第二章酶学基本原理优秀PPT.ppt

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1、第二章酶学基本原理第一页，本课件共有84页酶酶-催化生命催化生命第二页，本课件共有84页第一节 酶的分类、组成一、一、酶的命名与分类酶的命名与分类二、二、酶的组成酶的组成第二节第二节 酶的结构与功能酶的结构与功能 第三页，本课件共有84页一、酶的命名与分类一、酶的命名与分类1 1、酶的命名、酶的命名(1)(1)系统命名法：系统命名法：包括所有底物的名称和反应类型。乳酸+NAD+丙酮酸+NADH+H+乳酸：乳酸：NAD+氧化还原酶氧化还原酶(2)(2)习惯习惯命名命名：只取一个较重要的底物名称和反应类型。乳酸：乳酸：NAD+氧化还原酶氧化还原酶乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶对于催化水解反应的酶一般在酶的名

2、称上省去反应类型对于催化水解反应的酶一般在酶的名称上省去反应类型。第四页，本课件共有84页(3)EC(3)EC 命名法命名法Each Each enzyme enzyme is is now now classified classified and and named named according according to to the the type type of of chemical chemical reaction reaction it it catalyzescatalyzes.So So an an enzyme enzyme is is assigned assign

3、ed a a four-number four-number classificationclassification and and a a two-part two-part namename called called a a systematic systematic namename.In In addition addition recommended recommended name is suggested by IUB for everyday use.name is suggested by IUB for everyday use.E.C.X.X.X.XE.C.X.X.X

4、.X乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶 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+该酶在亚亚类中的流水编号第五页，本课件共有84页2 2、酶的分类、酶的分类 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：第六页，本课件共有84页v氧化氧化-还原酶催化氧化还原酶催化氧化-还原反应。还原反应。v主要包括脱氢酶主要包括脱氢酶(dehydrogenase)(dehydrogenase)和氧化酶和氧化酶(Oxidase)(Oxidase)。v如乳酸如乳酸(Lactate)(Lactate)脱氢酶催化

5、乳酸的脱氢反应。脱氢酶催化乳酸的脱氢反应。酶的分类酶的分类1:1:氧化还原酶氧化还原酶 Oxidoreductase系统命名：供体：受体氧化还原酶推荐命名：（1）供体脱氢酶（2）受体氧化酶第七页，本课件共有84页v转移酶催化基团转移反应，即将一个底物分子的基团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。或原子转移到另一个底物的分子上。例如例如:谷丙转氨酶催化的氨基转移反应谷丙转氨酶催化的氨基转移反应酶的分类酶的分类2 2：转移酶转移酶 Transferase系统命名：供体：受体某基团转移酶推荐命名：受体（供体）某基团转移酶第八页，本课件共有84页 酶的分类酶的

6、分类3:3:水解酶水解酶 hydrolasev水解酶催化底物的加水分解反应。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。主要包括淀粉酶、蛋白酶、核酸酶及脂酶等。v例如，脂肪酶例如，脂肪酶(LipaseLipase)催化的脂的水解反应：催化的脂的水解反应：系统命名：底物+化学键位置+水解酶推荐命名：底物+酶第九页，本课件共有84页v裂合酶催化从底物分子中移去一个基团或裂合酶催化从底物分子中移去一个基团或原子形成双键的反应及其逆反应。原子形成双键的反应及其逆反应。v主要包括醛缩酶、水化酶及脱氨酶等主要包括醛缩酶、水化酶及脱氨酶等。v例如例如:延胡索酸水合酶催化的反应延胡

7、索酸水合酶催化的反应酶的分类酶的分类4 4：裂合酶裂合酶 Lyase系统命名：底物+裂解基团+裂合酶推荐命名：裂解底物+脱（基团）酶第十页，本课件共有84页v异构酶催化各种同分异构体的相互转化，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。即底物分子内基团或原子的重排过程。例如：例如：6-6-磷酸葡萄糖异构酶催化的反应磷酸葡萄糖异构酶催化的反应酶的分类酶的分类5 5：异构酶异构酶 Isomerase推荐命名：推荐命名：底物底物+异构酶异构酶第十一页，本课件共有84页v合成酶，又称为连接酶，能够催化合成酶，又称为连接酶，能够催化C-CC-C、C-OC-O、C-N C-N

