王镜岩考研生物化学酶学学习教案.pptx

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1、会计学1王镜岩考研王镜岩考研(ko yn)生物化学酶学生物化学酶学第一页，共27页。2.2.酶的化学酶的化学酶的化学酶的化学(huxu)(huxu)本质本质本质本质绝大多数酶是蛋白质。绝大多数酶是蛋白质。80年代年代(nindi)以后发现某些酶的成分是以后发现某些酶的成分是RNA，称，称为核酶。为核酶。第2页/共27页第二页，共27页。酶按分子组成酶按分子组成酶按分子组成酶按分子组成(z chn)(z chn)分为单纯酶和结合分为单纯酶和结合分为单纯酶和结合分为单纯酶和结合酶。酶。酶。酶。a)单纯酶：仅由氨基酸残基构成单纯酶：仅由氨基酸残基构成(guchng)。b)结合酶：由蛋白质（酶蛋白）和

2、非蛋白质（辅助因子）组结合酶：由蛋白质（酶蛋白）和非蛋白质（辅助因子）组成，全酶酶蛋白辅助因子。成，全酶酶蛋白辅助因子。c)辅助因子包括辅助因子包括d)辅酶：与酶蛋白以非共价键疏松结合，可用透析等简辅酶：与酶蛋白以非共价键疏松结合，可用透析等简单方法分离；单方法分离；e)辅基：与酶蛋白以共价键牢固结合，不能用透析等简辅基：与酶蛋白以共价键牢固结合，不能用透析等简单方法分离。单方法分离。第3页/共27页第三页，共27页。第4页/共27页第四页，共27页。酶按酶按结构为单体酶按酶按结构为单体酶按酶按结构为单体酶按酶按结构为单体(dn t)(dn t)酶和寡聚酶和多酶体酶和寡聚酶和多酶体酶和寡聚酶和

3、多酶体酶和寡聚酶和多酶体系系系系单体酶：由一条肽链构成单体酶：由一条肽链构成(guchng)。寡聚酶：由多条肽链构成寡聚酶：由多条肽链构成(guchng)的一种酶。的一种酶。多酶体系：由代谢上相关的几种酶构成多酶体系：由代谢上相关的几种酶构成(guchng)的一种复合体。的一种复合体。第5页/共27页第五页，共27页。3.3.酶的分类酶的分类酶的分类酶的分类(fn li)(fn li)与命名与命名与命名与命名国际系统分类法将酶按其催国际系统分类法将酶按其催化反应的性质分为六大化反应的性质分为六大类，每一个酶都用四个类，每一个酶都用四个点隔开的数字编号，编点隔开的数字编号，编号前冠以号前冠以EC

4、（酶学委员（酶学委员会缩写），四个数字依会缩写），四个数字依次次(yc)表示该酶应属表示该酶应属的大类、亚类、亚亚类的大类、亚类、亚亚类及酶的顺序排号，这种及酶的顺序排号，这种编码一种酶的四个数字编码一种酶的四个数字即是酶的标码。即是酶的标码。第6页/共27页第六页，共27页。1.氧化还原酶类：催化底物进行各种氧化还原反应。氧化还原酶类：催化底物进行各种氧化还原反应。2.转移酶类：催化底物之间进行某些基团的转移或交换的反应。转移酶类：催化底物之间进行某些基团的转移或交换的反应。3.水解酶类：催化底物发生各种水解反应。水解酶类：催化底物发生各种水解反应。4.裂合酶类：催化共价连接基团的转移并形成

5、裂合酶类：催化共价连接基团的转移并形成(xngchng)双键的双键的反应或其逆反应。反应或其逆反应。5.异构酶类：可催化各种同分异构体之间相互转化反应。异构酶类：可催化各种同分异构体之间相互转化反应。6.合成酶类：催化两分子底物合成为一分子化合物，并伴随合成酶类：催化两分子底物合成为一分子化合物，并伴随ATP磷磷酸键断裂释能的反应。酸键断裂释能的反应。六大类酶六大类酶六大类酶六大类酶第7页/共27页第七页，共27页。研究酶反应速度研究酶反应速度(fnyngsd)(fnyngsd)及其影响因素，及其影响因素，这些因素包括酶浓度、底物浓度、温度、这些因素包括酶浓度、底物浓度、温度、pHpH、抑制剂

6、、激活剂等。抑制剂、激活剂等。二二.酶促反应酶促反应(fnyng)(fnyng)动力学动力学第8页/共27页第八页，共27页。2.1 2.1 酶反应速度酶反应速度酶反应速度酶反应速度(fn yng s(fn yng s d)d)和酶的计量和酶的计量和酶的计量和酶的计量 酶反应速度的测定，多用单位时间内产物浓度的增加作为反应速度的量酶反应速度的测定，多用单位时间内产物浓度的增加作为反应速度的量度。度。酶反应速度一般以初始速度表示。酶反应速度一般以初始速度表示。酶活性指酶催化某种化学反应的能力，以酶促反应速度表示。酶活性指酶催化某种化学反应的能力，以酶促反应速度表示。在规定条件下，酶促反应在单位时

