1、第三章 酶(Enzyme) 1ppt课件n酶的概念: 55 酶（酶（enzymeenzyme，E E）是一类由活细胞产生的、是一类由活细胞产生的、对其底物具有高度特异性和高度催化效能对其底物具有高度特异性和高度催化效能的蛋白质。的蛋白质。 2ppt课件第一节酶的分子结构与功能The Molecular Structure and Function of Enzyme3ppt课件1234酶的化学本质是酶的化学本质是PrPr，同，同样具有样具有1 1，2 2，3 3，4 4级结级结构构4ppt课件一、酶的分子组成中常含有辅助因子蛋白质部分：酶蛋白蛋白质部分：酶蛋白 ( (apoenzyme)辅助因
2、子辅助因子(cofactor) 金属离子金属离子小分子有机化合物小分子有机化合物全酶全酶(holoenzyme)n结合酶结合酶 (conjugated enzyme)：由蛋白质部分由蛋白质部分和非蛋白质部分共同组成和非蛋白质部分共同组成 的酶的酶n单纯酶单纯酶 (simple enzyme)： 5ppt课件n全酶分子中各部分在催化反应中的作用:酶蛋白酶蛋白决定反应的特异性决定反应的特异性辅助因子辅助因子决定反应的种类与性质决定反应的种类与性质 全全 酶酶 = 酶酶 蛋蛋 白白 + 辅辅 助助 因因 子子 (有催化活性有催化活性) (无催化活性无催化活性) (无催化活性无催化活性)6ppt课件辅
3、助因子分类：辅助因子分类：P56P56 辅酶辅酶 (coenzyme): 与酶蛋白结合与酶蛋白结合疏松，可用疏松，可用透透 析或超滤的方法除去。析或超滤的方法除去。 辅基辅基 (prosthetic group):与酶蛋白结合与酶蛋白结合紧密，紧密，不能用不能用透析或超滤的方法除去透析或超滤的方法除去。n辅助因子多为小分子的有机化合物或金属离子。辅助因子多为小分子的有机化合物或金属离子。7ppt课件转移的基团转移的基团小分子有机化合物（辅酶或辅基）小分子有机化合物（辅酶或辅基）名名称称所含的维生素所含的维生素氢原子（质子）氢原子（质子）NAD（烟酰胺腺嘌呤二核苷（烟酰胺腺嘌呤二核苷酸，辅酶酸，
4、辅酶I烟酰胺（维生素烟酰胺（维生素PP）之一）之一NADP（烟酰胺腺嘌呤二核（烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸，辅酶苷酸磷酸，辅酶II烟酰胺（维生素烟酰胺（维生素PP）之一）之一FMN（黄素单核苷酸）（黄素单核苷酸）维生素维生素B2（核黄素）（核黄素）FAD（黄素腺嘌呤二核苷酸）（黄素腺嘌呤二核苷酸）维生素维生素B2（核黄素）（核黄素）醛基醛基TPP（焦磷酸硫胺素）（焦磷酸硫胺素）维生素维生素B1（硫胺素）（硫胺素）酰基酰基辅酶辅酶A（CoA）泛酸泛酸硫辛酸硫辛酸硫辛酸硫辛酸烷基烷基钴胺素辅酶类钴胺素辅酶类维生素维生素B12二氧化碳二氧化碳生物素生物素生物素生物素氨基氨基磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛吡哆醛（维
5、生素吡哆醛（维生素B6之一）之一）甲基、甲烯基、甲炔基、甲基、甲烯基、甲炔基、甲酰基等一碳单位甲酰基等一碳单位四氢叶酸四氢叶酸叶酸叶酸表表3-1 某些辅酶（辅基）在催化中的作用某些辅酶（辅基）在催化中的作用8ppt课件 金属金属离子的作用离子的作用 : P56: P56参与催化反应，传递电子；参与催化反应，传递电子；在酶与底物间起桥梁作用；在酶与底物间起桥梁作用；稳定酶的构象；稳定酶的构象；中和阴离子，降低反应中的静电斥力等。中和阴离子，降低反应中的静电斥力等。n金属离子是最多见的辅助因子金属离子是最多见的辅助因子金属酶、金属激活酶金属酶、金属激活酶9ppt课件二、酶的活性中心是酶分子中执行其
