《生物化学ppt课件》4：酶.ppt

《《生物化学ppt课件》4：酶.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《生物化学ppt课件》4：酶.ppt（75页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、 第第 四四 章章 酶酶化学（化学（EnzymeEnzyme)卉沿煽提肛耻躬孺聋醇窃漫扔车剃粳留鸥底恤找纬矽丰则家榆锋佛专剐稚生物化学课件4：酶生物化学课件4：酶学习目的与要求：学习目的与要求：1.酶的酶的概念概念及发展及发展分类及命名分类及命名5.酶作用的机制酶作用的机制2.酶催化作用的特点酶催化作用的特点 6.酶促反应的速度及其影响因素酶促反应的速度及其影响因素3.3.酶的化学本质及组成酶的化学本质及组成7.酶的分离纯化与酶活力测定酶的分离纯化与酶活力测定4.4.酶结构与其生物活性的关系酶结构与其生物活性的关系 8.8.8.8.酶的多样性酶的多样性酶的多样性酶的多样性重点：重点：1.1.酶

2、的化学本质及组成酶的化学本质及组成4.酶促反应的速度及其影响因素酶促反应的速度及其影响因素2.2.酶结构与其生物活性的关系酶结构与其生物活性的关系 5.酶的分离纯化与酶活力测定酶的分离纯化与酶活力测定3.酶作用的机制酶作用的机制难点：难点：1.酶作用的机制酶作用的机制3.3.抑制剂对酶反应的影响抑制剂对酶反应的影响2.2.底物浓度对酶促反应速度影响底物浓度对酶促反应速度影响 4.4.酶活力测定酶活力测定垮掏穆虞羹励露谈擞橱诣釉搞捻困气菩盗臭鹤茹突卸数迹蒲涸败寻红穴巩生物化学课件4：酶生物化学课件4：酶第一节、酶的概念，分类及命名第一节、酶的概念，分类及命名一一.酶的概念及发展酶的概念及发展 酶

3、酶是一类由活性细胞产生的具有催化作用和高度专一是一类由活性细胞产生的具有催化作用和高度专一性的特殊性的特殊蛋白质蛋白质。简单说，酶是一类由活性细胞产生的。简单说，酶是一类由活性细胞产生的生生物催化剂物催化剂。酶的概念酶的概念懂碌呀袒仿温常草娄宾题州逊确仑卯抬椰铰卜丙禽屋殃钡寒羌蔡缝控烫匈生物化学课件4：酶生物化学课件4：酶发展史发展史(1)(1)酶是蛋白质酶是蛋白质:1926 1926年年,James Summer,James Summer由刀豆制出脲酶结晶确立酶是蛋白质的观由刀豆制出脲酶结晶确立酶是蛋白质的观念，其具有蛋白质的一切性质。念，其具有蛋白质的一切性质。(2)(2)核酶的发现：核酶

4、的发现：1981 198119821982年，年，Thomas R.CechThomas R.Cech实验发现有催化活性的天然实验发现有催化活性的天然RNARibozymeRNARibozyme。L19 RNA L19 RNA和核糖核酸酶和核糖核酸酶P P的的RNARNA组分具有酶活性是两个最著名的例组分具有酶活性是两个最著名的例子。子。1995 1995年，发现年，发现DNADNA的催化活性。的催化活性。(3)(3)抗体酶（抗体酶（abzymeabzyme）：）：1986 1986年，年，Richard LerrurRichard Lerrur和和Peter SchaltzPeter Sch

5、altz运用单克隆抗体技术运用单克隆抗体技术制备了具有酶活性的抗体（制备了具有酶活性的抗体（catalytic antibodycatalytic antibody）。）。秩瘸秀扛洪苫蹄尖驶栖呕履荡妥诫乳属菇夷司撬半迂端砂措贝搬斩藏朱仗生物化学课件4：酶生物化学课件4：酶二二.酶的分类酶的分类n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。n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)。n如，乳酸如，乳酸(Lactate)(Lactate)脱氢酶催化乳酸的脱氢反应。脱氢酶催化乳酸的脱氢

6、反应。1.1.氧化氧化-还原酶还原酶 Oxidoreductase Oxidoreductase馒愿谊藻否纷片筑朔膏裙芯择未艺溃究砌喻根橡虞览幂左闰陵顺簇舰变役生物化学课件4：酶生物化学课件4：酶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。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。2.2.转移酶转移酶 Transferase Transferase怜付匹搓焙予颈迂精给沼秦擅霞谴鸳趾泛岛躇酗询峪样绥树铭琐欺遣侯奉生物化学课件4：酶生物化学课件4：酶n水解酶

7、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。n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。n例如，脂肪酶例如，脂肪酶(Lipase)(Lipase)催化的脂的水解反应催化的脂的水解反应3.3.水解酶水解酶 Hydrolase Hydrolase撅烯周漏被椽耸蒜篷秋毗疲腔萄术塔桑膝电支恢哟炎斧怎势孤耗洪冕赠垃生物化学课件4：酶生物化学课件4：酶n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 原子形成双键的反原子形成双键的反应及其逆反应。应及其逆反应。n 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。n

