生物化学酶化学
- 格式:doc
- 大小:518.00 KB
- 文档页数:13
酶化学(一)名词解释1.全酶(holoenzyme)与酶蛋白(apoenzyme)2.米氏常数(K m值,Michaelis constant)3.底物专一性(substrate specificity)4.绝对专一性(absolute specificity)、相对专一性与立体异构专一性(stereospecificity)5.辅基(prosthetic group)与辅酶(coenzyme)6.单体酶(monomeric enzyme)7.寡聚酶(oligomeric enzyme)8.多酶体系(multienzyme system)9.激活剂(activator)10.抑制剂(inhibitor inhibiton)11.酶的失活与抑制12.可逆抑制(reversible inhibition)与不可逆抑制(irreversible inhibition)13.竞争性抑制(competitive inhibition)与非竞争性抑制(noncompetitive inhibition)14.变构酶(allosteric enzyme)15.同工酶(isozyme)16.诱导酶(induced enzyme)17.酶原(zymogen或proenzyme)与酶原的激活(proenzyme activation)18.酶反应的初速度(initial speed)19.酶活力(enzyme activity)与酶的比活力(enzymatic compare energy)20.活性中心(active center)21.酶的转换数k cat(turnover number)22.核酶(ribozyme)23.抗体酶(abzyme)24.固定化酶(immobilized enzyme)(二)英文缩写符号1.NAD+(nicotinamide adenine dinucleotide)2.FAD(flavin adenine dinucleotide)3.THFA(tetrahydrofolic acid)4.NADP+(nicotinamide adenine dinucleotide phosphate)5.FMN(flavin mononucleotide)6.CoA(coenzyme A)7.PLP(pyridoxal phosphate)8.BCCP(biotin carboxyl carrier protein)9.ACP(acyl carrier protein)(三)填空题1.酶是产生的,具有催化活性的。
生物化学第3章酶生物化学第3章酶第3章酶自学建议1.掌握酶及所有相关的概念、酶的结构与功能的关系、酶的工作原理、酶促反应动力学特点、意义及应用。
2.熟识酶的分子共同组成与酶的调节。
3.了解酶的分类与命名及酶与医学的关系。
基本知识点酶是对其特异底物起高效催化作用的蛋白质。
单纯酶是仅由氨基酸残基组成的蛋白质,融合酶除所含蛋白质部分外,还所含非蛋白质辅助因子。
辅助因子就是金属离子或小分子有机化合物,后者称作辅酶,其中与酶蛋白共价紧密结合的辅酶又称辅基。
酶分子中一些在一级结构上可能相距很远的必需基团,在空间结构上彼此靠近,组成具有特定空间结构的区域,能与底物特异结合并将底物转化为产物,这一区域称为酶的活性中心。
同工酶就是指催化剂相同化学反应,酶蛋白的分子结构、化学性质乃至免疫学性质相同的一组酶,就是由相同基因编码的多肽链,或同一基因mRNA分解成的相同mrna所译者的相同多肽链共同组成的蛋白质。
酶促反应具有高效率、高度特异性和可调节性。
酶与底物诱导契合形成酶-底物复合物,通过邻近效应、定向排列、表面效应使底物容易转变成过渡态。
酶通过多元催化发挥高效催化作用。
酶促反应动力学研究影响酶促反应速率及其影响因素,后者包括底物浓度、酶浓度、温度、ph、抑制剂和激活剂等。
底物浓度对反应速率的影响可用米氏方程表示。
v?vmax[s]km?[s]其中,km为米氏常数,其值等同于反应速率为最小反应速率一半时的底物浓度,具备关键意义。
vmax和km需用米氏方程的双倒数作图去求得。
酶在拉沙泰格赖厄县ph和拉沙泰格赖厄县温度时催化活性最低,但拉沙泰格赖厄县ph和拉沙泰格赖厄县温度不是酶的特征性常数,受到许多因素的影响。
