廖-第三章酶2017-2_PPT幻灯片

概念: 抑制剂和底物的结构相似，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，使酶的活性降低。
含多条肽链则为寡聚酶，如RNA聚合酶，由4种亚基构成五聚体。
(cofactor)
别构酶(allosteric enzyme):能发生别构效应的酶
9 D-葡萄糖6-磷酸酮醇异构酶 磷酸葡萄糖异构酶
esterase)活性中心丝氨酸残基上的羟基结合，使酶失活。
酶蛋白
酶的磷酸化与脱磷酸化
五、酶原激活
概念
酶原(zymogen)：细胞合成酶蛋白时或者初分 泌时,不具有酶活性的形式
酶原 切除片段 酶
（–）
（+）
酶原激活
本质：一级结构的改变导致构象改变，激活。
胰蛋白酶原的激活过程
六、同工酶
同工酶(isoenzyme)是指催化相同的化学反应， 而酶蛋白的分子结构、理化性质乃至免疫学性质 不同的一组酶。
正协同效应（positive cooperativity） 后续亚基的构象改变增加其对别构效应剂
的亲和力，使效应剂与酶的结合越来越容易。
负协同效应（negative cooperativity） 后续亚基的构象改变降低酶对别构效应剂
的亲和力，使效应剂与酶的结合越来越难。
协同效应
正协同效应的底物浓度-反应速率曲线为S形曲线
/ 即： Vmax = k3 [Et]
Km 和 Vmax 的测定
双倒数作图法 Lineweaver-Burk作图
将米氏方程式两侧取倒数
1/v = Km/Vmax[S] + 1/Vmax = Km/Vmax •1/ [S] + 1/Vmax 以 1/v 对 1/[S] 作图, 得直线图
斜率为 Km/Vmax

E + S ES P + E
k2
k4
三个假设：
（1）E与S形成ES复合物的反应是快速平衡反应，而
ES分解为E及P的反应为慢反应，反应速度取决于 慢反应即 V＝k3[ES]。 （2）S的总浓度远远大于E的总浓度，因此在反应的初 始阶段，S的浓度可认为不变即[S]＝[St]。
（3）P→0 忽略 E+Pk4 ES 这步反应
酶 脲酶 溶菌酶
底物 尿素
Km(mmol/L) 25
6-N-乙酰葡萄糖胺 0.006
葡萄糖-6-磷酸脱 氢酶
胰凝乳蛋白酶
6-磷酸-葡萄糖
苯甲酰酪氨酰胺 甲酰酪氨酰胺 乙酰酪氨酰胺
0.058
2.5 12.0 32.0
.
16
(3)Km可用来表示酶对底物的亲和力的大小， 鉴定酶的最适底物。
(4) Km越小，亲和力越强。 [S]很小时，
每小时催化1ml某浓度溶液
件 下
每分钟催化1ug底物
一定时间 一定量底物
.
2
（1）国际单位（IU） 在标准条件下（25 ℃ ，最适pH和最 适底物浓度）一分钟内催化1微摩尔底 物转化为产物所需的酶量。 1 IU= 1 mol / min
——酶活力单位标准化
.
3
（2）Kat（一种新的酶活力国际单位） 在标准条件下（25 ℃ ，最适pH和最适 底物浓度）每秒钟催化1摩尔底物转化为 产物所需的酶量。
第五节 酶活力及其测定
一、酶活力及其测定 酶活力：是指酶催化一定化学反应
的能力。
1、酶活力与酶反应速度 ——以单位时间内底物的消耗量或产
物的生成量衡量。
.
1
二. 活力单位 (U) 与比活力

Vmax[S] V=
Km+ [S]
V max 初 速 度 v
a
b 1 /2 V max
V≈Vmax
c
反应速率不再 增加，反应呈 零级反应
0 Km
[S ]
图 5-14 底 物 浓 度 对 酶 促 反 应 速 度 的 影 响
（二） Km和Vmax的意义
1.当反应速率为最大速率一半时，米氏方 程为：
当V =Vmax 时 2
酶：由活细胞合成的以蛋白质 为主的大分子生物催化剂。
大多数为蛋白质 少数为核酸 核酶(RNA)
脱氧核酶(DNA)
底物(S) 酶(E) 产物(P)
第一节 酶的分子结构与功能
单体酶：由一条肽链构成的酶（具有三级结 构）
寡聚酶：由多个相同或不同亚基以非共价键 相连的酶（具有四级结构）
多酶体系或多酶复合体：由几种不同功能的 一个团体 酶聚合形成的多酶复合物。
酶的必需基团在一级结构上可能相距 很远，但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 异结合并发挥催化作用，将底物转变为 产物的部位称为酶的活性中心 （active center）或活性部位。
A B
酶活性中心的示意图
活性中心内 结合基团 结合底物
必 需
必需基团
基
催化基团 催化底物
当底物浓度很低时（[S]＜＜Km），分 母中的[S]可忽略不计，此时
Vmax[S] V=
Km+ [S]
Vmax[S] V=
Km
V max
初
c
反应速率与 速
b
[S]呈正比， 度
成一级反应 v
1/2V max
a
0 Km

Km的意义:
a) Km是酶的特征性常数之一； b) Km可近似表示酶对底物的亲和力； c) 同一酶对于不同底物有不同的Km值。
酶的天然底物(最适底物)：Km值最小的底物
Vmax 定义：Vm是酶完全被底物饱和时的反应
速率，与酶浓度成正比。 意义：Vmax=k3 [E]
如果酶的总浓度已知，可从Vmax计算酶的转 换数(turnover number)，即动力学常数k3。
作用。
一、酶催化反应的特点（特性）
（一）酶的催化效率极高
酶的催化效率通常比非催化反应高108～1020倍， 比一般催化剂高107～1013倍。
酶比一般催化剂更有效地降低反应的活化能。
酶的催化不需要较高的反应温度。
（二）具有高度特异性 酶的特异性 (specificity)
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。
酶蛋白 + 辅助因子 = 全酶
只有全酶才有催化活性
2.结合酶各组分的功能：
决定反应的特异性及其催化机制
蛋白质部分：酶蛋白
结合酶（全酶) (holoenzyme)
辅助因子
小分子有机化合物 金属离子
决定反应的性 质和反应类型
金属离子是最多见的辅助因子
金属酶(metalloenzyme)： 金属离子与酶结合紧密，提取过程中
催化基团 (catalytic group) 催化底物转变成产物
常见： His—咪唑基；Ser—羟基；Cys—巯基;Glu—γ-羧基
（2）活性中心外的必需基团
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必需。
活性中心以外 的必需基团