調節(jié)酶一般都是寡聚體4.12某些酶具有組織或器官特異性4酶酶是非常有效的和特異性高的生物催化劑。酶催化反應條件溫和、常溫、常壓。酶催化的反應比相應的沒有催化劑的反應快103～1017倍。例如在0℃時，1mol過氧化氫酶能

2、使5×106molH2O2分解為H2O和O2；而在同樣條件下，每克離子鐵只能使6×10－4molH2O2分解，酶比鐵離子快了1010倍。酶作用的特異性分為絕對特異性、相對特異性和立體異構特異性。絕對特異性是指酶只能催化一種或兩種結構極相似的化合物的反應，如脲酶只水解尿素。而相對特異性是指酶可作用于一類化合物或一種化學鍵，如脂肪酶或酯酶催化酯鍵水解，對酯鍵兩側的基團要求不嚴格，對很多有機酸和醇（或酚）形成的酯鍵都能水解。立體異構特異性是指酶作用的底物應具有特定的立體結構才能被催化。這種異構性包括光學異構性和幾何異構性。光學異構性是指一種酶只能催化一對鏡像異構體中的一種，而

3、對另一種不起作用。例如精氨酸酶只水解L-精氨酸生成L-鳥氨酸和尿素，而對D-精氨酸沒有作用。幾何異構性是指立體異構中的順式和反式，?-、?-構型。有的酶具有這種立體異構的專一性，如延胡索酸酶只能催化延胡索酸（反丁烯二酸）加水生成蘋果酸，對順丁烯二酸不起作用。4.1酶的命名和分類是根據酶催化的反應將酶按照酶催化的有機化學反應類型分為六大類型：1.氧化還原酶：催化氧化－還原反應。其中的大多數酶稱之脫氫酶，但有些也稱之氧化酶、過氧化酶、加氧酶或還原酶。2.轉移酶：催化基團轉移反應。其中許多轉移酶需要輔酶。通常底物分子的一部分與酶或輔酶共價結合，這類酶包括激酶。3.水解酶：催化

4、水解反應。這是特殊的一類轉移酶，水作為轉移的基團的受體。4.裂合酶：催化非水解和非氧化的底物的消除反應，或裂解，生成一個雙鍵。在裂解酶催化的可逆反應中，裂解酶催化一個底物加到第二個底物的一個雙鍵處。催化細胞內的加成反應的裂解酶常命名為合成酶。5.異構酶：催化異構化反應。這類反應是最簡單的酶促反應，因為這些反應只有一個底物或一個產物。6.連接酶：催化兩個底物的連接反應或稱之交聯(lián)反應。這類反應通常需要輸入能量，例如腺苷三磷酸ATP。連接酶也常稱之合成酶。4.2比活是酶純化程度的指標酶活性也稱為酶活力，是指酶催化指定化學反應的能力。酶活力的大小用酶活性單位的多少來表示。比活是

5、指每毫克蛋白含有的酶單位數。純化步驟級分體積（ml）總蛋白（mg）活力（U）比活（U/mg）粗提取液18606720134402丙酮分級80960960015凝膠層析80300870029離子交換2290423047豬腎氨基?；父鱾€步驟純化數據4.3酶降低反應的活化能，但不會改變反應平衡一個簡單的單底物的酶促反應可用下式表示。E＋S＝ES＝E＋P可以用相應反應歷程圖表示。a.無酶催化的反應b.酶催化的反應無催化催化反應劑產物自由能活化能過渡態(tài)自由能變化自由能縱坐標表示自由能（G），橫坐標為反應過程。從圖中可以看到，S和P都含有一定的自由能，即處于稱為基態(tài)的一種穩(wěn)定的狀

6、態(tài)。S和P之間的平衡反映了它們的基態(tài)自由能的差別，它們之間存在著象座“山”的能障，反應的底物必須提高能量水平才能跨越能障。“山”頂處稱為過渡態(tài)，因為具有過渡態(tài)能量的分子可以轉化為S或P。從反應物的基態(tài)到達過渡態(tài)所需要的能量稱為反應的活化能。S→P的活化能用ΔG0S→P，P→S的活化能用ΔG0P→S表示。而ΔG0代表由S到P的整個標準自由能變化。一個底物要轉化為產物必須克服活化能障，升高反應溫度可以增加具有克服活化能障的底物分子數，但活化能并沒有降低。酶分子一般都很大，但酶中真正起催化作用的部位只是酶分子中某一部位，該部位稱為酶的活性部位，活性部位是酶結合和催化底物的場所

7、?；钚圆课皇且粋€三維空間結構；通常位于酶蛋白的兩個結構域或亞基之間的裂隙，或位于蛋白質表面的凹槽?；钚圆课皇嵌嚯逆溦郫B形成的一個特殊的空間結構，一些在氨基酸序列相距很遠的氨基酸殘基經折疊會靠近，有的就是活性部位的組成成分，直接參與酶的催化作用。對活性部位沒有直接貢獻的其它部位是形成和穩(wěn)定酶天然結構所需要的。當然酶的其它功能還包括調節(jié)功能和指導酶正確定向于細胞中的信號部分。4.4酶催化作用發(fā)生在活性部位4.5存在著幾種解釋酶催化作用的機制4.5.1幾乎所有酶的作用機制都包括酸堿催化機制在活性部位，離子化的氨基酸殘基側鏈參與兩類化學催化，即酸