7、间内生成一定量产物或消耗一定量底在规定条件下，酶促反应在单位时间内生成一定量产物或消耗一定量底物所需酶量。国际生化物所需酶量。国际生化(shn hu)学会酶学委员会规定：在特定条件学会酶学委员会规定：在特定条件下，每分钟催化下，每分钟催化1mol底物转化为产物所需的酶量为一个国际单位底物转化为产物所需的酶量为一个国际单位（IU）。）。用比活力（用比活力（mg蛋白中酶的活力），反映酶制剂的纯度。蛋白中酶的活力），反映酶制剂的纯度。第9页/共27页第九页，共27页。第10页/共27页第十页，共27页。底物浓度对反应速度底物浓度对反应速度(fn yng s d)的影响的影响其他因素其他因素(yn s

8、)不变，底物不变，底物浓度的变化对反应速度作图浓度的变化对反应速度作图（V-S曲线）：底物浓度很曲线）：底物浓度很低时，低时，V与与 S呈正比；底物呈正比；底物浓度再增加，浓度再增加，V的增加趋缓；的增加趋缓；当当S达某一值后，反应速度达某一值后，反应速度达最大，反应速度不再增加。达最大，反应速度不再增加。第11页/共27页第十一页，共27页。米氏方程米氏方程(fngchng)（Michaelis-Menten）根据根据(gnj)(gnj)中间产物学说，得出了反应速度与底物浓度中间产物学说，得出了反应速度与底物浓度关系的数学方程式。即米氏方程关系的数学方程式。即米氏方程:Vmax为最大反应速度

9、为最大反应速度(fn yng s d)，Km为米为米氏常数。氏常数。第12页/共27页第十二页，共27页。米氏常数米氏常数(chngsh)米氏常数米氏常数(chngsh)是酶的特征常数是酶的特征常数(chngsh)，只与，只与酶的性质有关，不受底物浓度和酶浓度的影响。酶的性质有关，不受底物浓度和酶浓度的影响。不同酶不同酶Km值不同。值不同。Km值是反应速度（值是反应速度（V）达到最大反应速度（）达到最大反应速度（Vmax）一）一半时的底物浓度（单位为半时的底物浓度（单位为mol/L或或mmol/L）。）。Km的大小近似地反映了酶与底物结合成中间产物的难的大小近似地反映了酶与底物结合成中间产物的

10、难易程度。如果一种酶可以催化几种底物发生反应，易程度。如果一种酶可以催化几种底物发生反应，Km值最小的底物是该酶的最适底物。值最小的底物是该酶的最适底物。通过米氏常数通过米氏常数(chngsh)可了解测定酶活性的底物浓度可了解测定酶活性的底物浓度第13页/共27页第十三页，共27页。米氏常数米氏常数(chngsh)的测定的测定作图法作图法第14页/共27页第十四页，共27页。双底物双底物(d w)反应机制反应机制顺序、随机、乒乓机制顺序、随机、乒乓机制第15页/共27页第十五页，共27页。酶浓度酶浓度(nngd)、温度、温度、pH对反应速度的影响对反应速度的影响 当当SE，使酶达饱和时，使酶达

11、饱和时，v与与E 近似成正比关系近似成正比关系(gun x)。升高温度可加快酶促反应速度，升高温度可加快酶促反应速度，同时也会加速酶蛋白变性。酶促同时也会加速酶蛋白变性。酶促反应速度最快时的环境温度称为反应速度最快时的环境温度称为该酶促反应的最适温度。该酶促反应的最适温度。pH影响酶活性中心某些必需基团、影响酶活性中心某些必需基团、辅酶及许多底物的解离状态。酶辅酶及许多底物的解离状态。酶促反应速度最快时的环境促反应速度最快时的环境pH称为称为酶促反应的最适酶促反应的最适pH。第16页/共27页第十六页，共27页。抑制剂对反应速度抑制剂对反应速度(fn yng s d)的影响的影响能使酶活性下降

12、而不引起酶蛋白变性的物质称酶的抑制剂。能使酶活性下降而不引起酶蛋白变性的物质称酶的抑制剂。根据抑制剂与酶结合牢固或疏松，分为可逆性抑制与不可逆根据抑制剂与酶结合牢固或疏松，分为可逆性抑制与不可逆性抑制。性抑制。可逆性抑制作用：以非共价键与酶或酶可逆性抑制作用：以非共价键与酶或酶-底物复合物疏松结合，底物复合物疏松结合，利用透析或超滤等简单方法利用透析或超滤等简单方法(fngf)(fngf)可除去其抑制，使酶恢可除去其抑制，使酶恢复活性，称可逆性抑制作用。复活性，称可逆性抑制作用。第17页/共27页第十七页，共27页。n竞争性抑制作用竞争性抑制作用n非竞争性抑制作非竞争性抑制作用用n反竞争性抑制

