1、第三章 酶1ppt课件概 述 酶酶(enzyme)是由活细胞合成的，对其底是由活细胞合成的，对其底物具有高度特异性和高度催化效能的蛋白物具有高度特异性和高度催化效能的蛋白质，是生物体内最主要的生物催化剂。质，是生物体内最主要的生物催化剂。目前将生物催化剂分为两类目前将生物催化剂分为两类:酶酶、核酶（脱氧核酶）核酶（脱氧核酶）2ppt课件p公元前两千多年，我国已有酿酒记载。p一百余年前，Pasteur认为发酵是酵母细胞生命活动的结果。p1878年，Khne首次提出enzyme一词。p1897年，Eduard Buchner用不含细胞的酵母提取液，实现了发酵。p1926年，Sumner首次从刀豆中
2、提纯出脲酶结晶。p1982年，Cech首次发现RNA也具有酶的催化活性，提出核酶(ribozyme)的概念。p1995年，Jack W.Szostak研究室首先报道了具有DNA连接酶活性DNA片段，称为脱氧核酶(deoxyribozyme)。酶学研究简史酶学研究简史3ppt课件第一节 酶的分子结构与功能酶的不同形式：酶的不同形式：p 单体酶：仅具有三级结构的酶。p 寡聚酶：由多个相同或不同亚基以非共价键连接组成的酶。p 多酶体系：由几种不同功能的酶彼此聚合形成的多酶复合物。p 多功能酶或串联酶：一些多酶体系在进化过程中由于基因的融合，多种不同催化功能存在于一条多肽链中，这类酶称为多功能酶。4p
3、pt课件蛋白质部分：酶蛋白蛋白质部分：酶蛋白辅助因子辅助因子 金属离子金属离子小分子有机化合物小分子有机化合物(辅酶或辅基辅酶或辅基)全酶全酶n 单纯酶单纯酶一、一、酶的分子组成中常含有辅助因子酶的分子组成中常含有辅助因子n 结合酶结合酶5ppt课件转移的基团辅酶或辅基名称所含的维生素氢原子（质子）NAD（烟酰胺腺嘌呤二核苷酸，辅酶I）烟酰胺（维生素PP之一）NADP（烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸，辅酶II烟酰胺（维生素PP之一）FMN（黄素单核苷酸）维生素B2（核黄素）FAD（黄素腺嘌呤二核苷酸）维生素B2（核黄素）醛基TPP（焦磷酸硫胺素）维生素B1（硫胺素）酰基辅酶A（CoA）泛酸烷基辅酶B
4、12维生素B12氨基磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺维生素B6（吡哆醛、吡哆胺）二氧化碳生物素生物素一碳单位四氢叶酸叶酸表表3-1 部分辅酶（辅基）在催化中的作用部分辅酶（辅基）在催化中的作用6ppt课件二、酶的活性中心是酶分子中执行其催化功能的部位二、酶的活性中心是酶分子中执行其催化功能的部位酶分子中能与底物酶分子中能与底物特异地结合并催化底物特异地结合并催化底物转变为产物的具有特定转变为产物的具有特定三维结构的区域。三维结构的区域。p 酶的活性中心酶的活性中心 (active center)7ppt课件酶分子中氨基酸残酶分子中氨基酸残基侧链的化学基团中，基侧链的化学基团中，一些与酶活性密切相关一些与
5、酶活性密切相关的化学基团。的化学基团。p 酶的必需基团酶的必需基团 (essential group)8ppt课件结合基团：与底物相结合结合基团：与底物相结合催化基团：催化底物转变成产物催化基团：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。活性中心内的必需基团活性中心内的必需基团活性中心外的必需基团活性中心外的必需基团9ppt课件图图3-1 酶的活性中心酶的活性中心活性中心以外活性中心以外的必需基团的必需基团底物分子底物分子催化基团催化基团活性中心活性中心