8、以及以及C-S C-S 键的形成反应。这类反应必须与键的形成反应。这类反应必须与ATPATP分解分解反应相互偶联。反应相互偶联。vA+B+ATP+H-O-H=A-B+ADP+PiA+B+ATP+H-O-H=A-B+ADP+Pi 例如：丙酮酸羧化酶催化的反应。例如：丙酮酸羧化酶催化的反应。丙酮酸丙酮酸 +COCO2 2 草酰乙酸草酰乙酸酶的分类酶的分类6 6：合成酶合成酶 Ligase or Synthetase系统命名：系统命名：底物：底物连接酶酶底物：底物连接酶酶推荐命名：推荐命名：合成产物合成产物+合成酶合成酶第十二页，本课件共有84页v核酸酶是唯一的非蛋白酶。它是一类特殊的核酸酶是唯一的

9、非蛋白酶。它是一类特殊的RNARNA，能，能够催化够催化RNARNA分子中的磷酸酯键的水解及逆反应。分子中的磷酸酯键的水解及逆反应。v (to RNA flase)(to RNA flase)新酶新酶1 1：核酸酶核酸酶 Ribozyme 第十三页，本课件共有84页v抗体通过对抗原的包裹、降解等作用使抗原失活，其抗体通过对抗原的包裹、降解等作用使抗原失活，其生物特性十分类似于酶。生物特性十分类似于酶。v （to antibody flashto antibody flash）新酶新酶2 2：抗体酶抗体酶 Antibody 第十四页，本课件共有84页二、酶的组成：二、酶的组成：酶蛋白、辅酶酶蛋白

10、、辅酶（coenzymecoenzyme）辅基和金属离子）辅基和金属离子根据酶的组成情况，可以将酶分为两大类根据酶的组成情况，可以将酶分为两大类：v单纯蛋白酶单纯蛋白酶：它们的组成为单一蛋白质：它们的组成为单一蛋白质.v结结合合蛋蛋白白酶酶：某某些些酶酶，例例如如氧氧化化-还还原原酶酶等等，其其分分子子中中除除了蛋白质外，还含有非蛋白组分了蛋白质外，还含有非蛋白组分.v结结合合蛋蛋白白酶酶的的蛋蛋白白质质部部分分称称为为酶酶蛋蛋白白，非非蛋蛋白白质质部部分分包包括辅酶、辅基及金属离子括辅酶、辅基及金属离子(统称为辅因子统称为辅因子cofactorcofactor)。vv全全全全酶酶酶酶：酶酶蛋

11、蛋白白与与辅辅因因子子组组成成的的完完整整分分子子称称为为全全酶酶。单单纯纯的酶蛋白无催化功能的酶蛋白无催化功能.第十五页，本课件共有84页v辅因子：辅因子：酶蛋白中非蛋白质部分，它可以是无机离子也可以是有机化合物。辅因子辅酶辅基 与酶蛋白结合得紧密的小分子有机物与酶蛋白结合得紧密的小分子有机物。金属激活剂 金属离子作为辅助因子金属离子作为辅助因子。与酶蛋白结合得比较松的小分子有机物与酶蛋白结合得比较松的小分子有机物。第十六页，本课件共有84页全酶的结构全酶的结构第十七页，本课件共有84页辅酶在酶促反应中的作用辅酶在酶促反应中的作用v辅酶在催化反应过程中，直接参加了反应。辅酶在催化反应过程中，