8、 例如，例如，延胡索酸水合酶催化的反应。延胡索酸水合酶催化的反应。4.裂解酶裂解酶 Lyase Lyase乾逻瘦脐友琵趁贰操情杭渭腿厦汉读甸蠕嫡潞津娩屑货俏煽据揖景苑也袍生物化学课件4：酶生物化学课件4：酶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。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。5.异构酶异构酶 Isomerase Isomerase境芽瓮酉稻僚膝盟掉祥娠孜咏军啥喇襟桔蛮但拳筏肺目颂雏黎仔房了傣姻生物化学课件4：酶生物化学课件4：酶n合成酶，又称为连接酶

9、，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 以及以及C-S C-S 键的键的形成反应。这类反应必须与形成反应。这类反应必须与ATPATP分解反应相互偶联。分解反应相互偶联。A+B+ATP+H-O-H=A A+B+ATP+H-O-H=A B+ADP+Pi 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 +CO +CO2 2 草酰乙酸草酰乙酸6.6.合成酶合成酶 Ligase or Synthetase Ligase or Synthetase越宾笋撞袜缎墅记希槐邓椭皂廉拟走汉吊邻阮悯逛韧佣阿施揉纤仆绑琉摔生物化学课

10、件4：酶生物化学课件4：酶三三.酶的命名酶的命名（1 1）根据其催化底物来命名；）根据其催化底物来命名；（2 2）根据所催化反应的性质来命名；）根据所催化反应的性质来命名；（3 3）结合上述两个原则来命名；）结合上述两个原则来命名；（4 4）有时在这些命名基础上加上酶的来源或其它特点。）有时在这些命名基础上加上酶的来源或其它特点。1.1.习惯命名法习惯命名法2.2.国际系统命名法国际系统命名法n系统名称包括底物名称、构型、反应性质系统名称包括底物名称、构型、反应性质,2,2个底物，底物个底物，底物之间之间“：”，水解酶水解，水解酶水解2 2字可省略，最后加一个酶字。字可省略，最后加一个酶字。例

11、如：例如：(习惯名称习惯名称:谷丙转氨酶谷丙转氨酶)系统名称系统名称:L-:L-丙氨酸丙氨酸 ：-酮戊二酸氨基转移酶酮戊二酸氨基转移酶 酶催化的反应酶催化的反应:谷氨酸谷氨酸+丙酮酸丙酮酸 -酮戊二酸酮戊二酸+丙氨酸丙氨酸颂古亚直浪潭涪稚粘迪滨池绵禁孺寇覆碑瓜磊毕税滓褂淖辗瘫半枯盈并七生物化学课件4：酶生物化学课件4：酶四四.酶的编号酶的编号例如：例如：RNaseT1-EC3148 EC -EC -酶酶 3 -3 -水解酶水解酶 1 -1 -脂脂键键 4 -4 -磷酸二酯键磷酸二酯键 8 -8 -编号（第编号（第8 8个）个）钵挨钻肥涎掠个萨领拢习豫斗呜歉扭闸傣懦裴啃链屯峭胞坦圃阴尔诣操言生物

12、化学课件4：酶生物化学课件4：酶第二节、酶催化作用的特点一.酶和一般催化剂的共性及酶催化作用特性酶和一般催化剂的共性及酶催化作用特性1.1.酶和一般催化剂的酶和一般催化剂的共性共性：n加快反应速度；加快反应速度；n不改变平衡常数；不改变平衡常数；n自身不参与反应。自身不参与反应。2.2.酶催化作用酶催化作用特性特性：n条件温和条件温和：常温、常压、：常温、常压、pH=7pH=7；n高效率高效率：反应速度与不加催化剂相比可提高：反应速度与不加催化剂相比可提高10108 8 10102020，与加普通催化剂相比可提高，与加普通催化剂相比可提高10107 710101313；n专一性专一性：即酶只能

13、对特定的一种或一类底物起作用。：即酶只能对特定的一种或一类底物起作用。n易变敏感性易变敏感性：易受各种因素的影响。：易受各种因素的影响。n酶的活性调节控制酶的活性调节控制：受在活细胞内受到精密严格的调节控制。：受在活细胞内受到精密严格的调节控制。n酶分子代谢更新：酶分子代谢更新：扼阮谩押裙波横谜苯寨祟吞釉据缉介旁桑至州筋烽而拦拖七娱慰诞狰什盅生物化学课件4：酶生物化学课件4：酶二二.专一性专一性1.1.绝对专一性绝对专一性有些酶只作用于一种底物，催化一个反应，有些酶只作用于一种底物，催化一个反应，而不作用于任何其它物质。而不作用于任何其它物质。2.2.相对专一性相对专一性这类酶对结构相近的一类