6、结合基团结合基团10ppt课件图图3-2 溶菌酶的活性中心溶菌酶的活性中心n 溶菌酶的活性中溶菌酶的活性中心是一裂隙，可心是一裂隙，可以容纳肽多糖的以容纳肽多糖的6个单糖基（个单糖基（A，B，C，D，E，F），），并与之形成氢键并与之形成氢键和和van derwaals力。力。n 催化基团是催化基团是35位位Glu，52位位Asp；n 101位位Asp和和108位位Trp是结合基团。是结合基团。11ppt课件三、同工酶三、同工酶 指催化相同的化学反应，但酶蛋白的分子结构、指催化相同的化学反应，但酶蛋白的分子结构、理化性质乃至免疫学性质不同的一组酶。理化性质乃至免疫学性质不同的一组酶。H HH
7、HH HH MH HMMHMMMMMMMLDH1 (H4)LDH2(H3M)LDH3(H2M2)LDH4(HM3)LDH5 (M4)图图3-3 乳酸脱氢酶五种同工酶的亚基构成乳酸脱氢酶五种同工酶的亚基构成12ppt课件图图 心肌梗死和肝病病人血清心肌梗死和肝病病人血清LDH同工酶谱的变化同工酶谱的变化1酶酶活活性性心肌梗死酶谱心肌梗死酶谱正常酶谱正常酶谱肝病酶谱肝病酶谱3452乳酸脱氢酶同工酶乳酸脱氢酶同工酶13ppt课件第二节 酶的工作原理一、酶促反应特点一、酶促反应特点（一）酶对底物具有极高的催化效率（一）酶对底物具有极高的催化效率 p 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
8、化反应高1081020倍，倍，比一般催化剂高比一般催化剂高1071013倍。倍。p 酶的催化不需要较高的反应温度。酶的催化不需要较高的反应温度。p 酶和一般催化剂加速反应的机理都是酶和一般催化剂加速反应的机理都是降低反应降低反应的活化能的活化能。酶比一般催化剂。酶比一般催化剂更有效地降低更有效地降低反应的反应的活化能。活化能。14ppt课件（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p 酶的特异性酶的特异性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。15ppt课件n 根据酶对其底物结构选择的严格程度不同
9、，酶的特异性可分为2种类型：酶的特异性酶的特异性绝对特异性绝对特异性相对特异性相对特异性立体异构特异性立体异构特异性作用于作用于一种底物一种底物作用于一类化合物作用于一类化合物或一种化学键或一种化学键作用于光学异构体或作用于光学异构体或立体异构中的一种立体异构中的一种脲酶脲酶琥珀酸脱氢酶琥珀酸脱氢酶磷酸酶磷酸酶脂肪酶脂肪酶乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶仅催化仅催化L-乳酸乳酸16ppt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机体通过对酶活性与酶量的调节使得体内代机体通过对酶活性与酶量的调节使得体内代谢过程受到精确调控，以使机体适应内外环境变谢过程受到精确调控，以使机体适应内外
10、环境变化和生命活动的需要。化和生命活动的需要。反馈抑制反馈抑制变构调节变构调节共价修饰调节共价修饰调节酶原激活酶原激活激活剂和抑制剂的作用激活剂和抑制剂的作用激素水平和神经系统的调节激素水平和神经系统的调节辅酶、辅基和金属离子影响酶的催化活力。辅酶、辅基和金属离子影响酶的催化活力。（四）酶具有不稳定性（四）酶具有不稳定性17ppt课件（一）酶比一般催化剂更有效地降低反应的活化能（一）酶比一般催化剂更有效地降低反应的活化能二、酶通过促进底物形成过渡态而提高反应速率二、酶通过促进底物形成过渡态而提高反应速率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