6、催化功能的部位酶的活性中心或活性部位（酶的活性中心或活性部位（active siteactive site）是酶分子中能与底物特异地结合并催化底物是酶分子中能与底物特异地结合并催化底物转变为产物的具有特定三维结构的区域。转变为产物的具有特定三维结构的区域。 n酶的活性中心酶的活性中心 (active center)：P5710ppt课件酶分子中氨基酸残基侧链的化学基团中，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。一些与酶活性密切相关的化学基团。n必需基团必需基团(essential group)：P5611ppt课件活性中心内的必需基团活性中心内的必需基团结合基团结合
7、基团与底物相结合与底物相结合催化基团催化基团催化底物转变成产物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位于活性中心以外，维持酶活性中心应有的空间构象和（或）作为调节剂的结合部位所的空间构象和（或）作为调节剂的结合部位所必需。必需。 活性中心外的必需基团活性中心外的必需基团12ppt课件底底 物物 活性中心以外活性中心以外的必需基团的必需基团结合基团结合基团催化基团催化基团 活性中心活性中心 13ppt课件三、同工酶催化相同的化学反应 同工酶同工酶 (isoenzyme): 是指催化相同的是指催化相同的化学反应，但酶蛋白的分子结构、理化性化学反应，但酶蛋白的分子结构、理化性质乃至
8、免疫学性质不同的一组酶。质乃至免疫学性质不同的一组酶。n定义：定义：P5914ppt课件HHHHHHH MHHMMHMMMMMMMLDH1 (H4)LDH2(H3M) LDH3(H2M2)LDH4(HM3)LDH5 (M4)1、乳酸脱氢酶的同工酶（、乳酸脱氢酶的同工酶（LDH）由由M，H两种亚基组成，为两种亚基组成，为4 聚体，共有聚体，共有5种种LDH的分布：的分布：LDH1：心肌；：心肌；LDH5：骨骼肌，肝：骨骼肌，肝15ppt课件LDH同工酶同工酶红细胞红细胞白细胞白细胞血清血清骨骼肌骨骼肌心肌心肌肺肺肾肾肝肝脾脾LDH1 （H4）431227.10731443210LDH2 （H3M
9、）444934.70243444425LDH3（H2M2）123320.95335121110LDH4 （HM3）1611.7160512720LDH5 （M4）005.7790120565表表3-3 3-3 人体各组织器官人体各组织器官LDHLDH同工酶谱（活性同工酶谱（活性%）16ppt课件f由由M M，B B两种亚基组成，为两种亚基组成，为2 2 聚体，共有聚体，共有3 3种。种。2、肌酸激酶、肌酸激酶 ( CK) 同工酶：同工酶：P59-60分布：分布： CK1（BB），主要分布在脑；），主要分布在脑； CK2（MB），仅分布于心肌；），仅分布于心肌； CK3（MM），主要分布在骨骼肌
10、。），主要分布在骨骼肌。17ppt课件 CK和和LDH同工酶是诊断急性同工酶是诊断急性心肌梗死（心肌梗死（AMI）的生化指）的生化指标。标。P60 AMI发生发生3-6h后，血清后，血清CK2显著升高，显著升高，12-24h达高峰，达高峰，3-4天周后恢复正常。天周后恢复正常。是诊断是诊断AMI最敏感的指标。最敏感的指标。 AMI发生发生1224小时后，小时后，LDH1/LDH2比值升高，比值升高，1-2周后恢复正常，可辅助判断周后恢复正常，可辅助判断预后。预后。心肌梗死病人血清心肌梗死病人血清LDHLDH同工酶同工酶谱的变化谱的变化18ppt课件第二节 酶的工作原理The Mechanism