14、底物都有作用。这类酶对结构相近的一类底物都有作用。3.3.立体异构专一性立体异构专一性簇（基团）专一性簇（基团）专一性键专一性键专一性旋光异构专一性。旋光异构专一性。几何异构专一性几何异构专一性曰配碧轻郊序牲践氮宇裴予辖宇郡篆疫殷库富择阶挣税选姓滑椎侩真畦换生物化学课件4：酶生物化学课件4：酶第三节、酶的化学本质及组成第三节、酶的化学本质及组成一一.酶的化学本质酶的化学本质1.1.由由基本组成单位氨基酸基本组成单位氨基酸2.2.具有具有蛋白质的性质蛋白质的性质-两性离解性质等两性离解性质等3.3.具具有有双缩脲反应双缩脲反应二二.酶的组成酶的组成全酶全酶(holoenzyme(holoenzy

15、me）=酶蛋白酶蛋白+辅因子辅因子单成份酶单成份酶：脲酶、蛋白酶、淀粉酶、核糖核酸酶等。：脲酶、蛋白酶、淀粉酶、核糖核酸酶等。（简单蛋白质简单蛋白质）双成份酶双成份酶（结合蛋白质）（结合蛋白质）酶酶 酶蛋白酶蛋白（apoenzymeapoenzyme）辅因子辅因子（cofactercofacter)辅酶辅酶（coenzyme)coenzyme)辅基辅基(prosthetic group)(prosthetic group)监作词粕于脏骄恤蠕酌股溢僳觅瓮摊匹缓愉才聊枢附缨证答熙彬懈幌整是生物化学课件4：酶生物化学课件4：酶三三.酶的辅因子酶的辅因子酶的辅因子是酶的对热稳定的非蛋白小分子物质部分，

16、酶的辅因子是酶的对热稳定的非蛋白小分子物质部分，其主要作用是作为电子、原子或某些基团的载体参与反其主要作用是作为电子、原子或某些基团的载体参与反应并促进整个催化过程。应并促进整个催化过程。(1)(1)传递电子体：传递电子体：如如 卟啉铁、卟啉铁、铁硫簇；铁硫簇；(2)(2)传递氢（递氢体）：传递氢（递氢体）：如如 FMN/FADFMN/FAD、NAD/NADPNAD/NADP、C C0 0Q Q、硫辛酸；、硫辛酸；(3)(3)传递酰基体：传递酰基体：如如 C C0 0A A、TPPTPP、硫辛酸；、硫辛酸；(4)(4)传递一碳基团：传递一碳基团：如如 四氢叶酸；四氢叶酸；(5)(5)传递磷酸基

17、：传递磷酸基：如如 ATPATP，GTPGTP；(6)(6)其它作用：其它作用：转氨基，如转氨基，如 V VB6 B6；传递传递COCO2 2，如，如 生物素。生物素。腋洼谆目婴父忱瘁涣啊挽培赌暂聚吸酌锌狱衙近愈左天悔部基爪抬纶框止生物化学课件4：酶生物化学课件4：酶第四节第四节 酶分子结构与其生物活性的关系酶分子结构与其生物活性的关系一.酶分子结构酶分子结构根据结构不同酶可分为根据结构不同酶可分为单体酶单体酶：只有单一的三级结构蛋白质构成。：只有单一的三级结构蛋白质构成。寡聚酶寡聚酶：由多个（两个以上）具有三级结构的亚基聚合而成。：由多个（两个以上）具有三级结构的亚基聚合而成。多酶复合体多酶

18、复合体：由几个功能相关的酶嵌合而成的复合体。：由几个功能相关的酶嵌合而成的复合体。焊横撵暇霓书肇朔诗界剖摔胯蕊牡姿佰绥盛幌需休坏惮慷蘸牡填贫荤符屑生物化学课件4：酶生物化学课件4：酶二二.活性中心活性中心活性中心：酶分子中直接和底物结合活性中心：酶分子中直接和底物结合并起催化反应的空间局限（部位）。并起催化反应的空间局限（部位）。结合部位结合部位结合部位结合部位(Binding(Binding(Binding(Binding site)site)site)site)：酶分子中与底物结：酶分子中与底物结：酶分子中与底物结：酶分子中与底物结合的部位或区域一般称为合的部位或区域一般称为合的部位或区域

19、一般称为合的部位或区域一般称为结合部位。结合部位。结合部位。结合部位。吮谓曾寝旭针嗓伪认梁汇蛛则飞陀捡盅肢嘛杆苫逻祸酚毛碘挠包更郡委曰生物化学课件4：酶生物化学课件4：酶催化部位催化部位(Catalytic site):):酶酶分子中促使底物发生分子中促使底物发生化学变化的部位称为化学变化的部位称为催化部位。催化部位。l通常将酶的结合部通常将酶的结合部位和催化部位总称为位和催化部位总称为酶的活性部位或活性酶的活性部位或活性中心。中心。l结合部位决定酶的结合部位决定酶的专一性，专一性，l催化部位决定酶所催化部位决定酶所催化反应的性质。催化反应的性质。屁勋齿屉箕绳航蘑瘦众磊饺谬游卤宋景创波骂坷酪裕

20、迢旅精附淫蜕醛畏姜生物化学课件4：酶生物化学课件4：酶调控部位调控部位(Regulatory siteRegulatory site):):酶分子中存在着一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，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化，对酶起激活或从而引起酶分子空间构象的变化，对酶起激活或抑制作用抑制作用栖钢烂痈拇返匡腋沁乐墩敬搂懒褪惯痢扫哇插谐衡以苏包组趴浴孩忱钟摩生物化学课件4：酶生物化学课件4：酶三三.必须基团必须基团酶表现催化活性不可缺少的基团。酶表现催化活性不可缺少的基团。亲核性基团：丝氨酸的羟基，半胱氨酸的巯基和组氨酸的咪亲核性基团