11、能 一般催化剂一般催化剂催化反应的活化能催化反应的活化能 能能量量 反应过程反应过程 底物平均能量底物平均能量 产物平均能量产物平均能量 图图3-5 酶促反应活化能的变化酶促反应活化能的变化 18ppt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+PES(过渡态过渡态)1.诱导契合作用使酶与底物密切结合2.邻近效应与定向排列使诸底物正确定位于酶的活性中心 3.表面效应表面效应使底物分子去溶剂化使底物分子去溶剂化（三）酶的催化机制呈多元催化作用（三）酶的催化机制呈多元催化作用19ppt课件第三节第三节 酶促反应动力学酶促反应动力学一、底物浓度
12、对反应速度的影响一、底物浓度对反应速度的影响 在其他因素不变在其他因素不变的情况下，底物浓度的情况下，底物浓度的变化对反应速度影的变化对反应速度影响的作图呈响的作图呈矩形双曲矩形双曲线线关系。关系。图图3-10 底物浓度对酶促反应速率的影响底物浓度对酶促反应速率的影响 20ppt课件 单底物、单产物反应；酶促反应速率一般在规定的反应条件下，用单位时间内底物的消耗量和产物的生成量来表示；反应速率取其初速率，即底物的消耗量很小（一般在5以内）时的反应速率 底物浓度远远大于酶浓度。p 研究前提：研究前提：21ppt课件一、底物浓度对反应速度的影响一、底物浓度对反应速度的影响0 当底物浓度较低当底物浓
13、度较低时，反应速率与底物时，反应速率与底物浓度成正比；反应为浓度成正比；反应为一级反应一级反应。图图3-10 底物浓度对酶促反应速率的影响底物浓度对酶促反应速率的影响 22ppt课件一、底物浓度对反应速度的影响一、底物浓度对反应速度的影响 随着底物浓度的随着底物浓度的升高，反应速率不再升高，反应速率不再成正比例加速，反应成正比例加速，反应速率取决于速率取决于S和和ES浓浓度；反应为度；反应为混合级反混合级反应应。图图3-10 底物浓度对酶促反应速率的影响底物浓度对酶促反应速率的影响 023ppt课件一、底物浓度对反应速度的影响一、底物浓度对反应速度的影响图图3-10 底物浓度对酶促反应速率的影
14、响底物浓度对酶促反应速率的影响 底物浓度很大时，底物浓度很大时，E全部被饱和，反应全部被饱和，反应速率不再增加，达最速率不再增加，达最大速率；反应为大速率；反应为零级零级反应反应。024ppt课件（一）米曼氏方程式揭示单底物反应的动力学特性（一）米曼氏方程式揭示单底物反应的动力学特性E+S k1k2k3ESE+P中间产物中间产物酶酶(E)的结合基团结合底物的结合基团结合底物(S)形成酶形成酶-底物复合物底物复合物(ES)酶的催化基团催化底物形成产物酶的催化基团催化底物形成产物(P)，ES转变转变EP 酶的结合基团释放酶的结合基团释放P，EP生成生成E和和P （1）25ppt课件VmaxS Km
15、+S 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m：米氏常数米氏常数p1913年年Michaelis和和Menten提出反应速率与底物提出反应速率与底物浓度关系的数学方程式，即米曼氏方程式，简浓度关系的数学方程式，即米曼氏方程式，简称称米氏方程式米氏方程式(Michaelis equation)。（2）26ppt课件米曼氏方程式推导过程米曼氏方程式推导过程E+S k1k2k3ESE+Pl 当反应处于稳态时：当反应处于稳态时：ES的生成速率=ES的分解速率k1(EES)S=k2 ES+k3 ES整理得：整理得：=(EES)Sk2+k3ES k1k