11、 of Enzyme Action19ppt课件（一）（一）酶对底物具有极高的催化效率酶对底物具有极高的催化效率 一、酶促反应的特点一、酶促反应的特点 酶的催化效率通常比非催化反应高酶的催化效率通常比非催化反应高1081020倍，倍， 比一般催化剂高比一般催化剂高1071013倍。倍。2 H2O2 2 H2O + O2FeCl3催化催化 H2O2酶催化酶催化2 H2O2 2 H2O + O2K=109K=10320ppt课件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。n酶的特异性酶的特异性 (specificity):
12、 P60（二）酶对底物具有高度的特异性（二）酶对底物具有高度的特异性21ppt课件n酶的特异性可分为两种类型 ：P601.绝对专一性绝对专一性(absolute specificity)只能作用于特定结构的底物，进行一种专一的反应，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生成一种特定结构的产物 。如脲酶仅能催化尿素水解生成如脲酶仅能催化尿素水解生成CO2和和NH3。 尿素尿素脲酶脲酶脲酶脲酶甲基尿素甲基尿素22ppt课件2. 相对专一性相对专一性(relative specificity) :p60有些酶对底物的专一性不是依据整个底物分子结构，有些酶对底物的专一性不
13、是依据整个底物分子结构，而是依据底物分子中的特定的化学键或特定的基团，因而而是依据底物分子中的特定的化学键或特定的基团，因而可以作用于含有相同化学键或化学基团的一类化合物。可以作用于含有相同化学键或化学基团的一类化合物。如，消化系统中的蛋白酶仅对蛋白质中肽键的如，消化系统中的蛋白酶仅对蛋白质中肽键的AAAA残基残基种类有选择性，而对具体的底物蛋白质种类无严格要求种类有选择性，而对具体的底物蛋白质种类无严格要求 。 23ppt课件（三）酶的活性与酶量具有可调节性（三）酶的活性与酶量具有可调节性酶促反应受多种因素的调控，以适应机体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
14、需要。对不断变化的内外环境和生命活动的需要。（四）酶具有不稳定性（四）酶具有不稳定性24ppt课件二、酶通过促进底物形成过渡态而提高反应速率（一）酶比一般催化剂更有效地降低反应活化能（一）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用都是通过降低反应的活化能 实现的。实现的。 活化能活化能：底物分子从基态转变到过渡：底物分子从基态转变到过渡态所需的能量。态所需的能量。25ppt课件反应总能量改变反应总能量改变 非催化反应活化能非催化反应活化能 酶促反应酶促反应 活化能活化能 一般催化剂催一般催化剂催化反应的活化能
15、化反应的活化能 能能量量 反反 应应 过过 程程 底物底物 产物产物 酶促反应活化能的改变酶促反应活化能的改变 能能量量 酶促反应活化能的改变酶促反应活化能的改变 26ppt课件（二）酶与底物结合形成中间产物（二）酶与底物结合形成中间产物酶底物复合物酶底物复合物E + SE + PES27ppt课件1. 诱导契合作用使酶与底物密切结合诱导契合作用使酶与底物密切结合 （了解）（了解）P61 酶与底物相互接近时，其结构相互诱导、相酶与底物相互接近时，其结构相互诱导、相互变形和相互适应，进而相互结合。这一过互变形和相互适应，进而相互结合。这一过程称为酶程称为酶- -底物结合的底物结合的诱导契合诱导契