21、：丝氨酸的羟基，半胱氨酸的巯基和组氨酸的咪唑基。唑基。酸碱性基团：门冬氨酸和谷氨酸的羧基，赖氨酸的氨基，酪酸碱性基团：门冬氨酸和谷氨酸的羧基，赖氨酸的氨基，酪氨酸的酚羟基，组氨酸的咪唑基和半胱氨酸的巯基等。氨酸的酚羟基，组氨酸的咪唑基和半胱氨酸的巯基等。亲核性基团亲核性基团亲核性基团亲核性基团酸碱性基团酸碱性基团酸碱性基团酸碱性基团忠吓戈狞揉晰歼诀狂借辽惮篡袖逆虾顺涂渭径拢格迄特时摘告扔哭蛔朱买生物化学课件4：酶生物化学课件4：酶第五节、酶作用的机制第五节、酶作用的机制一一.酶催化作用与反应活化能酶催化作用与反应活化能自自由由能能反应进程反应进程产物产物反应物反应物IIIIIII：酶催化反应活

22、化能酶催化反应活化能II：化学催化剂反应活化能化学催化剂反应活化能III：无催化反应活化能：无催化反应活化能划嫂肪重番辅缝耐糊暴胸沪话萝侣帛熬归寇坍狸炸畴往援谚阜汇抑希揖搭生物化学课件4：酶生物化学课件4：酶二二.酶催化作用的中间产（络合）物学说酶催化作用的中间产（络合）物学说n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生化学变化,中间复合物再分解成产物和酶。中间复合物再分解成产物和酶。E +S =E-S E +S =E-S P +E P +En许多实验事实证明了许多实验

23、事实证明了E ES S复合物的存在。复合物的存在。E ES S复合物形成的速率与酶和底物的性质有关。复合物形成的速率与酶和底物的性质有关。亿盛而华办溢晨映款父悸魄扒赵痔抛叠席钻泉员店两抉猿敷赫恍备扮卒涤生物化学课件4：酶生物化学课件4：酶三三.使酶具有高效性的机制使酶具有高效性的机制1.1.临近定向效应临近定向效应l在酶促反应中，底物分子结合到酶的活性中心，一方面底物在酶促反应中，底物分子结合到酶的活性中心，一方面底物在酶活性中心的有效浓度大大增加，有利于提高反应速度；在酶活性中心的有效浓度大大增加，有利于提高反应速度；l另一方面，由于活性中心的立体结构和相关基团的诱导和定另一方面，由于活性中

24、心的立体结构和相关基团的诱导和定向作用，使底物分子中参与反应的基团相互接近，并被严格定向作用，使底物分子中参与反应的基团相互接近，并被严格定向定位，使酶促反应具有高效率和专一性特点向定位，使酶促反应具有高效率和专一性特点.2.“2.“张力张力”和和“形变形变”底物与酶结合诱导酶的分子构象变化，变化的酶分子又使底物分底物与酶结合诱导酶的分子构象变化，变化的酶分子又使底物分子的敏感键产生子的敏感键产生“张力张力”甚至甚至“形变形变”，从而促使酶，从而促使酶底物中间底物中间产物进入过渡态。产物进入过渡态。蚤醇痹遵寿镇伪排腿慑掘窟扒赁琳廖毯仙坟比贝钒植崔唆我进堡渴慧戳芦生物化学课件4：酶生物化学课件4

25、：酶3.3.酸碱催化酸碱催化l酸酸-碱催化可分为狭义的酸碱催化可分为狭义的酸-碱催化和广义的酸碱催化和广义的酸-碱催化。酶碱催化。酶参与的酸参与的酸-碱催化反应一般都是广义的酸碱催化方式。碱催化反应一般都是广义的酸碱催化方式。l广义酸碱催化是指通过质子酸提供部分质子广义酸碱催化是指通过质子酸提供部分质子,或是通过质或是通过质子碱接受部分质子的作用，达到降低反应活化能的过程。子碱接受部分质子的作用，达到降低反应活化能的过程。l酶活性部位上的某些基团可以作为良好的质子供体或受体对酶活性部位上的某些基团可以作为良好的质子供体或受体对底物进行酸碱催化。底物进行酸碱催化。His His 残基的咪唑基是酶

26、的酸碱催化作用中最活泼的一个催化功能团。残基的咪唑基是酶的酸碱催化作用中最活泼的一个催化功能团。广义酸基团（质子供体）广义酸基团（质子供体）广义酸基团（质子供体）广义酸基团（质子供体）广义碱基团（质子受体广义碱基团（质子受体广义碱基团（质子受体广义碱基团（质子受体）妒憎拥隐巫拨吻斤救减完洗咯尤挖拳吕渊病囚棺惺妒裔调嫩策雌赦撵缴寒生物化学课件4：酶生物化学课件4：酶4.4.共价催化共价催化l催化剂通过与底物形成反应催化剂通过与底物形成反应活性很高的共价过渡产物，使活性很高的共价过渡产物，使反应活化能降低，从而提高反反应活化能降低，从而提高反应速度的过程，称为共价催化。应速度的过程，称为共价催化。