16、2+k3=Km（米氏常数）（米氏常数）k1令：令：则则 (EES)S=Km ES（3）（4）（5）27ppt课件米曼氏方程式推导过程米曼氏方程式推导过程ES=ESKm+S(6)整理得整理得:由于反应速率取决于单位时间内产物由于反应速率取决于单位时间内产物P的生成量，的生成量，所以所以 V=k3ES。将将(6)代入得代入得k3ES Km+S(8)V=当底物浓度很高，将酶的活性中心全部饱和时，当底物浓度很高，将酶的活性中心全部饱和时，即即E=ES，反应达最大速率，反应达最大速率Vmax=k3ES=k3E 将将(6)代入代入(8)得米氏方程式：得米氏方程式：Vmax S Km+S V=（7）28pp
17、t课件（二）（二）Km与与Vmax是重要的酶促反应动力学参数是重要的酶促反应动力学参数 当反应速率为最大反应速率一半时，米氏方程当反应速率为最大反应速率一半时，米氏方程式可以变换如下：式可以变换如下：2=Km+S Vmax VmaxSKm=S VmaxVSKmVmax/2 1.Km值等于酶促反应速率为最大反应速率一半时的底值等于酶促反应速率为最大反应速率一半时的底物浓度物浓度29ppt课件E+S k1k2k3ESE+P3.Km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。当当k2k3时，时，k3可以忽略不计，此时可以忽略不计，此时k3值近似于值近似于ES的解离常数的解
18、离常数Ks2.Km是酶的特征性常数之一是酶的特征性常数之一，只与酶的结构、底，只与酶的结构、底物和反应环境（如温度、物和反应环境（如温度、pH、离子强度）有关，、离子强度）有关，与酶的浓度无关。与酶的浓度无关。p对于同一底物，不同的酶有不同的对于同一底物，不同的酶有不同的Km值；多底值；多底物反应的酶对于不同底物也有不同的物反应的酶对于不同底物也有不同的Km值。值。30ppt课件Vmax=k3 E如果酶的总浓度已知，可从如果酶的总浓度已知，可从Vmax计算酶的计算酶的转换数，即动力学常数转换数，即动力学常数k3。酶的转换数酶的转换数是指在是指在酶被底物饱和的条件下，每个酶分子每秒钟将酶被底物饱
19、和的条件下，每个酶分子每秒钟将底物转化为产物的分子数。底物转化为产物的分子数。4.Vmax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5.酶的转换数酶的转换数31ppt课件（三）m与max常通过林-贝作图法求取p 林-贝氏作图法(又称双倒数作图法)VmaxS Km+SV=（林（林-贝氏方程）贝氏方程）+1/V=KmVmax 1/Vmax 1/S 两边同取倒数两边同取倒数图图3-11 双倒数作图法双倒数作图法-1/Km 1/Vmax 1/S1/V斜率Km/Vmax032ppt课件二、酶浓度对反应速率的影响二、酶浓度对反应速率的影响p 底物足够时酶浓度对反应速率的影响呈直线关系 当
20、SE，酶可被底物饱和的情况下，反应速度与酶浓度成正比。V=k3 E0 V E 图图3-12 酶浓度对酶促反应速率的影响酶浓度对酶促反应速率的影响 33ppt课件三、温度对反应速度的影响三、温度对反应速度的影响p 最适温度：酶促反应速率达最大时的反应系统的温度。最适温度：酶促反应速率达最大时的反应系统的温度。酶酶活活性性0.51.02.01.50 10 20 30 40 50 60 温度温度 C 图图3-13 温度对淀粉酶活性的影响温度对淀粉酶活性的影响 34ppt课件四、四、pH对反应速度的影响对反应速度的影响p最适最适pH：酶催化活性最高时反应体系的：酶催化活性最高时反应体系的pH。图图3-