16、合(induced-fit) 。28ppt课件29ppt课件2. 邻近效应与定向排列使诸底物正确定位于酶的邻近效应与定向排列使诸底物正确定位于酶的活性中心活性中心 （自学）（自学）3. 表面效应使底物分子去溶剂化（自学）表面效应使底物分子去溶剂化（自学）（三）酶的催化机制呈多元催化作用（自学）（三）酶的催化机制呈多元催化作用（自学）30ppt课件n酶促反应动力学酶促反应动力学：研究各种因素对酶促反应研究各种因素对酶促反应速率速率（）的影响，并加以定量的阐述。的影响，并加以定量的阐述。n影响因素包括影响因素包括：底物浓度底物浓度S、酶浓度、酶浓度E、pH、温度、温度(T)、抑制剂、抑制剂(I)、
17、激活剂、激活剂(A)等。等。的表示方法：的表示方法：单位时间内产物单位时间内产物PP 的增加的增加或或 SS 的减少。的减少。31ppt课件一、底物浓度对反应速率影响的作图呈矩形双曲线在其他因素不在其他因素不变的情况下，底物变的情况下，底物浓度对反应速率的浓度对反应速率的影响呈影响呈矩形双曲线矩形双曲线关系关系。32ppt课件中间产物中间产物 解释酶促反应中底物浓度和反应速率关系的解释酶促反应中底物浓度和反应速率关系的最合理学说是最合理学说是中间产物学说中间产物学说：E + S k1k2k3ESE + P（一）米曼氏方程式揭示单底物反应的（一）米曼氏方程式揭示单底物反应的动力学特性动力学特性3
18、3ppt课件S：底物浓度：底物浓度V：不同：不同S时的反应速度时的反应速度Vmax：最大反应速度：最大反应速度(maximum velocity) m：米氏常数：米氏常数(Michaelis constant) VmaxS Km + S 34ppt课件1)单底物、单产物反应；单底物、单产物反应；2)反应速率取其初速率，即底物的消耗量很小反应速率取其初速率，即底物的消耗量很小（一般在（一般在5以内）时的反应速率。以内）时的反应速率。3)当当 SE时，时，S的消耗可忽略不计。的消耗可忽略不计。 米曼氏方程式推导基于假设：米曼氏方程式推导基于假设：P65米曼氏方程式推导过程：米曼氏方程式推导过程：自
19、学自学35ppt课件（二）Km与Vm是重要的酶促反应动力学参数1Km值等于酶促反应速率为最大反应速率一半值等于酶促反应速率为最大反应速率一半时的底物浓度时的底物浓度 当反应速率为最大反应速率一半时：当反应速率为最大反应速率一半时：Km = S 2=Km + S Vmax VmaxS36ppt课件2Km值是酶的特征性常数值是酶的特征性常数 Km值的大小并非固定不变，它与酶的结值的大小并非固定不变，它与酶的结构、底物结构、反应环境的构、底物结构、反应环境的pH、温度和离子、温度和离子强度有关，强度有关，而与酶浓度无关。而与酶浓度无关。酶的酶的Km值多在值多在10-610-2mol/L的范围。的范围
20、。 对同一底物，不同的酶有不同的对同一底物，不同的酶有不同的KmKm值；值；多底物反应的酶对不同底物的多底物反应的酶对不同底物的KmKm值不同，其中值不同，其中KmKm值最小者称为值最小者称为该酶的最适底物。该酶的最适底物。37ppt课件3Km在一定条件下可表示酶对底物的亲和力在一定条件下可表示酶对底物的亲和力 Km越大，表示酶对底物的亲和力越小；越大，表示酶对底物的亲和力越小；Km越小，酶对底物的亲和力越大。越小，酶对底物的亲和力越大。 4Vmax是酶被底物完全饱和时的反应速率是酶被底物完全饱和时的反应速率 当所有的酶均与底物形成当所有的酶均与底物形成ES时（即时（即ES = Et），反应速