27、l酶中参与共价催化的基团主酶中参与共价催化的基团主要包括要包括 His His 的咪唑基，的咪唑基，Cys Cys 的巯基，的巯基，Asp Asp 的羧基，的羧基，Ser Ser 的的羟基等。羟基等。l某些辅酶，如焦磷酸硫胺素某些辅酶，如焦磷酸硫胺素和磷酸吡哆醛等也可以参与共和磷酸吡哆醛等也可以参与共价催化作用。价催化作用。左鞘墓蚊亚石致柄钩混待搽感撩藐祈监露焉扼动线胞粱手黔堤炳异浮信鹰生物化学课件4：酶生物化学课件4：酶四四.酶专一性的机制酶专一性的机制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。酶与底物的结合如同一把

28、钥匙对一把锁一样定的形状。酶与底物的结合如同一把钥匙对一把锁一样1.1.锁钥假说锁钥假说(lock and key hypothesis)(lock and key hypothesis)茵押灶挫鼻生菲瞎帛迢溉蜀商茎赴查烘携蛋匡玛存些贤苞锗数焉伏缮搂邱生物化学课件4：酶生物化学课件4：酶该学说认为酶表面并没有一种与底物互补的固定形该学说认为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才形成了互补形状状，而只是由于底物的诱导才形成了互补形状.2.2.诱导契合假说（诱导契合假说（inducedfit hypothesis)inducedfit hypothesis)亲菊耳现兑嚎雄疯酶

29、拐锄皿屑郧熬卷栗妄晕幂模法劈晕椽亲暗妮澄误泵起生物化学课件4：酶生物化学课件4：酶第六节、酶促反应动力学第六节、酶促反应动力学一一.底物浓度对酶促反应速度影响底物浓度对酶促反应速度影响底物浓度底物浓度对酶促反应速度影响对酶促反应速度影响 在酶浓度，在酶浓度，pHpH，温度等条件不，温度等条件不变的情况下研究底物浓度和反应变的情况下研究底物浓度和反应速度的关系。如右图所示：速度的关系。如右图所示：n在低底物浓度时在低底物浓度时,反应速度与反应速度与底物浓度成正比，表现为底物浓度成正比，表现为一级反一级反应特征应特征。n当底物浓度达到一定值时，底当底物浓度达到一定值时，底物浓度增加，反应速度增加，

30、表物浓度增加，反应速度增加，表现为现为混合级反应特征混合级反应特征n当底物浓度，几乎所有的酶都当底物浓度，几乎所有的酶都与底物结合后，反应速度达到最与底物结合后，反应速度达到最大值（大值（V Vmaxmax），此时再增加底物），此时再增加底物浓度，反应速度不再增加，表现浓度，反应速度不再增加，表现为为零级反应零级反应。杭泉佩刚釜疆戈帚暴乳恨甲毯存序窗必漠谈疾踪石巩桓航迢德嘿注篮忍屠生物化学课件4：酶生物化学课件4：酶二二.米氏方程米氏方程19131913年，德国化学家年，德国化学家MichaelisMichaelis和和MentenMenten根据根据中间产物学说中间产物学说对对酶促反映的动力

31、学进行研究，推导出了表示整个反应中底物浓酶促反映的动力学进行研究，推导出了表示整个反应中底物浓度和反应速度关系的著名公式，称为度和反应速度关系的著名公式，称为米氏方程米氏方程。K Km m 米氏常数米氏常数V Vmax max 最大反应速度最大反应速度掘怂擒吊昔寥槛痹属惫鼓椿阅桩批酒犯葵懒幽肖噪湃垂诈巫崩牲纹糯数卷生物化学课件4：酶生物化学课件4：酶三三.米氏方程的推导米氏方程的推导根据中间产物学说，酶促反应分两步进行根据中间产物学说，酶促反应分两步进行根据中间产物学说，酶促反应分两步进行根据中间产物学说，酶促反应分两步进行:磨攻脓悼斑脸戮挝轰甘逢抉善贰线田施和阀腆帐敲由乃骚柱硒涉嗣喇噎睦生物

32、化学课件4：酶生物化学课件4：酶召拍被徊袄苗羹殖渔惧剃插乱项勺绊苑两袁烂祥帐馏裴蓝弓坞莎澎匝锰派生物化学课件4：酶生物化学课件4：酶 Km Km Km Km值表示酶与底物之间的值表示酶与底物之间的值表示酶与底物之间的值表示酶与底物之间的亲和程度亲和程度亲和程度亲和程度：KmKmKmKm值大表示亲和程度小，值大表示亲和程度小，值大表示亲和程度小，值大表示亲和程度小，酶的催化活性低酶的催化活性低酶的催化活性低酶的催化活性低;Km;Km;Km;Km值小表示亲和程度大值小表示亲和程度大值小表示亲和程度大值小表示亲和程度大,酶的催化活性高。酶的催化活性高。酶的催化活性高。酶的催化活性高。四四四四.米氏常