21、14 pH对某些酶活性的影响对某些酶活性的影响 0酶酶的的活活性性 pH胃蛋白酶胃蛋白酶 淀粉酶淀粉酶 胆碱酯酶胆碱酯酶 24681035ppt课件五、抑制剂可降低酶促反应速率五、抑制剂可降低酶促反应速率p 酶的抑制剂(inhibitor)凡能使酶的催化活性下降而凡能使酶的催化活性下降而不引起酶蛋白不引起酶蛋白变性变性的物质称为酶的抑制剂。的物质称为酶的抑制剂。根据抑制剂和酶结合的紧密程度分为：根据抑制剂和酶结合的紧密程度分为：不可逆性抑制不可逆性抑制和和可逆性抑制可逆性抑制 p 酶的抑制剂作用的类型36ppt课件（一）不可逆性抑制剂（一）不可逆性抑制剂有机磷化合物 羟基酶解毒-解磷定(PAM
22、)不可逆性抑制剂通常以不可逆性抑制剂通常以共价键共价键与与酶活性中酶活性中心的必需基团心的必需基团相结合，使酶失活。此类抑制剂相结合，使酶失活。此类抑制剂不能用透析、超滤等方法予以去除不能用透析、超滤等方法予以去除。重金属离子及砷化合物 巯基酶解毒-二巯基丙醇(BAL)p 举例举例37ppt课件（二）可逆性抑制作用（二）可逆性抑制作用抑制剂通常以非共价键与酶或酶-底物复合物可逆性结合，使酶的活性降低或丧失；抑制剂可用透析、超滤等方法除去。p 类型类型竞争性抑制竞争性抑制非竞争性抑制非竞争性抑制反竞争性抑制反竞争性抑制38ppt课件1.竞争性抑制作用p 反应模式：反应模式：+有些抑制剂与底物的结
23、构相似，能与底物竞争酶的活性中心，从而阻碍酶底物复合物的形成。这种抑制作用称为竞争性抑制作用。39ppt课件p 作用特点：作用特点：抑制程度取决于抑制程度取决于抑制剂与酶的相抑制剂与酶的相对亲和力及底物对亲和力及底物浓度；浓度；I与与S结构类似，结构类似，竞争酶的活性中心；竞争酶的活性中心；竞争性抑制作用竞争性抑制作用40ppt课件p 作用特点：作用特点：竞争性抑制作用竞争性抑制作用 动力学特点：动力学特点：Vmax不变，表观不变，表观Km增大。增大。VSmaxVIK(1)SmKiiKI111m(1)VVKSVmaxmax双倒数方程式：双倒数方程式：抑制剂抑制剂 无抑制剂无抑制剂1/V 1/S
24、 1/Vmax-1/Km 图图3-15 竞争性抑制作用双倒数作图竞争性抑制作用双倒数作图41ppt课件p举例举例 磺胺类药物的抑菌机制磺胺类药物的抑菌机制与与对氨基苯甲酸对氨基苯甲酸竞争二氢叶酸合成酶竞争二氢叶酸合成酶竞争性抑制作用竞争性抑制作用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42ppt课件2.非竞争性抑制作用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，酶和底物的结合也不影响酶与抑制剂的结合。底物和抑制剂之间无竞争关系。但酶-底物-抑制剂复合物(ESI)不能进一步释放出产物。这种抑制作用称作非竞争性抑制
25、作用。43ppt课件p 反应模式：反应模式：非竞争性抑制作用非竞争性抑制作用+S S+S S+ESIEIEESEP44ppt课件p 作用特点：作用特点：非竞争性抑制作用非竞争性抑制作用 抑制程度取决于抑抑制程度取决于抑制剂的浓度；制剂的浓度；抑制剂与抑制剂与酶活性中酶活性中心外的必需基团心外的必需基团结合，结合，底物与抑制剂之间无底物与抑制剂之间无竞争关系；竞争关系；45ppt课件p 作用特点：作用特点：动力学特点：动力学特点：Vmax降低，表观降低，表观Km不变。不变。非竞争性抑制作用非竞争性抑制作用iiKI11I1m(1)(1)VVKSVKmaxmax双倒数方程式：双倒数方程式：图图3-1