酶的抑制作用包含不可逆遏制与对称遏制两种。
对称遏制中,竞争抑制作用的表观km值减小,vmax维持不变;非竞争抑制作用的km值维持不变,vmax增大,反竞争抑制作用的km值与vmax均增大。
在机体内酶活性与含量的调节是代谢调节的重要途径。
一、酶1、活化能:在一定温度下1mol底物全部进入活化态所需要的自由能,单位为kJ/mol.2、酶作为生物催化剂的特点:(1)酶易失活(酶所催化反应都是在比较温和的常温、常压和接近中性酸碱条件下进行)。
(2)酶具有很高的催化效率。
用酶的转换数(TN,等于催化常数k cat)来表示酶的催化效率,是指在一定条件下每秒钟每个酶分子转换底物分子数,或每秒钟每微摩尔酶分子转换底物的微摩尔数。
转换数变化范围为1到104。
(3)酶具有高度专一性所谓高度专一性是指酶对催化反应和反应物有严格的选择性。
酶往往只能催化一种或一类反应,作用于一种或一类物质。
(4)酶活性受到调节和控制a、调节酶的浓度一种是诱导或抑制酶的合成;一种是调节酶的降解。
b、通过激素调节酶活性激素通过与细胞膜或细胞受体相结合一起一系列生物学效应,以此来调节酶活性。
c、反馈抑制调节酶活性许多小分子物质的合成是由一连串的反应组成的,催化物质生产的第一步的酶,往往被它的终产物抑制——反馈抑制。
d、抑制剂和激活剂对酶活性的调节e、其他调节方式通过别构调控、酶原激活、酶的可逆共价修饰和同工酶来调节酶活性。
3、酶的化学本质:除有催化活性的RNA之外几乎都是蛋白质。
注:酶的催化活性依赖于它们天然蛋白质构象的完整性,假若一种酶被变性或解离成亚基就失活。
因此,蛋白质酶的空间结构对它们的催化活性是必需的。
4、酶的化学组成a、按化学组成分为单纯蛋白质和、缀合蛋白质两类。
单纯蛋白质酶类,除了蛋白质外,不含其他物质,如脲酶、蛋白酶、脂肪酶和核糖核酸酶等。
缀合蛋白质酶类,除了蛋白质外,还要结合一些对热稳定的非蛋白质小分子物质或金属离子。
前者称为脱辅酶,后者称为辅因子。
即全酶=脱辅酶+辅因子。
b、根据辅因子与脱辅酶结合的松紧程度可分为辅酶和辅基。
辅酶:指与脱辅酶结合比较松弛的小分子有机物,通过透析方法可以除去,如辅酶Ⅰ和辅酶Ⅱ等。
辅基:指以共价键和脱辅酶结合,不能通过透析除去,需要经过一定的化学处理才能与蛋白质分开,如细胞色素氧化酶中的铁卟啉等。
课外练习题一、名词解释1、酶:是活细胞产生的对其特异底物起高效催化作用的生物分子,包括蛋白质和核酸等,所以又称为生物催化剂。
2、辅酶:是结合酶的非蛋白质部分,与酶蛋白以非共价键的方式结合,结合比较疏松,可以用透析和超滤法除去。
3、酶的活性中心:在酶分子表面上由必须基团形成一定的空间结构,能与底物结合并将底物转变为产物,这个包括底物结合基团和催化基团的区域称为酶的活性中心。
4、同工酶:在同种生物体内,催化相同的化学反应,但酶本身的分子结构和理化性质不同的一组酶。
5、诱导契合:酶活性中心的某些氨基酸残基或基团可以在底物的诱导下获得正确的空间定位,以利于底物的结合与催化。
二、符号辨识1、FMN:黄素单核苷酸;2、LTPP:焦磷酸硫胺素;3、THP:四氢叶酸;4、Km:米氏常数,酶促反应速度达到最大速度一半时的底物浓度;5、IU:酶活性的国际单位;三、填空1、酶促反应具有高效性、专一性、(不稳定性)以及酶活性受到(调节和控制)的特点;2、酶作用的专一性有立体化学专一性和非立体化学专一性两种类型。
其中,立体化学专一性包括(立体异构)专一性和(几何异构)专一性,非立体化学专一性包括(键)专一性、(基团)专一性和(绝对)专一性。
3、酶的辅助因子包括(金属离子)、(小分子有机物)和(蛋白质辅酶);4、辅酶是结合酶的非蛋白质部分,与酶蛋白以(非共价键)的方式结合,结合比较(疏松),可以用透析和超滤法除去。
5、辅基是结合酶的非蛋白质部分,与酶蛋白以(共价键)的方式结合,结合比较(紧密),不能用透析和超滤法除去。
6、完全由蛋白质组成没有辅助因子的酶是(单纯酶)。