21、率达到最大，即），反应速率达到最大，即Vmax = k3 Et。 38ppt课件5 5酶的转换数酶的转换数 （了解）（了解）当酶被底物完全饱和时（当酶被底物完全饱和时（Vmax），单位时间内），单位时间内每个酶分子（或活性中心）催化底物转变成产物的分每个酶分子（或活性中心）催化底物转变成产物的分子数称为酶的转换数（子数称为酶的转换数（turnover number），单位是），单位是s-1。 酶的转换数可用来表示酶的催化效率。酶的转换数可用来表示酶的催化效率。39ppt课件林林-贝氏贝氏(Lineweaver- Burk)作图法又作图法又称为双倒数作图法称为双倒数作图法(double reci
22、procal plot). VmaxS Km+SV = （林贝氏方程）（林贝氏方程）+ 1/V=KmVmax 1/Vmax 1/S 两边同取倒数两边同取倒数（三）（三）m值与值与max常通过林常通过林-贝氏作图法求取贝氏作图法求取 -1/Km40ppt课件测定不同测定不同SS的的V V，以以1/V1/V对对1/S1/S作图，作图，通过截距即可计算通过截距即可计算出出KmKm与与VmVm。1/V41ppt课件二、酶浓度对反应速度的影响当当SSEE，酶可被，酶可被底物饱和的情况下，反底物饱和的情况下，反应速度与酶浓度成正比。应速度与酶浓度成正比。关系式为：关系式为：V = K3 EV = K3 E
23、0 V E 当当SE时，时，Vmax = k3 E 酶浓度对反应速度的影响酶浓度对反应速度的影响 42ppt课件三、温度对反应速度的影响具有双重性最适温度最适温度 ：P67酶促反应速率最快时反应酶促反应速率最快时反应体系的温度称为酶促反应体系的温度称为酶促反应的最适温度的最适温度(optimum temperature)。酶酶活活性性0.51.02.01.50 10 20 30 40 50 60 温度温度 C 温度对淀粉酶活性的影响温度对淀粉酶活性的影响 酶的最适温度不是酶的特征酶的最适温度不是酶的特征性常数，它与反应进行的时性常数，它与反应进行的时间有关。间有关。43ppt课件四、pH通过改
24、变酶和底物分子解离状态影响酶促反应速率最适最适pH (optimum pH)： P68 pH对某些酶活性的影响对某些酶活性的影响最适最适pH不是酶的不是酶的特征性常数。特征性常数。它受它受S、缓冲液种类与、缓冲液种类与浓度、以及酶纯度浓度、以及酶纯度等因素的影响。等因素的影响。 44ppt课件五、抑制剂可降低酶促反应速率酶的抑制剂酶的抑制剂(inhibitor(inhibitor，I )I )：P68P68凡能使酶的催化活性下降而不引起酶蛋白凡能使酶的催化活性下降而不引起酶蛋白 变性的物质变性的物质称为酶的抑制剂。称为酶的抑制剂。与酶的变性剂的区别：与酶的变性剂的区别： 抑制剂对酶抑制剂对酶有
25、选择性；有选择性； 变性因素对酶变性因素对酶没有没有选择性。选择性。抑制作用的类型抑制作用的类型:1) 不可逆性抑制不可逆性抑制 (irreversible inhibition)2) 可逆性抑制可逆性抑制 (reversible inhibition)45ppt课件(一) 不可逆性抑制剂主要与酶共价结合 不可逆性抑制作用不可逆性抑制作用: P68-69抑制剂通常以抑制剂通常以共价键共价键与酶活性中心的必需基团相结与酶活性中心的必需基团相结合，使酶失活。此类抑制剂合，使酶失活。此类抑制剂不能不能用透析、超滤等用透析、超滤等方法予以去除。方法予以去除。 46ppt课件有机磷化合物有机磷化合物(
26、(敌百虫、敌敌畏、乐果等）对敌百虫、敌敌畏、乐果等）对胆碱酯酶胆碱酯酶的抑制的抑制乙酰胆碱乙酰胆碱 胆碱胆碱+ +乙酸乙酸胆碱酯酶胆碱酯酶（兴奋性（兴奋性N N递质）递质）临床抢救方法临床抢救方法:注射乙酰胆碱拮抗剂注射乙酰胆碱拮抗剂阿托品阿托品和解毒剂和解毒剂解磷定解磷定47ppt课件ESSAsCHCHCl+CH2SHCHSHCH2OHESHSH+CH2SCHSCH2OHAsCHCHClClAsClCHCHCl+ ESHSHESAsSCHCHCl+2HClLouis gas路易士气路易士气( (糜烂性毒剂糜烂性毒剂) )失活的酶失活的酶巯基酶巯基酶失活的酶失活的酶酸酸BAL巯基酶巯基酶BAL