26、6 非竞争性抑制作用双倒数作图非竞争性抑制作用双倒数作图抑制剂抑制剂1/V 1/S 无抑制剂无抑制剂 0-1/Km1/Vmax46ppt课件3.反竞争性抑制作用抑制剂仅与酶和底物形成的中间产物(ES)结合，使中间产物ES的量下降。这样，既减少从中间产物转化为产物的量，也同时减少从中间产物解离出游离酶和底物的量。这种抑制作用称为反竞争性抑制作用。47ppt课件p 反应模式：反应模式：反竞争性抑制作用反竞争性抑制作用p 作用特点：作用特点：抑制程度取决与抑制剂的浓度及底物的浓度；抑制程度取决与抑制剂的浓度及底物的浓度；抑制剂抑制剂只与酶只与酶-底物复合物底物复合物(ES)结合结合；48ppt课件反
27、竞争性抑制作用反竞争性抑制作用p 作用特点：作用特点：动 力 学 特 点：动 力 学 特 点：Vmax降低降低，表观，表观Km降低降低。双倒数方程式：双倒数方程式：抑制剂抑制剂 1/V 1/S 无抑制剂无抑制剂 0-1/Km1/Vmax图图3-17 反竞争性抑制作用双倒数作图反竞争性抑制作用双倒数作图49ppt课件表表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不不变变增增大大
28、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50ppt课件六、激活剂可提高酶促反应速率六、激活剂可提高酶促反应速率使酶由无活性变为有活性或使酶活性增加使酶由无活性变为有活性或使酶活性增加的物质称为酶的激活剂。的物质称为酶的激活剂。必需激活剂如己糖激酶 （Mg2+）p 激活剂种类激活剂种类非必需激活剂如唾液淀粉酶（Cl-）51ppt课件第四节第四节 酶的调节酶的调节p 调节对象：调节对象：关键酶关键酶p 调节方式：调节方式：多酶体系催化的代谢
29、通路中，速度最慢，多酶体系催化的代谢通路中，速度最慢，控制着整个代谢通路进行速度的酶促反应称为控制着整个代谢通路进行速度的酶促反应称为该通路的该通路的限速反应限速反应，催化此步反应的酶称为该，催化此步反应的酶称为该多酶体系的限速酶，又称为关键酶。多酶体系的限速酶，又称为关键酶。酶活性的调节酶活性的调节（快速调节）（快速调节）酶含量的调节酶含量的调节(缓慢调节）缓慢调节）酶的调节酶的调节变构调节变构调节共价修饰调节共价修饰调节52ppt课件一、酶促反应的快速调节一、酶促反应的快速调节（一）别构效应剂通过改变酶的构象而调节酶活性（一）别构效应剂通过改变酶的构象而调节酶活性一些代谢物可与某些一些代谢
30、物可与某些酶分子活性中心外酶分子活性中心外的某的某个部位非共价个部位非共价可逆可逆结合，引起酶的构象改变，从结合，引起酶的构象改变，从而改变酶的活性，此种调节方式称而改变酶的活性，此种调节方式称酶的别构调节。酶的别构调节。别构激活剂别构激活剂别构抑制剂别构抑制剂p别构酶（变构酶）别构酶（变构酶）p 别构部位（调节部位）别构部位（调节部位）p 别构效应剂别构效应剂53ppt课件p变构酶常为多个亚基构成的寡聚体，具有协同效应。图图3-18 别构酶的形曲线别构酶的形曲线变构激活变构激活变构抑制变构抑制 无变构效应剂无变构效应剂 酶的变构调节是体内代谢途径的重要快速调节酶的变构调节是体内代谢途径的重要