12、直接参加了反应。v每每一一种种辅辅酶酶都都具具有有特特殊殊的的功功能能，可可以以特特定定地地催催化化某某一一类类型型的的反反应应。同同一一种种辅辅酶酶可可以以和和多多种种不不同的酶蛋白结合形成不同的全酶。同的酶蛋白结合形成不同的全酶。v一一般般来来说说，全全酶酶中中的的辅辅酶酶决决定定了了酶酶所所催催化化的的类类型型（反反应应专专一一性性），而而酶酶蛋蛋白白则则决决定定了了所所催催化化的的底底物物类型（底物专一性）。类型（底物专一性）。第十八页，本课件共有84页酶分子中的金属离子酶分子中的金属离子v根据金属离子与酶蛋白结合程度，可分为两类根据金属离子与酶蛋白结合程度，可分为两类：金属酶金属酶和

13、和金属激酶金属激酶。v在金属酶中在金属酶中,酶蛋白与金属离子结合紧密。如酶蛋白与金属离子结合紧密。如 FeFe2+2+/Fe/Fe3+3+、CuCu+/Cu/Cu3 3、ZnZn2+2+、MnMn2+2+、CoCo2 2 等。等。v金属酶中的金属离子作为酶的辅助因子，在酶促反金属酶中的金属离子作为酶的辅助因子，在酶促反应中应中传递电子，原子或功能团传递电子，原子或功能团。第十九页，本课件共有84页金属酶中离子催化作用金属酶中离子催化作用 v金属离子可以和水分子的金属离子可以和水分子的OH-OH-结合，使水结合，使水显示出更大的亲核催化性能。显示出更大的亲核催化性能。v许多氧化许多氧化-还原酶中

14、都含有铜或铁离子，还原酶中都含有铜或铁离子，它们作为酶的辅助因子起着传递电子的它们作为酶的辅助因子起着传递电子的功能。功能。提高水的亲核性能提高水的亲核性能 第二十页，本课件共有84页 电荷屏蔽作用电荷屏蔽作用v电荷屏蔽作用是酶中金属离子的一个重要功能。电荷屏蔽作用是酶中金属离子的一个重要功能。v多种激酶多种激酶(如磷酸转移酶如磷酸转移酶)的底物是的底物是MgMg2+2+ATPATP复合物。复合物。第二十一页，本课件共有84页 电子传递中间体电子传递中间体 第二十二页，本课件共有84页金属激酶中的金属离子金属激酶中的金属离子v激酶是一种磷酸化酶类，在激酶是一种磷酸化酶类，在ATPATP存在下存

15、在下催化葡萄催化葡萄糖，甘油等磷酸化。糖，甘油等磷酸化。v其中的金属离子与酶的结合一般较松散。在溶液中，其中的金属离子与酶的结合一般较松散。在溶液中，酶与这类离子结合而被激活。酶与这类离子结合而被激活。v如如NaNa+、K K+、Mg Mg2+2+、Ca Ca2+2+等。金属离子对酶有一等。金属离子对酶有一定的选择性定的选择性,某种金属只对某一种或几种酶有激活某种金属只对某一种或几种酶有激活作用。作用。第二十三页，本课件共有84页第二节 酶的结构与功能 一、一、酶蛋白质的结构酶蛋白质的结构二、二、活性中心活性中心与必需基团与必需基团三、三、催化机制催化机制第三节第三节 酶动力学酶动力学第二十四

16、页，本课件共有84页一、酶蛋白的结构v除少数核酶之外几乎所有的酶都是蛋白除少数核酶之外几乎所有的酶都是蛋白质质v蛋白质是由蛋白质是由2020种种天然氨基酸天然氨基酸构成的生物构成的生物大分子大分子v具有不对称碳原子，均是具有不对称碳原子，均是L-L-构型，但苷构型，但苷氨基酸例外氨基酸例外v酶具有蛋白质的四级结构酶具有蛋白质的四级结构第二十五页，本课件共有84页1、酶蛋白的一级结构v一级结构：多肽链的氨基酸残基的排列顺序多肽链的氨基酸残基的排列顺序。它是由基因上遗传密码的排列顺序所决定的。v每一种蛋白质分子都有自己特有的氨基酸的组成和排列顺序即一级结构，由这种氨基酸排列顺序决定它的特定的空间结