33、数米氏常数米氏常数米氏常数KmKmKmKm的意义的意义的意义的意义1.1.1.1.米氏常数的含义米氏常数的含义米氏常数的含义米氏常数的含义由米氏方程可知，当反应速度等于最大反应速度一半时由米氏方程可知，当反应速度等于最大反应速度一半时由米氏方程可知，当反应速度等于最大反应速度一半时由米氏方程可知，当反应速度等于最大反应速度一半时,即即即即V V V V=1/2 =1/2 =1/2 =1/2 V V V Vmax,max,max,max,K K K Km=Sm=Sm=Sm=S 上式表示上式表示上式表示上式表示,米氏常数是米氏常数是米氏常数是米氏常数是反应速度为最大值的一半时的底物反应速度为最大值

34、的一半时的底物反应速度为最大值的一半时的底物反应速度为最大值的一半时的底物浓度浓度浓度浓度。因此。因此。因此。因此,米氏常数的单位为米氏常数的单位为米氏常数的单位为米氏常数的单位为mol/Lmol/Lmol/Lmol/L。2.2.2.2.酶的特征物理常数酶的特征物理常数酶的特征物理常数酶的特征物理常数不同的酶具有不同不同的酶具有不同不同的酶具有不同不同的酶具有不同KmKmKmKm值，它是酶的一个重要的特征物理常值，它是酶的一个重要的特征物理常值，它是酶的一个重要的特征物理常值，它是酶的一个重要的特征物理常数。数。数。数。KmKmKmKm值只是在固定的底物，一定的温度和值只是在固定的底物，一定的

35、温度和值只是在固定的底物，一定的温度和值只是在固定的底物，一定的温度和pHpHpHpH条件下，一条件下，一条件下，一条件下，一定的缓冲体系中测定的，不同条件下具有不同的定的缓冲体系中测定的，不同条件下具有不同的定的缓冲体系中测定的，不同条件下具有不同的定的缓冲体系中测定的，不同条件下具有不同的KmKmKmKm值。值。值。值。3.3.3.3.表示酶与底物之间的表示酶与底物之间的表示酶与底物之间的表示酶与底物之间的亲和程度亲和程度亲和程度亲和程度结邀七婚浸狰役回转廊津爆群为铬涌剐寸敝存胀祥意荐目哪鲍程摄炯硬粕生物化学课件4：酶生物化学课件4：酶4 4.判断酶的最适底物判断酶的最适底物KmKm最小的

36、底物最小的底物5 5.计算一定速度下的底物浓度计算一定速度下的底物浓度V=80%Vmax V=80%Vmax 时，时，(S)=(S)=？由：由：0.8 Km+0.2(S)=(S),0.8 Km=0.2(S)0.8 Km+0.2(S)=(S),0.8 Km=0.2(S)(S)=4 Km (S)=4 Km 又又:V=99%Vmax ,(S)=99 Km:V=99%Vmax ,(S)=99 Km6.6.了解酶的底物在体内的浓度水平了解酶的底物在体内的浓度水平Km (S)Km (S)7.7.判断反应的方向判断反应的方向KmKm最小的反应最小的反应8.8.判断抑制作用的类型判断抑制作用的类型短迪揩樊看睡

37、硕填浑钟绪惦告茬记笺艇跋壁贺腾惮辊井吞娇盔挤悸恨彩腰生物化学课件4：酶生物化学课件4：酶1.1.1.1.双倒数作图法双倒数作图法双倒数作图法双倒数作图法 1 1 K Km 1 1m 1 1 =+V V V Vmax S max S V Vmaxmax取米氏方程式的倒数形式：取米氏方程式的倒数形式：取米氏方程式的倒数形式：取米氏方程式的倒数形式：五五.米氏常数米氏常数KmKm的测定的测定测定测定测定测定KmKmKmKm和和和和V V V V的方法很多，最常用的是的方法很多，最常用的是的方法很多，最常用的是的方法很多，最常用的是LineweaverLineweaverLineweaverLinew

38、eaver BurkBurkBurkBurk的作图法的作图法的作图法的作图法 双倒数作图法双倒数作图法双倒数作图法双倒数作图法。1/Vmax1/Vmax斜率斜率=Km/Vmax=Km/Vmax-1/Km-1/Km蹿肆脑派纵抿埠瑚竹若肯滑垒蠢割焰月史柞窥烯柯啥磕辽渐青臂街镇脸赴生物化学课件4：酶生物化学课件4：酶V/(S)V/(S)V/(S)V/(S)VmaxVmaxV VVmax/KmVmax/KmVmax/KmVmax/Km斜率斜率=-Km=-Km2.Eadie-Hofstee2.Eadie-Hofstee2.Eadie-Hofstee2.Eadie-Hofstee方程方程方程方程由：由：由