如各种水解酶;7、酶蛋白只有一条多肽链,大多催化水解反应,这样的酶是(单体酶);8、酶蛋白由几条至几十条多肽链亚基组成,这些多肽链或相同或不同,这样的酶被称为(寡聚酶);9、由几种酶彼此嵌合形成,有利于一系列反应连续进行的复合体被称为(多酶复合酶);10、酶的系统命名法可以简单表示为:(底物)+(反应性质)+酶11、依据国际酶学委员会的规定,按催化反应的类型,酶可分为6大类,即(氧化还原酶类)、(转移酶类)、(水解酶类)、(裂合酶类)、(异构酶类)和(合成酶类)。
本章介绍了酶的特点、酶催化反应的类型,阐明了影响酶活性与催化高效性的主要因素及机理,并简单讨论了酶的应用。
酶是生物催化剂,具有专一性和高效性等特点。
绝大多数酶的化学本质是蛋白质,但也有以RNA为主要成分的核酶和具有催化活性的抗体酶。
酶蛋白与辅因子结合形成全酶,酶反应的专一性和高效性取决于脱辅基酶蛋白,而辅因子决定着酶催化反应的类型和性质。
酶可以用习惯命名法和国际系统命名法来命名,根据酶促反应性质不同,酶被分为六大类。
酶的活性部位由结合部位和催化部位组成,结合部位决定酶的专一性,催化部位决定酶的催化活性和效率,因而酶的活性部位是酶行使催化功能的结构基础。
酶的激活可以通过打断一个或几个特殊的肽键,使酶形成具有催化活性的三维结构,例如酶原的激活;也可采用别构剂的作用改变酶的构象,进而调节酶的活性,称为别构效应;有些酶可在其他酶的作用下,将酶结构进行共价修饰,使酶活性发生改变;在不同组织或器官中,可以通过同工酶催化相同的化学反应。
酶分子可以利用化学或分子生物学方法进行修饰。
酶分子的化学修饰包括酶蛋白侧链的修饰、酶的亲和修饰和酶的化学交联;酶分子的遗传改造分为酶分子的非理性设计和理性设计两种。
酶催化作用高效性的本质是降低了反应的活化能,其催化机理有酸碱催化、共价催化、邻近效应和定向效应、金属离子催化、静电催化及底物的形变和诱导契合。
解释酶专一性的学说有三种,其中“诱导契合”学说认为酶分子具有一定的柔软性,较好地解释了酶作用专一性的特点。
酶促反应受酶浓度、底物浓度、温度、pH值、激活剂和抑制剂的影响。
其中米氏方程是反映底物浓度与酶反应速率之间关系的动力学方程,Km是酶的特征性物理常数。
酶会发生可逆或不可逆抑制,其中竞争性抑制作用、非竞争性抑制作用和反竞争性抑制作用是常见的可逆抑制作用。
酶活力是指酶催化一定反应的能力,其单位为“IU”或“U”,可通过分光光度法、荧光法、同位素测定法等方法测定。
酶的一般分离纯化过程为:细胞破碎、酶的抽提、浓缩和纯化。
生物化学-酶化学————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:ﻩ第五章酶化学一:填空题1.全酶由________________和________________组成,在催化反应时,二者所起的作用不同,其中________________决定酶的专一性和高效率,________________起传递电子、原子或化学基团的作用。
2.辅助因子包括________________,________________和________________等。
其中________________与酶蛋白结合紧密,需要________________除去,________________与酶蛋白结合疏松,可用________________除去。
3.酶是由________________产生的,具有催化能力的________________。
4.酶活力的调节包括酶________________的调节和酶________________的调节。
5.T.R.Cech和S.Altman因各自发现了________________而共同获得1989年的诺贝尔奖(化学奖)。
6.1986年,R.A.Lerner和P.G.Schultz等人发现了具有催化活性的________________,称________________。
7.根据国际系统分类法,所有的酶按所催化的化学反应的性质可以分为六大类________________,________________,________________,________________,________________和________________。
8.按国际酶学委员会的规定,每一种酶都有一个唯一的编号。
醇脱氢酶的编号是EC1.1.1.1,EC代表________________,4个数字分别代表________________,________________,________________和________________。