31、快速调节方式之一。方式之一。54ppt课件游离的催化亚游离的催化亚基具有蛋白激基具有蛋白激酶的活性。酶的活性。蛋白激酶蛋白激酶A（PKA）是一种四聚体组成的别构酶是一种四聚体组成的别构酶（C2R2）。）。R：调节亚基调节亚基C：催化亚基催化亚基RRcAMPcAMP激活激活PKA示意图示意图55ppt课件（二）酶的化学修饰调节（二）酶的化学修饰调节在其他酶的催化作用下，某些酶蛋白肽链上的一些基团可与某些化学基团发生可逆的共价结合，从而影响酶的活性，此过程称为共价修饰。p常见类型：常见类型：磷酸化与脱磷酸化（最常见）磷酸化与脱磷酸化（最常见）乙酰化和脱乙酰化乙酰化和脱乙酰化甲基化和脱甲基化甲基化和
32、脱甲基化腺苷化和脱腺苷化腺苷化和脱腺苷化 SH与与SS互变互变56ppt课件图图12-2 酶的磷酸化与脱磷酸化酶的磷酸化与脱磷酸化-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ThrSerTyr-O-PO32-酶蛋白酶蛋白57ppt课件（三）酶原的激活（三）酶原的激活p酶原的概念：酶原的概念：有些酶在细胞内合成或初分泌、或在其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，这种无活发挥催化功能前处于无活性状态，这种无活性的酶前体称作酶原。性的酶前体称作酶原。p酶原的激活：酶原的激活：在一定条件下，酶原向酶的转变过程。在一定条
33、件下，酶原向酶的转变过程。p酶原激活的实质：酶原激活的实质：形成或暴露酶的活性中心形成或暴露酶的活性中心58ppt课件赖赖缬缬天天天天天天天天甘甘异异赖赖缬缬天天天天天天天天缬缬组组丝丝甘甘异异缬缬组组丝丝肠激酶肠激酶胰蛋白酶胰蛋白酶活性中心活性中心图图3-19 胰蛋白酶原的激活胰蛋白酶原的激活59ppt课件二、二、酶含量的调节酶含量的调节（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（二）酶降解的调控与一般蛋白质降解途径相同（二）酶降解的调控与一般蛋白质降解途径相同 p 诱导作用(induction)p 阻遏作用(repression)p 组织蛋白降解的溶酶体途径（非ATP依赖
34、性蛋白质降解途径）p 组织蛋白降解的胞质途径（依赖ATP性泛素介导的蛋白降解途径）60ppt课件第五节第五节 酶的分类与命名酶的分类与命名一、酶可根据其催化的反应类型予以分类一、酶可根据其催化的反应类型予以分类p 根据酶反应的类型，酶可分为六大类：根据酶反应的类型，酶可分为六大类：（一）氧化还原酶类（一）氧化还原酶类（二）转移酶类（二）转移酶类（三）水解酶类（三）水解酶类（四）裂合酶类（四）裂合酶类（五）异构酶类（五）异构酶类（六）合成酶类（六）合成酶类 61ppt课件二、每一种酶均有其系统名称和推荐名称二、每一种酶均有其系统名称和推荐名称酶的分类催化的化学反应举例系统名称EC编号推荐名称氧化
35、还原酶类乙醛+NADH+H+乙醇：NAD+氧化还原酶EC 1.1.1.1乙醇脱氢酶转移酶类草酰乙酸+L-谷氨酸L-天冬氨酸：-酮戊二酸 氨基转移酶EC 2.6.1.1天冬氨酸转氨酶水解酶类 D-葡萄糖+H3PO4D-葡糖-6-磷酸水解酶EC 3.1.3.9葡糖6-磷酸酶 裂解酶类 磷酸二羟丙酮+醛酮糖-1-磷酸裂解酶EC 4.1.2.7醛缩酶 异构酶类D-果糖-6-磷酸D-葡糖-6-磷酸 酮-醇异构酶EC 5.3.1.9磷酸果糖异构酶连接酶类L-谷氨酰胺+ADP+磷酸L-谷氨酸：氨连接酶EC 6.3.1.2谷氨酰胺合成酶表表3-9 酶的分类与命名举例酶的分类与命名举例62ppt课件第六节第六节