27、与砷剂结合物与砷剂结合物巯基酶抑制剂巯基酶抑制剂 :Hg2+, Ag+, As3+, etc.48ppt课件（二） 可逆性抑制剂与酶非共价结合*可逆性抑制作用可逆性抑制作用(reversible inhibition) ：P69 抑制剂通常以非共价键与酶或酶抑制剂通常以非共价键与酶或酶- -底物复合物可逆性结底物复合物可逆性结合，使酶的活性降低或消失；抑制剂可用透析、超滤等合，使酶的活性降低或消失；抑制剂可用透析、超滤等方法除去。方法除去。 竞争性抑制竞争性抑制 (competitive inhibition)非竞争性抑制非竞争性抑制 (non-competitive inhibition)反
28、竞争性抑制反竞争性抑制 (uncompetitive inhibition)* 类型类型49ppt课件1.竞争性抑制剂与底物竞争结合酶的活性中心 抑制剂与底物的结构相似，能与底物竞抑制剂与底物的结构相似，能与底物竞争酶的活性中心，从而阻碍酶与底物形成中争酶的活性中心，从而阻碍酶与底物形成中间产物间产物 ，这种抑制作用称为，这种抑制作用称为竞争性抑制作用竞争性抑制作用。竞争性抑制的竞争性抑制的概念（概念（competitive inhibition ）：P6950ppt课件n反应模式反应模式+ESIESEIPEE51ppt课件特点特点: P70: P701）抑制程度主要取决于抑制程度主要取决于S
29、 与与I的浓度比。的浓度比。 增加增加S ，可减弱甚至消除抑制作用。，可减弱甚至消除抑制作用。2）动力学特点：）动力学特点：Vm不变，不变， Km增大。增大。 无抑制剂无抑制剂 1/V 1/S -1/Km1/Vm抑制剂抑制剂52ppt课件* * 举例举例: p70: p70 丙二酸与琥珀酸竞争琥珀酸脱氢酶丙二酸与琥珀酸竞争琥珀酸脱氢酶COOH CH2 CH2COOH COOH COOH CH2 丙二酸丙二酸琥珀酸琥珀酸琥珀酸脱氢酶琥珀酸脱氢酶FADFADH2延胡索酸延胡索酸当丙二酸与琥珀酸浓度比达当丙二酸与琥珀酸浓度比达1:501:50时，抑制率达时，抑制率达50%50%。53ppt课件磺胺类
30、药物的抑菌机制磺胺类药物的抑菌机制与对氨基苯甲酸竞争二氢叶酸合成酶与对氨基苯甲酸竞争二氢叶酸合成酶二氢蝶呤啶二氢蝶呤啶 对氨基苯甲酸对氨基苯甲酸 谷氨酸谷氨酸二氢叶酸二氢叶酸合成酶合成酶二氢叶酸二氢叶酸COOH H2N SO2NHR H2N 磺磺 胺胺 类类 药药 物物54ppt课件有些抑制剂与酶活性中心外的必需基团相有些抑制剂与酶活性中心外的必需基团相结合，不影响酶与底物的结合，酶和底物的结结合，不影响酶与底物的结合，酶和底物的结合也不影响酶与抑制剂的结合。这种抑制作用合也不影响酶与抑制剂的结合。这种抑制作用称作称作非竞争性抑制作用非竞争性抑制作用。2.非竞争性抑制剂结合活性中心之外的调节位
31、点 * * 概念：概念：P70P7055ppt课件n反应模式反应模式56ppt课件* * 特点特点 1）抑制程度取决于）抑制程度取决于I的浓度；的浓度；增加增加S并不消并不消除除I的抑制作用的抑制作用2）动力学特点：）动力学特点：Vm降低，降低， Km不变。不变。 抑制剂抑制剂 1 / V 1/S 无抑制剂无抑制剂 -1/Km1/Vm57ppt课件抑制剂仅与酶和底物形成的中间产物抑制剂仅与酶和底物形成的中间产物(ES)结合，使中间产物结合，使中间产物ES的量下降。这种抑制作用的量下降。这种抑制作用称为称为反竞争性抑制作用反竞争性抑制作用。n定义：定义：P713.3.反竞争性抑制剂的结合位点由底