9.根据酶的专一性程度不同,酶的专一性可以分为________________专一性、________________专一性和________________专一性。
10.关于酶作用专一性提出的假说有________________,________________和________________等几种。
11.酶的活性中心包括________________和________________两个功能部位,其中________________直接与底物结合,决定酶的专一性,________________是发生化学变化的部位,决定催化反应的性质。
12.酶活力是指________________,一般用________________表示。
13.通常讨论酶促反应的反应速度时,指的是反应的________________速度,即________________时测得的反应速度。
14.常用的化学修饰剂DFP可以修饰________________残基,TPCK常用于修饰________________残基。
15.酶反应的温度系数一般为________________。
16.调节酶包括________________和________________等。
17.解释别构酶作用机理的假说有________________模型和________________模型两种。
18.固定化酶的优点包括________________,________________,________________等。
19.固定化酶的理化性质会发生改变,如Km________________,Vmax________________等。
20.同工酶是指________________,如________________。
21.pH影响酶活力的原因可能有以下几方面:(1)影响________________,(2)影响________________,(3)影响________________。
22.温度对酶活力影响有以下两方面:一方面________________,另一方面________________。
23.脲酶只作用于尿素,而不作用于其他任何底物,因此它具有________________专一性;甘油激酶可以催化甘油磷酸化,仅生成甘油-1-磷酸一种底物,因此它具有________________专一性。
24.酶促动力学的双倒数作图(Lineweaver-Burk作图法),得到的直线在横轴上的截距为________________,纵轴上的截距为________________。
25.磺胺类药物可以抑制________________酶,从而抑制细菌生长繁殖。
26.谷氨酰胺合成酶的活性可以被________________共价修饰调节;糖原合成酶、糖原磷酸化酶等则可以被________________共价修饰调节。
27.判断一个纯化酶的方法优劣的主要依据是酶的________________和________________。
二:是非题1.[]酶可以促成化学反应向正反应方向转移。
2.[]对于可逆反应而言,酶既可以改变正反应速度,也可以改变逆反应速度。
3.[ ]酶的化学本质是蛋白质。
4.[ ]酶活性中心一般由在一级结构中相邻的若干氨基酸残基组成。
5.[]酶只能改变化学反应的活化能而不能改变化学反应的平衡常数。
6.[ ]酶活力的测定实际上就是酶的定量测定。
7.[ ]酶反应速度一般用单位时间内底物的减少量来表示。
8.[ ]从鼠脑分离的己糖激酶可以作用于葡萄糖(Km=mol/L)或果糖(Km=mol/L)。
则己糖激酶对果糖的亲和力更高。
9.[ ]Km是酶的特征常数,只与酶的性质有关,与酶浓度无关。
10.[ ]Km是酶的特征常数,在任何条件下,Km是常数。
11.[ ]Km是酶的特征常数,只与酶的性质有关,与酶的底物无关。
12.[]一种酶有几种底物就有几种Km值。
13.[ ]当[S]>>Km时,v 趋向于Vmax,此时只有通过增加[E]来增加v。
14.[]酶的最适pH是一个常数,每一种酶只有一个确定的最适pH。
15.[ ]酶的pH~酶活性曲线均为钟罩形。