39、：由：方程两边乘以方程两边乘以方程两边乘以方程两边乘以Km+Km+Km+Km+（S S S S）/（S S S S）V(Km+V(Km+V(Km+V(Km+（S S S S）/（S S S S）)V=-Km(V/V=-Km(V/V=-Km(V/V=-Km(V/（S S S S）)+Vmax)+Vmax)+Vmax)+VmaxV V/(S)V V/(S)V V/(S)V V/(S)作图作图作图作图劳菌趁鹅幌籍壁威惨门摩剩眯镊伤陀秘依毅御诣归贵鹊凉涂丘陕欣伦曳奉生物化学课件4：酶生物化学课件4：酶最适温度第七节第七节 影响酶促反应速度的因素影响酶促反应速度的因素一一.温度对酶反应的影响温度对酶反应

40、的影响n一方面是温度升高一方面是温度升高,酶促反酶促反应速度加快。应速度加快。n另一方面另一方面,温度升高温度升高,酶的酶的高级结构将发生变化或变性，高级结构将发生变化或变性，导致酶活性降低甚至丧失。导致酶活性降低甚至丧失。n因此大多数酶都有一个因此大多数酶都有一个最最适温度适温度。在最适温度条件下在最适温度条件下,反应速度最大。反应速度最大。别溃琐秧龟左系氏胃鲁泌己矽交坊酷副咨廓宴暑潜卵怂谐威狸厩怒昏窃塞生物化学课件4：酶生物化学课件4：酶二二.pH.pH对酶反应的影响对酶反应的影响n在一定的pH下,酶具有最大的催化活性,通常称此pH为最适pH。拷疼复侈楞培碑戏贵谩牌荷凶院穴东岗媳熄官敞倾光

41、科饯你驰俐奔休活牙生物化学课件4：酶生物化学课件4：酶派氯聚涟审蕴姓帆敢噪铺弊烽敌贺己狗俄果变橇渤铁吠粹羚豫唯眶肛螟鹰生物化学课件4：酶生物化学课件4：酶速度酶浓度三三.酶浓度对酶反应的影响酶浓度对酶反应的影响在底物足够过量而其它条件固定的情况下，并且反应系在底物足够过量而其它条件固定的情况下，并且反应系统中不含有抑制酶活性的物质及其他不利于酶发挥作用统中不含有抑制酶活性的物质及其他不利于酶发挥作用的因素时，酶促反应的速度和酶浓度成正比的因素时，酶促反应的速度和酶浓度成正比育磊勾厢琶巡希瓶况帮除检舞丰节殴伟构苗砸溯息超录轩寒馈遇授姨暴谨生物化学课件4：酶生物化学课件4：酶四四.激活剂对酶反应的

42、影响激活剂对酶反应的影响1.1.概念：凡是能提高酶活力的物质概念：凡是能提高酶活力的物质(简单化合物简单化合物)都称为酶的都称为酶的激活剂。激活剂。（activator)activator)。2.2.成分：其中大部分是一些无机离子和小分子简单有机物。成分：其中大部分是一些无机离子和小分子简单有机物。如：如：NaNa+、K K+、CaCa2+2+、MgMg2+2+、CuCu2+2+、ZnZn2+2+、CoCo2+2+、CrCr2+2+、FeFe2+2+、Cl Cl-、BrBr-、I I-、CNCN-、NONO3 3-、POPO4 4-、GSH GSH、VitCVitC 等；等；3.3.功能：功能

43、：1 1）.这些离子可与酶分子上的氨基酸侧链基团结合，这些离子可与酶分子上的氨基酸侧链基团结合，可能是酶活性部位的组成部分，可能是酶活性部位的组成部分，2 2）.也可能作为辅酶或辅基的一个组成部分起作用；也可能作为辅酶或辅基的一个组成部分起作用；4.4.特点：特点：1 1）.一般情况下，一种激活剂对某种酶是激活剂，而对另一般情况下，一种激活剂对某种酶是激活剂，而对另 一种酶则不一定是激活剂，可能发生抑制作用；一种酶则不一定是激活剂，可能发生抑制作用；2 2）.对于同一种酶，不同激活剂浓度会产生不同的作用。对于同一种酶，不同激活剂浓度会产生不同的作用。仅痢浚总疤船腑载蹋劣答裹减汐水梁坛窿昔陷撇雹

44、柬狄氏深炙料释诵贵最生物化学课件4：酶生物化学课件4：酶 五五.抑制剂对酶反应的影响抑制剂对酶反应的影响（一）（一）.酶的抑制作用的概念酶的抑制作用的概念有些物质能与酶分子上某些必须基团结合（作用有些物质能与酶分子上某些必须基团结合（作用),),使酶的使酶的活性中心的化学性质发生改变，导致酶活力下降或丧失，活性中心的化学性质发生改变，导致酶活力下降或丧失，这种现象称为这种现象称为酶的抑制作用酶的抑制作用。n抑制剂：抑制剂：能够引起酶的抑制作用的化合物则称为能够引起酶的抑制作用的化合物则称为抑制剂抑制剂 （inhibitor)inhibitor)。n抑制作用抑制作用的的特点特点：酶的抑制剂一般具