32、物诱导产生反竞争性抑制剂的结合位点由底物诱导产生58ppt课件n反应模式反应模式59ppt课件* * 特点：特点：1 1）I I只与只与ES复合物结合复合物结合. .2) 动力学特点：动力学特点：V m 降 低 ，降 低 ，Km降低。降低。 抑制剂抑制剂 1/V 1/S 无抑制剂无抑制剂 -1/Km1/Vm60ppt课件表表3-7 3-7 三种可逆性抑制作用的比较三种可逆性抑制作用的比较 动动力力学学参参数数表表观观Km Km增增大大不不变变减减小小最最大大速速度度Vmax不不变变降降低低降降低低林林-贝贝氏氏作作图图斜斜率率Km/Vmax增增大大增增大大不不变变纵纵轴轴截截距距1/Vmax不
33、不变变增增大大增增大大横横轴轴截截距距-1/Km增增大大不不变变减减小小与与I结结合合的的组组分分EE、ESES作作用用特特征征无无抑抑制制剂剂竞竞争争性性抑抑制制 非非竞竞争争性性抑抑制制反反竞竞争争性性抑抑制制61ppt课件第 四 节 酶 的 调 节The Regulation of Enzyme 62ppt课件化学修饰调节化学修饰调节酶的快调节酶的快调节酶的慢调节酶的慢调节: 酶含量调节酶含量调节一、调节酶实现对酶促反应速率的快速调节一、调节酶实现对酶促反应速率的快速调节63ppt课件n别构效应剂别构效应剂 别构激活剂别构激活剂别构抑制剂别构抑制剂n 别构调节别构调节 (alloster
34、ic regulation)： P73n别构部位别构部位 : 酶分子与别构效应剂结合的部位。酶分子与别构效应剂结合的部位。一些代谢物可与某些酶分子一些代谢物可与某些酶分子活性中心外活性中心外的的某个部某个部位位可逆地结合，使可逆地结合，使酶构象改变酶构象改变，从而改变酶的催化活，从而改变酶的催化活性，此种调节方式称性，此种调节方式称别构调节别构调节。（一）别构效应剂通过改变酶的构象而调节酶活性 一、酶活性的调节是对酶促反应速一、酶活性的调节是对酶促反应速率的快速调节率的快速调节64ppt课件变构酶常为多个亚基构成的寡聚体，具有协同效应 65ppt课件变构调节示意图变构调节示意图催化亚基催化亚基
35、66ppt课件（二） 酶的化学修饰调节是通过某些化学基团与酶的共价结合与分离实现的化学修饰化学修饰（chemical modification）调节的概念调节的概念：P73P73 酶蛋白肽链上的一些基团可在其他酶的催化下，酶蛋白肽链上的一些基团可在其他酶的催化下，与某些化学基团共价结合，同时又可在另一种酶的催与某些化学基团共价结合，同时又可在另一种酶的催化下，去掉已结合的化学基团，从而影响酶的活性，化下，去掉已结合的化学基团，从而影响酶的活性，酶的这种调节方式称为酶的共价修饰或化学修饰调节。酶的这种调节方式称为酶的共价修饰或化学修饰调节。 P73磷酸化与脱磷酸化（最常见）磷酸化与脱磷酸化（最常
36、见）67ppt课件-OHThrSerTyr酶蛋白酶蛋白H2OPi磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶 ATPADP蛋白激酶蛋白激酶-O-PO32-ThrSerTyr酶蛋白酶蛋白酶蛋白的磷酸化修饰与去修饰酶蛋白的磷酸化修饰与去修饰68ppt课件 酶原酶原 (zymogen)：P73有些酶在细胞内合成或初分泌、或在有些酶在细胞内合成或初分泌、或在其发挥催化功能前处于无活性状态，这种其发挥催化功能前处于无活性状态，这种无活性的酶前体称为无活性的酶前体称为酶原酶原。 酶原的激活：酶原的激活： P73P73在一定条件下，酶原向有活性酶转化在一定条件下，酶原向有活性酶转化的过程。的过程。 酶原激活的生理意义：酶原激活