16.[ ]酶的最适温度与酶的作用时间有关,作用时间长,则最适温度高,作用时间短,则最适温度低。
17.[]酶反应的温度系数高于一般反应的温度系数。
18.[ ]金属离子作为酶的激活剂,有的可以相互取代,有的可以相互拮抗。
19.[]增加不可逆抑制剂的浓度,可以实现酶活性的完全抑制。
20.[ ]正协同效应使酶促反应速度增加。
21.[ ]正协同效应使酶与底物亲和力增加。
22.[]正协同效应使酶促反应速度对底物浓度变化越来越敏感。
23.[ ]竞争性可逆抑制剂一定与酶的底物结合在酶的同一部位。
24.[ ]由1克粗酶制剂经纯化后得到10mg电泳纯的酶制剂,那么酶的比活较原来提高了100 倍。
25.[ ]酶反应的最适pH只取决于酶蛋白本身的结构。
26.[ ]负协同性不能用MWC(齐变模型)理论来解释。
三:单选题1.[ ]利用恒态法推导米氏方程时,引入了除哪个外的三个假设?A.在反应的初速度阶段,E+P→ES可以忽略B.假设[S]>>[E],则[S]-[ES]≈[S]C.假设E+S→ES反应处于平衡状态D.反应处于动态平衡时,即ES的生成速度与分解速度相等2.[]用动力学的方法可以区分可逆、不可逆抑制作用,在一反应系统中,加入过量S和一定量的I,然后改变[E],测v,得v~[E]曲线,则哪一条曲线代表加入了一定量的可逆抑制剂?<br>A.1B.2C.3D.不可确定3.[]在一反应体系中,[S]过量,加入一定量的I,测v~[E]曲线,改变[I],得一系列平行曲线,则加入的I是:A.竞争性可逆抑制剂B.非竞争性可逆抑制剂C.反竞争性可逆抑制剂D.不可逆抑制剂E.无法确定4.[]竞争性可逆抑制剂抑制程度与下列哪种因素无关?A.作用时间B.抑制剂浓度C.底物浓度D.酶与抑制剂的亲和力的大小E.酶与底物的亲和力的大小5.[]下图中I代表了:<br>A.竞争性可逆抑制剂B.非竞争性可逆抑制剂C.反竞争性可逆抑制剂D.不可逆抑制剂E.无法确定6.[ ]哪一种情况可用增加[S]的方法减轻抑制程度?A.不可逆抑制作用B.竞争性可逆抑制作用C.非竞争性可逆抑制作用D.反竞争性可逆抑制作用E.无法确定7.[]酶的竞争性可逆抑制剂可以使:A.Vmax减小,Km减小B.Vmax增加,Km增加C.Vmax不变,Km增加D.Vmax不变,Km减小E.Vmax减小,Km增加8.[ ]下列常见抑制剂中,除哪个外都是不可逆抑制剂?A.有机磷化合物B.有机汞化合物C.有机砷化合物D.氰化物E.磺胺类药物9.[ ]溶菌酶在催化反应时,下列因素中除哪个外,均与酶的高效率有关?A.底物形变B.广义酸碱共同催化C.邻近效应与轨道定向D.共价催化E.无法确定10.[]下图中哪条曲线是负协同效应别构酶的v~[S]曲线?<br>A.1B.2C.3D.无法确定11.[ ]假定Rs=(酶与底物结合达90%饱和度时的底物浓度)/(酶与底物结合达10%饱和度时的底物浓度),则正协同效应的别构酶:A.Rs>81B.Rs=81C.Rs<81D.Rs≥81E.Rs≤8112.[ ]以Hill系数判断,则具负协同效应的别构酶:A.n>1B.n=1C.n<1D.n≥1E.n≤113.[]丙二酸对琥珀酸脱氢酶的影响属于:A.反馈抑制B.底物抑制C.竞争性可逆抑制D.非竞争性可逆抑制E.反竞争性可逆抑制14.[]酶的活化和去活化循环中,酶的磷酸化和去磷酸化位点通常在酶的哪一种氨基酸残基上?A.天冬氨酸B.脯氨酸C.赖氨酸D.丝氨酸E.甘氨酸15.[]测定酶活性时,通常以底物浓度变化小于多少时测得的速度为反应的初速度?A.0.1%B.0.5%C.1%D.2%E.5%16.[]在生理条件下,下列哪种基团既可以作为的受体,也可以作为的供体?A.His的咪唑基B.Lys的ε氨基C.Arg的胍基D.Cys的巯基E.Trp的吲哚基17.[]对于下列哪种抑制作用,抑制程度为50%时,[I]=Ki?A.不可逆抑制作用B.竞争性可逆抑制作用C.非竞争性可逆抑制作用D.反竞争性可逆抑制作用E.无法确定18.[]在一酶反应体系中,若有抑制剂I存在时,最大反应速度为,没有抑制剂I存在时,最大反应速度为,若,则I为:A.竞争性可逆抑制剂B.非竞争性可逆抑制剂C.反竞争性可逆抑制剂D.不可逆抑制剂E.无法确定四:问答题1.简述酶作为生物催化剂与一般化学催化剂的共性及其个性。