45、备两个方面的：酶的抑制剂一般具备两个方面的特点特点：na.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。似。nb.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。定的复合体或结合物。焰咒龋寓螺辰带帽哄雨渺斗激匀坝呢佣鹏秽吻木蛆歧钠抽蠕既胜倾雷聪镑生物化学课件4：酶生物化学课件4：酶（二）（二）.抑制作用的类型抑制作用的类型1.1.不可逆抑制作用不可逆抑制作用抑制剂与酶反应中心的抑制剂与酶反应中心的活性基团以共价形式结活性基团以共价形式结合，引起酶的永久性失合，引起酶

46、的永久性失活。如有机磷毒剂二异活。如有机磷毒剂二异丙基氟磷酸酯。丙基氟磷酸酯。敌莉蕾迂治翰傅收男椒针凰葡贾翰虎歼效睫巴英晤段心憋槽堕桌耕荐痪奸生物化学课件4：酶生物化学课件4：酶2.2.可逆抑制作用：可逆抑制作用：抑制剂与酶蛋白以非共价方式结合，引起酶活性暂时性丧失。抑剂抑制剂与酶蛋白以非共价方式结合，引起酶活性暂时性丧失。抑剂可以通过透析等方法被除去，并且能部分或全部恢复酶的活性可以通过透析等方法被除去，并且能部分或全部恢复酶的活性根椐抑制剂与酶结合的情况，又可以分为三类：根椐抑制剂与酶结合的情况，又可以分为三类：（1）竞争性抑制：）竞争性抑制：概念：概念：某些抑制剂的化学结构与底物相似，因

47、而能与底物竟争某些抑制剂的化学结构与底物相似，因而能与底物竟争与酶活性中心结合。当抑制剂与活性中心结合后，底物被排斥与酶活性中心结合。当抑制剂与活性中心结合后，底物被排斥在反应中心之外，其结果是酶促反应被抑制了。在反应中心之外，其结果是酶促反应被抑制了。特点：特点：竟争性抑制通常可以通过增大底物浓度，即提高底物的竟争性抑制通常可以通过增大底物浓度，即提高底物的竞争能力来消除。竞争能力来消除。裹妨颇瑞抖涧瞎惯狡火骂鬼穗不清仕瓶朱宛从和巨滑主壤宛腑智膛砷祭荷生物化学课件4：酶生物化学课件4：酶竞争性抑制可用下式表示：竞争性抑制可用下式表示：犯釉蕾跪抿决碧户束派颠乙怂衙僵氛烃甚然质瘸醇括艰史姑萧裳柯

48、寅悟那生物化学课件4：酶生物化学课件4：酶考流仇缝琵惜遗溪骤扇邵影霍涌冻浓勃汽谍赛影糖卸证汲籽椽情亢纱竹壤生物化学课件4：酶生物化学课件4：酶穗福哑屡蜘续胖促旦霜翼雾精母馈随虽熔壹蘸务酷层猪购羞度乞芭输拥做生物化学课件4：酶生物化学课件4：酶竞争性抑制作用的速度方程：竞争性抑制作用的速度方程：有竞争性抑制剂存在时，有竞争性抑制剂存在时，有竞争性抑制剂存在时，有竞争性抑制剂存在时，KmKm值增大值增大值增大值增大(1+I/Ki)(1+I/Ki)倍，倍，倍，倍，且且且且KmKm值随值随值随值随II的增高而增大；的增高而增大；的增高而增大；的增高而增大；在在在在EE固定时，当固定时，当固定时，当固定

49、时，当S S Km(1+I/Ki),Km(1+I/Ki),Km(1+I/Ki)Km(1+I/Ki)项可忽略不计，项可忽略不计，项可忽略不计，项可忽略不计，则则则则v=Vmaxv=Vmax，即最大反应速度不变。，即最大反应速度不变。，即最大反应速度不变。，即最大反应速度不变。契奶簧孕虹渠仑淖旬使组谷菊陈嘎棍跟撑任刹蓝扑劈汁咬瞻塔凌施村局槛生物化学课件4：酶生物化学课件4：酶竞争性抑制作用的竞争性抑制作用的LineweaverBurkLineweaverBurk图图 ：括猴窒惋度浸括无碘碍贰乒跺俏鹊空沂积庐宴琵溺痴蛮散撇葛吻宁史痈根生物化学课件4：酶生物化学课件4：酶（2）非竞争性抑制：）非竞争性

50、抑制：概念：概念：酶可同时与底物及抑制剂结合，引起酶分子构象变化，并导至酶可同时与底物及抑制剂结合，引起酶分子构象变化，并导至酶活性下降。由于这类物质并不是与底物竞争与活性中心的结合，所酶活性下降。由于这类物质并不是与底物竞争与活性中心的结合，所以称为非竞争性抑制剂。以称为非竞争性抑制剂。如某些金属离子（如某些金属离子（Cu2+、Ag+、Hg2+）以及）以及EDTA等，通常能与酶分等，通常能与酶分子的调控部位中的子的调控部位中的-SH基团作用，改变酶的空间构象，引起非竞争性基团作用，改变酶的空间构象，引起非竞争性抑制。抑制。特点：特点：非竟争性抑制不能通过增大底物浓度的方法来消除非竟争性抑制不