37、的生理意义：69ppt课件70ppt课件n 酶原激活的生理意义：酶原激活的生理意义：P74P74消化道的蛋白酶以酶原的形式分泌可避免消化道的蛋白酶以酶原的形式分泌可避免胰腺的自身消化和细胞外基质蛋白遭受蛋白酶胰腺的自身消化和细胞外基质蛋白遭受蛋白酶的水解破坏，保证了酶在特定的部位和环境中的水解破坏，保证了酶在特定的部位和环境中发挥作用。发挥作用。有的酶原可以视为酶的储存形式。在需要有的酶原可以视为酶的储存形式。在需要时，酶原适时地转变成有活性的酶，发挥其催时，酶原适时地转变成有活性的酶，发挥其催化作用，如血管内的凝血因子等。化作用，如血管内的凝血因子等。71ppt课件二、 酶含量的调节包括对酶
38、合成与分解速率的调节（自学）诱导作用诱导作用(induction) 阻遏作用阻遏作用(repression)（一）酶蛋白合成可被诱导或阻遏（一）酶蛋白合成可被诱导或阻遏72ppt课件第六节酶与医学的关系（自学）The Relation of Enzyme and Medicine73ppt课件一、酶和疾病密切相关一、酶和疾病密切相关（一）酶的质、量与活性的异常均可引起（一）酶的质、量与活性的异常均可引起某些疾病某些疾病有些疾病的发病机理直接或间接和酶的异常或酶活有些疾病的发病机理直接或间接和酶的异常或酶活性受到抑制相关性受到抑制相关( (如酪氨酸酶缺乏导致的白化病如酪氨酸酶缺乏导致的白化病)
39、)。 许多疾病也可引起酶的异常，这种异常又使病情加许多疾病也可引起酶的异常，这种异常又使病情加重（如机械胰腺炎）。重（如机械胰腺炎）。 激素代谢障碍或维生素缺乏可引起某些酶的异常。激素代谢障碍或维生素缺乏可引起某些酶的异常。 酶活性受到抑制多见于中毒性疾病。酶活性受到抑制多见于中毒性疾病。 74ppt课件（二）酶的测定有助于对许多疾病的诊断1酶活性测定和酶活性单位是定量酶的基础酶活性测定和酶活性单位是定量酶的基础 酶的活性酶的活性 酶促反应速率酶促反应速率可在适宜的反应条件下，用单位时间内可在适宜的反应条件下，用单位时间内底物的消耗或产物的生成量来表示。底物的消耗或产物的生成量来表示。 酶的活
40、性单位酶的活性单位是衡量酶活力大小的尺度，它反映在规是衡量酶活力大小的尺度，它反映在规定条件下，酶促反应在单位时间（定条件下，酶促反应在单位时间（s、min或或h）内生成）内生成一定量（一定量（mg、g、mol等）的产物或消耗一定数量的等）的产物或消耗一定数量的底物所需的酶量。底物所需的酶量。75ppt课件在特定的条件下，每分钟催化在特定的条件下，每分钟催化1mol底物底物转化为产物所需的酶量为一个国际单位。转化为产物所需的酶量为一个国际单位。 催量催量(kat)是指在特定条件下，每秒钟使是指在特定条件下，每秒钟使mol底物转化为产物所需的酶量。底物转化为产物所需的酶量。 kat与与IU的换算
41、：的换算： 1 IU=16.6710-9 katn国际单位国际单位(IU)n催量单位催量单位(katal)76ppt课件 2血清酶对某些疾病的诊断具有更重要的价值血清酶血清酶酶水平的改变酶水平的改变病毒性病毒性肝炎肝炎胆管胆管阻塞阻塞肌营养肌营养不良不良急性心急性心肌梗死肌梗死急性胰急性胰腺炎腺炎肿瘤转移到肿瘤转移到其他其他肝肝骨骨胆碱酶酯胆碱酶酯 或或 有 机 磷 化有 机 磷 化合物中毒合物中毒 丙氨酸转氨酶丙氨酸转氨酶 或或 或或 天冬氨酸转氨酶天冬氨酸转氨酶 碱性磷酸酶碱性磷酸酶 骨 疾 病 ，骨 疾 病 ，骨折骨折酸性磷酸酶酸性磷酸酶 或或 前列腺癌前列腺癌乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶 或或 巨 幼 红 细巨 幼 红 细胞性贫血胞性贫血肌酸激酶肌酸激酶 77ppt课件