13、作用反竞争性抑制作用三种三种(sn zhn)可可逆抑制逆抑制第18页/共27页第十八页，共27页。酶的作用酶的作用(zuyng)机理机理 n活性中心：在反应过程中酶分子中直接参与反应的基活性中心：在反应过程中酶分子中直接参与反应的基团，所组成的空间结构。团，所组成的空间结构。n活性中心包括两个功能部位：与底物结合的结合部位活性中心包括两个功能部位：与底物结合的结合部位和催化部位。活性中心通常由酶分子中虽然和催化部位。活性中心通常由酶分子中虽然(surn)在一级结构上并不紧密相邻的几个氨基酸残基侧链上在一级结构上并不紧密相邻的几个氨基酸残基侧链上的基团组成。的基团组成。n对于需要辅因子的结合蛋白

14、酶来说，辅酶（或辅基）对于需要辅因子的结合蛋白酶来说，辅酶（或辅基）也是活性中心的组成部分。酶分子其它部分为酶活性也是活性中心的组成部分。酶分子其它部分为酶活性中心的形成提供了结构基础。中心的形成提供了结构基础。第19页/共27页第十九页，共27页。酶的专一性酶的专一性“诱导诱导(yudo)契合学说契合学说”酶酶的的活活性性中中心心与与底底物物的的结结构构不不是是刚刚性性互互补补而而是是柔柔性性互互补补。酶酶分分子子与与底底物物分分子子接接近近时时，酶酶蛋蛋白白质质受受底底物物分分子子诱诱导导(yudo)，构构象象发发生生有有利利于于与与底底物物结结合合的的变变化化，酶酶与与底底物物在在此此基

15、基础础上上互互补补楔楔合合，进进行反应。行反应。第20页/共27页第二十页，共27页。酶学中一些重要酶学中一些重要酶学中一些重要酶学中一些重要(zhngyo)(zhngyo)(zhngyo)(zhngyo)概念概念概念概念 第21页/共27页第二十一页，共27页。基本上均为寡聚酶。基本上均为寡聚酶。是代谢过程的关键调节酶。是代谢过程的关键调节酶。包括具有催化包括具有催化(cu hu)功能的活性中心及起调节功能的活性中心及起调节作用的调节中心。作用的调节中心。别构酶（别构酶（allosteric enzyme）第22页/共27页第二十二页，共27页。v-S曲线为曲线为S形曲线。形曲线。别构效应：

16、当调节物与酶分子中的变构中心别构效应：当调节物与酶分子中的变构中心结合后，诱导出或稳定住酶分子的某种构象，结合后，诱导出或稳定住酶分子的某种构象，使酶活性中心对底物的结合与催化作用受到使酶活性中心对底物的结合与催化作用受到影响，从而调节酶的反应速度及代谢影响，从而调节酶的反应速度及代谢(dixi)过程。过程。正效应剂通常是变构酶的底物，负效应剂一正效应剂通常是变构酶的底物，负效应剂一般是代谢般是代谢(dixi)反应序列的终产物。反应序列的终产物。别构效应别构效应第23页/共27页第二十三页，共27页。有机体内能够催化有机体内能够催化(cuhu)(cuhu)同一种化学反应，但其酶蛋白同一种化学反

17、应，但其酶蛋白本身的分子结构组成却有所不同的一组酶。本身的分子结构组成却有所不同的一组酶。同工酶（同工酶（Isoenzyme）第24页/共27页第二十四页，共27页。有些酶刚合成或初分泌时是酶的有些酶刚合成或初分泌时是酶的无活性前体，称为酶原。无活性前体，称为酶原。酶原转变为活性酶的过程称为酶酶原转变为活性酶的过程称为酶原激活。原激活。酶原激活通过水解一个或若干个酶原激活通过水解一个或若干个特定的肽键特定的肽键(ti jin)，酶的构，酶的构象发生改变，其多肽链发生进一象发生改变，其多肽链发生进一步折叠、盘曲、形成活性中心必步折叠、盘曲、形成活性中心必需的构象。需的构象。酶原酶原(mi yun)与与酶原酶原(mi yun)激激活活第25页/共27页第二十五页，共27页。酶原酶原(mi yun)激活的典型凝血系激活的典型凝血系统激活统激活第26页/共27页第二十六页，共27页。感谢您的观看感谢您的观看(gunkn)！第27页/共27页第二十七页，共27页。