17、构，也就是蛋白质的一级结构决定了蛋白质的二级三级等高级结构，这就是荣获诺贝尔奖的著名的Anfinsen原理。第二十六页，本课件共有84页胰岛素的一级结构及不同动物胰岛素在胰岛素的一级结构及不同动物胰岛素在A链中的差异链中的差异 胰岛素（Insulin）由51个氨基酸残基组成，分为A、B两条链。A链21个氨基酸残基，B链30个氨基酸残基。A、B两条链之间通过两个二硫键联结在一起，A链另有一个链内二硫键。第二十七页，本课件共有84页2、酶的二级结构v二级结构：指多肽链借助于氢键沿一维方向排列成具有周期性的结构的构象，是多肽链局部的空间结构（构象）v二级结构形式：螺旋螺旋、折叠折叠、转角和无规则卷曲

18、等第二十八页，本课件共有84页螺旋螺旋(helix)v同一肽链上的每个残基的酰胺氢原子和位于它后面的第4个残基上的羰基氧原子之间形成氢键。第二十九页，本课件共有84页折叠折叠(sheet)v可分为平行式和反平行式两种类型，它们是通过肽链间或肽段间的氢键维系 在平行（在平行（A）和反平行（）和反平行（B）折叠片中氢键的排列折叠片中氢键的排列第三十页，本课件共有84页第三十一页，本课件共有84页转角转角(turn)v在转角中第一个残基的C=O与第四个残基的N-H，以氢键键合形成一个紧密的环状稳定结构v多处在蛋白质分子的表面,在这里改变多肽链方向的阻力比较小。两种主要类型的两种主要类型的转角转角第三

19、十二页，本课件共有84页蛋白质的二级结构蛋白质的二级结构第三十三页，本课件共有84页3、酶的三级结构v三级结构：指整条多肽链由二级结构元件构建成的总三维结构，包括一级结构中相距远的肽段之间的几何相互关系,骨架和侧链在内的所有原子的空间排列。胰岛素的三级结构胰岛素的三级结构第三十四页，本课件共有84页磷酸丙糖异构酶和丙酮酸激酶的三级结构磷酸丙糖异构酶和丙酮酸激酶的三级结构第三十五页，本课件共有84页4、四级结构（、四级结构（quaternary structure）v根据酶根据酶蛋白分子的特点，可将酶分为以下几类：蛋白分子的特点，可将酶分为以下几类：1.单体酶单体酶（monomeric enzy

20、me)：一般由一条多肽链组成，如溶菌酶；但有的单体酶是由多条肽链组成，肽链间二硫键相连构成一整体。2.寡聚酶寡聚酶(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。3.多酶复合物多酶复合物(multienzyme system)：几种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。第三十六页，本课件共有84页丙酮酸脱氢酶系（丙酮酸脱氢酶系（E.coliE.coli）：丙酮酸脱氢酶（）：丙酮酸脱氢酶（E E）、）、硫辛酰转乙酰酶（硫辛酰转乙酰酶（E E）和二氢硫辛酰脱氢酶（）和二氢硫辛酰脱氢酶（E E）

21、。）。EEE碱性EEE+EE+脲第三十七页，本课件共有84页v四级结构：在亚基和亚基之间通过疏水作用等次级键结合成为有序排列的特定的空间结构。v四级结构的蛋白质中每个球状蛋白质称为亚基亚基,亚基通常由一条多肽链组成，有时含两条以上的多肽链，单独存在时一般没有生物活性 血红蛋白的四级结构血红蛋白的四级结构第三十八页，本课件共有84页二、活性中心与必需基团必需基团必需基团：这些基团若经化学修饰使其改变，则酶的活性丧失。活性部位活性部位：酶分子中直接与底物结合，并和酶催化作用直接有关的部位。专一性必需基团必需基团活性部位维持酶的空间结构结合基团催化基团催化性质第三十九页，本课件共有84页vA A结合