36、 酶与医学的关系酶与医学的关系一、酶和疾病的发生、诊断及治疗密切相关一、酶和疾病的发生、诊断及治疗密切相关（一）许多疾病与酶的质和量的异常相关（一）许多疾病与酶的质和量的异常相关如：白化病（缺乏酪氨酸酶）1.酶的先天性缺陷是先天性疾病的重要病因之一2.一些疾病可引起酶活性或量的异常如：急性胰腺炎、维生素K缺乏、有机磷农药中毒等63ppt课件（二）体液中酶活性的改变可作为疾病的诊断指标（二）体液中酶活性的改变可作为疾病的诊断指标血清酶酶水平的改变病毒性肝炎胆管阻塞肌营养不良急性心肌梗死急性胰腺炎肿瘤转移到其他肝骨胆碱酶酯 或 有机磷化合物中毒 丙氨酸转氨酶 或 或 天冬氨酸转氨酶 碱性磷酸酶 骨
37、疾病，骨折酸性磷酸酶 或前列腺癌乳酸脱氢酶 或巨幼红细胞性贫血肌酸激酶 脂酶 小肠穿孔淀粉酶 -谷氨酰转移酶 64ppt课件（三）某些酶可作为药物用于疾病的治疗如：消化不良可服用胃蛋白酶、胰蛋白酶等 1.有些酶作为助消化的药物2.有些酶用于清洁伤口和抗炎如：在清洁化脓伤口的洗涤液中加入胰蛋白酶、溶菌酶、木瓜蛋白酶等。3.有些酶具有溶解血栓的作用如：临床常用链激酶、尿激酶及纤溶酶等溶解血栓。65ppt课件二、酶可作为试剂用于临床检验和科学研究二、酶可作为试剂用于临床检验和科学研究（一）有些酶可作为酶偶联测定法中的指示酶或辅（一）有些酶可作为酶偶联测定法中的指示酶或辅 助酶助酶 酶法分析酶法分析即
38、即酶偶联测定法酶偶联测定法(enzyme coupled assays)，是利用酶作为分析试剂，是利用酶作为分析试剂，对一些酶的活性、底物浓度、激活剂、抑制对一些酶的活性、底物浓度、激活剂、抑制剂等进行定量分析的一种方法。剂等进行定量分析的一种方法。66ppt课件p酶标记测定法是利用酶检测的敏感性对无催化酶标记测定法是利用酶检测的敏感性对无催化活性的蛋白质进行检测的一种方法。酶可以代活性的蛋白质进行检测的一种方法。酶可以代替同位素与某些物质相结合，从而使该物质被替同位素与某些物质相结合，从而使该物质被酶所标记。通过测定酶的活性来判断被其定量酶所标记。通过测定酶的活性来判断被其定量结合的物质的存
39、在和含量。结合的物质的存在和含量。p当前应用最多的是当前应用最多的是酶联免疫测定法（酶联免疫测定法（enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA）。（三）多种酶成为基因工程常用的工具酶（二）有些酶可作为酶标记测定法中的标记酶（二）有些酶可作为酶标记测定法中的标记酶67ppt课件 思考题思考题2、什么叫做酶的特异性？举例说明其分类。、什么叫做酶的特异性？举例说明其分类。1、与一般化学催化剂相比，酶有哪些作用特点？、与一般化学催化剂相比，酶有哪些作用特点？3、试写出米氏方程式及、试写出米氏方程式及Km、Vmax的意义。的意义。4、酶促反应动力学的主要影响因素有哪些
40、？各、酶促反应动力学的主要影响因素有哪些？各因素对反应速率有何影响？因素对反应速率有何影响？5、试述酶的调节方式。、试述酶的调节方式。68ppt课件图图3-6 酶与底物结合的诱导契合作用酶与底物结合的诱导契合作用69ppt课件酶与底物的邻近效应与定向排列酶与底物的邻近效应与定向排列70ppt课件表面效应表面效应71ppt课件有机磷化合物有机磷化合物羟基酶羟基酶磷酰化酶磷酰化酶（失活的酶）（失活的酶）酸酸羟基酶羟基酶 +（复活）（复活）磷酰化酶磷酰化酶 +解磷定解磷定（失活的酶）（失活的酶）解磷定与有解磷定与有 机磷的化合物机磷的化合物羟基酶的抑制羟基酶的抑制有机磷杀虫剂中毒与解毒有机磷杀虫剂中毒与解毒72ppt课件巯基酶的抑制巯基酶的抑制路易士气中毒与解毒路易士气中毒与解毒路易士气路易士气失活的酶失活的酶巯基酶巯基酶失活的酶失活的酶酸酸二巯基丙醇二巯基丙醇（BAL）巯基酶巯基酶BAL与砷剂与砷剂结合物结合物73ppt课件