22、部位结合部位 Binding siteBinding sitev酶分子中与底物结合酶分子中与底物结合的部位或区域一般称的部位或区域一般称为结合部位。为结合部位。1 1、酶分子结构特点酶分子结构特点第四十页，本课件共有84页第四十一页，本课件共有84页v酶分子中促使底物发生化学酶分子中促使底物发生化学变化的部位称为催化部位变化的部位称为催化部位。v通常将酶的结合部位和催化部通常将酶的结合部位和催化部位总称为酶的位总称为酶的活性部位活性部位或或活性活性中心。中心。v结合部位决定酶的专一性，结合部位决定酶的专一性，v催化部位决定酶所催化反应的性催化部位决定酶所催化反应的性质。质。B B、催化部位、催

23、化部位 catalytic sitecatalytic site第四十二页，本课件共有84页v酶分子中存在着一些可以与其他分子发生某种程酶分子中存在着一些可以与其他分子发生某种程度的结合的部位，从而引起酶分子空间构象的变度的结合的部位，从而引起酶分子空间构象的变化，对酶起激活或抑制作用。化，对酶起激活或抑制作用。C C、调控部位、调控部位 Regulatory site Regulatory site第四十三页，本课件共有84页v主要包括：主要包括：v亲核性基团：亲核性基团：丝氨酸丝氨酸的羟基，半胱氨酸的的羟基，半胱氨酸的巯基和组氨酸的咪唑巯基和组氨酸的咪唑基。基。2 2、酶活性中心、酶活性中

24、心 的必需基团的必需基团第四十四页，本课件共有84页v酸碱性基团酸碱性基团：门：门冬氨酸和谷氨酸冬氨酸和谷氨酸的羧基，赖氨酸的羧基，赖氨酸的氨基，酪氨酸的氨基，酪氨酸的酚羟基，组氨的酚羟基，组氨酸的咪唑基和半酸的咪唑基和半胱氨酸的巯基等。胱氨酸的巯基等。第四十五页，本课件共有84页三、三、酶催化作用机制酶催化作用机制1、酶催化作用特点、酶催化作用特点（1）高度专一性）高度专一性酶的专一性结构专一性立体结构专一性绝对专一性族的专一性键的专一性旋光异构专一性几何异构专一性第四十六页，本课件共有84页（2）催化效率高v催化转换数：每个酶分子每分钟催化底物转化的分子数。v酶催化的转换数一般为103mi

25、n-1左右。比非催化高1081020；比非酶催化的反应速度高1071013倍。v碳酸酐酶最高为3.6*107min-1（3）催化条件温和 一般在常温、常压及pH接近中性条件下进行第四十七页，本课件共有84页2 2、酶作用专一性的机制、酶作用专一性的机制v酶分子活性部位，一般都含有多个具有催化酶分子活性部位，一般都含有多个具有催化活性的手性中心，这些手性中心对底物分子活性的手性中心，这些手性中心对底物分子构型取向起着构型取向起着诱导和定向诱导和定向的作用，使反应可的作用，使反应可以按以按单一方向单一方向进行。进行。v酶能够区分对称分子中等价的潜手性基团酶能够区分对称分子中等价的潜手性基团。第四十

26、八页，本课件共有84页A A、“三点结合三点结合”的催化理论的催化理论v认为酶与底物的认为酶与底物的结合处至少有三结合处至少有三个点，而且只有个点，而且只有一种情况是完全一种情况是完全结合的形式。只结合的形式。只有这种情况下，有这种情况下，不对称催化作用不对称催化作用才能实现。才能实现。第四十九页，本课件共有84页B B、锁钥学说、锁钥学说 Lock&Key theoryv认为整个酶分子的天然构象是具有刚性认为整个酶分子的天然构象是具有刚性结构的，酶表面具有特定的形状。酶与结构的，酶表面具有特定的形状。酶与底物的结合如同一把钥匙对一把锁一样底物的结合如同一把钥匙对一把锁一样第五十页，本课件共有

27、84页C C、诱导楔合学说、诱导楔合学说 v酶表面并没有一种与底物互补的固定形状，而只是由于底酶表面并没有一种与底物互补的固定形状，而只是由于底物的诱导，酶才形成了互补形状物的诱导，酶才形成了互补形状.第五十一页，本课件共有84页（3 3）酶作用高效率的机制酶作用高效率的机制 v*中间产物学说中间产物学说v 在酶催化的反应中，第一步是酶与底物形成酶在酶催化的反应中，第一步是酶与底物形成酶底物中间复合物。当底物分子在酶作用下发底物中间复合物。当底物分子在酶作用下发生化学变化后中间复合物再分解成产物和酶生化学变化后中间复合物再分解成产物和酶。v E +S =E-S E +S =E-S P +E P

28、 +Evv许多实验事实证明了许多实验事实证明了许多实验事实证明了许多实验事实证明了E E E ES S S S复合物的存在。复合物的存在。复合物的存在。复合物的存在。E E E ES S S S复合复合复合复合物形成的速率与酶和底物的性质有关。物形成的速率与酶和底物的性质有关。物形成的速率与酶和底物的性质有关。物形成的速率与酶和底物的性质有关。第五十二页，本课件共有84页第五十三页，本课件共有84页第五十四页，本课件共有84页第五十五页，本课件共有84页v酶促反应：酶促反应：E+S=ES E+S=ES EPEP E+P E+Pv反应方向反应方向,即化学平衡方向即化学平衡方向,主要取决于反应自主

29、要取决于反应自由能变化由能变化 H H。v而反应速度快慢则主要取决于反应的活化能而反应速度快慢则主要取决于反应的活化能E Ea a。v催化剂的作用是降低反应活化能催化剂的作用是降低反应活化能E Ea,a,从而起到提从而起到提高反应速度的作用高反应速度的作用*降低活化能降低活化能第五十六页，本课件共有84页反应过程中能的变化反应过程中能的变化第五十七页，本课件共有84页v酶催化作用的本质是酶的活性中心与底酶催化作用的本质是酶的活性中心与底物分子物分子通过短程非共价力通过短程非共价力(如氢键如氢键,离子离子键和疏水键等键和疏水键等)的作用，形成的作用，形成E-SE-S反应中反应中间物间物。v其结果

30、其结果使底物的价键状态发生形变或极使底物的价键状态发生形变或极化，起到激活底物分子和降低过渡态活化，起到激活底物分子和降低过渡态活化能作用化能作用。第五十八页，本课件共有84页第三节 酶动力学 一、米氏方程一、米氏方程二、抑制作用二、抑制作用（一）可逆抑制作用（一）可逆抑制作用（二）不可逆抑制作用（二）不可逆抑制作用第五十九页，本课件共有84页一、米氏方程一、米氏方程n当反应速度等于最大速度一当反应速度等于最大速度一半时半时,即即V V=1/2 =1/2 V Vmax,max,K Km=m=S S n上式表示上式表示,米氏常数是反应速米氏常数是反应速度为最大值的一半时的底物浓度为最大值的一半时

31、的底物浓度，单位为度，单位为mol/Lmol/L。nK Km m 为米氏常数为米氏常数，n nV Vmaxmaxmaxmax为最大反应速度为最大反应速度第六十页，本课件共有84页米氏常数米氏常数KmKm的意义的意义v不同的酶具有不同不同的酶具有不同K Km m值，是酶的一个特值，是酶的一个特征物理常数。征物理常数。vKmKm值只是在值只是在固定的底物，一定的温度和固定的底物，一定的温度和pHpH条件下，一定的缓冲体系中条件下，一定的缓冲体系中测定的，测定的，不同条件下具有不同的不同条件下具有不同的KmKm值。值。vvK Km m值表示酶与底物之间的亲和程度：值表示酶与底物之间的亲和程度：K K

32、m m值大表示亲和程度小，酶的催化活性低值大表示亲和程度小，酶的催化活性低;K Km m值小表示亲和程度大值小表示亲和程度大,酶的催化活酶的催化活性高性高。第六十一页，本课件共有84页米氏常数的求法：米氏常数的求法：双倒数作图法双倒数作图法斜率斜率=Km/Vmax-1/Km1/Vmax 1 1 K Km 1 1m 1 1 =+V V V Vmax S max S V Vmaxmax第六十二页，本课件共有84页二、抑制作用 可逆性抑制：抑制剂与酶的结合是可逆的，只要 除去抑制剂，酶活即可全部或部分 恢复。酶酶抑抑制制作作用用不可逆性抑制：抑制剂与酶结合后抑制剂难于 除去，酶活性不能恢复第六十三页

33、，本课件共有84页酶的可逆抑制作用酶的可逆抑制作用v竞争性抑制竞争性抑制（competitive inhibition）：抑制剂和底物竞争与酶分子结合而引起的抑制作用。第六十四页，本课件共有84页例:丙二酸对琥珀酸脱氢酶的抑制作用 竞争性抑制的效果与竞争性抑制剂的浓度、底物浓度竞争性抑制的效果与竞争性抑制剂的浓度、底物浓度及抑制剂和底物与酶的亲和力大小有关。及抑制剂和底物与酶的亲和力大小有关。第六十五页，本课件共有84页竞争性抑制作用 竞争性抑制剂的特点：竞争性抑制剂的特点：酶催化反应的的最大酶催化反应的的最大VmVm不变，不变，而米氏常数而米氏常数KmKm增大增大第六十六页，本课件共有84页

34、v非竞争性抑制非竞争性抑制（noncompetitive inhibition）：是指抑制剂与底物分别与酶分子上的不同位点结合，引起酶活性降低的抑制作用。第六十七页，本课件共有84页非竞争性抑制作用 特点：反应最大反应速度特点：反应最大反应速度VmVm减小，米氏常数减小，米氏常数KmKm不变。不变。第六十八页，本课件共有84页v反竞争性抑制（uncompetitive inhibition）在底物与酶分子结合生成中间复合物后，抑制剂再与中间复合物结合引起的抑制作用。第六十九页，本课件共有84页反竞争性抑制 特点：反应最大反应速度特点：反应最大反应速度VmVm和米氏常数和米氏常数KmKm同时减小

35、。同时减小。第七十页，本课件共有84页不可逆抑制不可逆抑制抑制剂与酶反应中抑制剂与酶反应中心的活性基团以共心的活性基团以共价形式结合，引起价形式结合，引起酶的永久性失活。酶的永久性失活。如有机磷毒剂二异如有机磷毒剂二异丙基氟磷酸酯。丙基氟磷酸酯。第七十一页，本课件共有84页第四节 影响酶催化反应的因素 一、底物浓度的影响一、底物浓度的影响二、酶浓度对反应速度的影响二、酶浓度对反应速度的影响三、温度对酶反应的影响三、温度对酶反应的影响四、四、pHpH五、激活剂的影响五、激活剂的影响六、抑制剂的影响六、抑制剂的影响七、作用时间的影响七、作用时间的影响八、工艺及设备八、工艺及设备第七十二页，本课件共

36、有84页一、底物浓度对酶反应速度的影响一、底物浓度对酶反应速度的影响l米氏方程第七十三页，本课件共有84页二、酶浓度对酶反应速度的影响二、酶浓度对酶反应速度的影响SEVE v条件：底物过量时，由vE+S=ES-E+P 得：vvV=kV=k3/k/k2ES=kES=k3 3ES=kES=k3EEvV=kV=k3 3EEk1k3k2第七十四页，本课件共有84页三、温度对酶反应速度影响l每种酶的催化反应都有每种酶的催化反应都有其最适宜的温度其最适宜的温度l温度对酶的作用分两个方温度对酶的作用分两个方面：面：a.a.温度升高引起酶失活速温度升高引起酶失活速度加快。度加快。b.b.温度升高使酶反应速度温

37、度升高使酶反应速度加快。加快。第七十五页，本课件共有84页四、四、pH对酶反应速度的影响对酶反应速度的影响p酶的最适pH不是一个固定常数。它受到底物的种类、浓度;缓冲液的种类、浓度;酶的纯度;反应的温度、时间等的影响。ppH影响反应速度的原因:a.pH影响了酶分子、底物分子和ES复合物的解离状态。b.过高或过低的pH使得酶分子变性第七十六页，本课件共有84页五、激活剂的影响v激活剂:能够增加酶的催化活性或使酶的催化活性显示出来的物质。v酶激活剂：a.无机离子v一些金属离子，如Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Cu2+、Zn2+、Fe2+等。v阴离子：如如Cl-、Br-、I-、CN-等等 v氢离

38、子b.有机分子c.具有蛋白质性质的大分子，如酶原可被一些蛋白酶激活，蛋白酶可看作为激活剂。第七十七页，本课件共有84页六、酶抑制剂的影响v酶抑制剂：能够使酶活性降低或丧失的物质。v有些酶抑制剂是细胞正常代谢物质，它可作为一种抑制剂在细胞代谢调节中起作用。大多数抑制剂是外源物质主要包括：各种无机离子、小分子有机物和蛋白质等。v酶的抑制剂一般具备两个方面的特点酶的抑制剂一般具备两个方面的特点：A.在化学结构上与被抑制的底物分子或底物的过渡状态相似。B.能够与酶的活性中心以非共价或共价的方式形成比较稳定的复合体或结合物。第七十八页，本课件共有84页第五节 酶活性的测定 一、一、酶基本概念酶基本概念二

39、、二、酶催化活性测定的原理酶催化活性测定的原理三、三、操作要求操作要求第七十九页，本课件共有84页一、酶活基本概念1 1、定义定义：在一定条件下，一定时间内将一定量的底物转化为产物所需要一定条件下，一定时间内将一定量的底物转化为产物所需要的酶量。可以用每克酶制剂或每毫升酶制剂含有多少酶单位来表示的酶量。可以用每克酶制剂或每毫升酶制剂含有多少酶单位来表示（U/gU/g或或U/mlU/ml）。2 2、酶活单位：、酶活单位：v国际酶活单位国际酶活单位：19611961年国际酶学委员会规定年国际酶学委员会规定“国际单位国际单位”表示酶活力：表示酶活力：在特定条件下（温度可采用在特定条件下（温度可采用2

40、525或其它选用的温度，或其它选用的温度，pHpH等条件均采用等条件均采用最适条件），每最适条件），每1min 1min 催化催化1 1mol 的底物转化为产物的酶量定义为的底物转化为产物的酶量定义为1 1个酶活力单位。这个单位称为国际单位（个酶活力单位。这个单位称为国际单位（IUIU）。）。vKatalKatal单位单位：一个：一个katalkatal单位是指在最适反应条件下，每秒钟催化单位是指在最适反应条件下，每秒钟催化1moL1moL底物转化为产物所需要的酶量。底物转化为产物所需要的酶量。1Kat1Kat6 6 10107 7IUIU，1IU=16.7nKat1IU=16.7nKat 第

41、八十页，本课件共有84页3.酶的比活力（specific activity）酶的比活力代表酶的纯度，以每mg蛋白质所含有的酶活力单位数表示。对同一种酶来说，比活力愈大，纯度愈高。4.酶的转换数：kp 每个酶分子每分钟催化底物转化的分子数。即每摩尔酶每分钟催化底物转化为产物的摩尔数，是酶催化效率的一个指标。单位min-1第八十一页，本课件共有84页二、酶活测定步骤：v反应体系选择/反应条件确定v将酶与底物混合记下反应开始和结束时间。v反应物检测/酶活力计算v终止反应方法：v沸水浴加热使酶失活v加入酶变性剂使酶失活v加入酸或碱使酶反应停止v置于低温冰箱或冰盐水中使酶反应停止第八十二页，本课件共有84页 三、酶活测定的操作要求1 1、恒温、恒温2 2、准确计时、准确计时3 3、恒定缓冲液的、恒定缓冲液的pHpH及离子强度及离子强度4 4、空白参照、空白参照5 5、定量测定酶活、定量测定酶活第八十三页，本课件共有84页定量测定酶活的方法1 1、酸碱滴定、酸碱滴定2 2、气相色谱、气相色谱3 3、分光光度法、分光光度法4 4、放射性同位素、放射性同位素5 5、碘量法、碘量法6 6、测压法测压法第八十四页，本课件共有84页