14临本(查)第三章酶

第三章酶Enzyme一、授课章节及主要内容：第四章酶二、授课对象：临床医学、预防、法医（五年制）、临床医学（七年制）三、授课学时本章共6学时4节课时（每个课时为45分钟）。

讲授安排如下：第一学时：概述；第一节酶的分子结构与功能第二学时：第二节酶促反应的特点与机制第三、四、五学时：酶促反应机制；第三节酶动力学第六学时：第四节酶的调节四、教学目的与要求在掌握蛋白质结构与功能的基础上进一步掌握酶活性中心的结构与功能；酶促反应的特点与机制；酶动力学的概念及影响酶促反应的因素以及机体如何调节酶活性，为临床学习与应用打下基础。

五、重点与难点重点：掌握酶活性中心的概念；酶促反应的特点与机制；酶动力学的概念及影响酶促反应的因素。

难点：抑制剂对酶活性的影响六、教学方法及授课大致安排以面授为主，适当结合临床提问启发。

每次课预留5分钟小结本次课掌握内容及预留复习题，全章结束后小结本章内容。

七、主要外文专业词汇八、思考题1. 试述酶能加速化学反应的机制。

2. 试述在酶促反应中酶蛋白与辅酶（辅基）的相互关系。

3. 比较三种可逆性抑制作用的特点。

4. 试述竞争性抑制的特点及磺胺类药物抑菌的机制。

5. 别构调节有何生理意义？九、教材与教具：人民卫生出版社《生物化学》第六版十、授课提纲(或基本内容)概述Introduction一．酶的生物学重要性一切生物都须不断地进行新陈代谢过程，以维持它们的生命活动，而酶是生物用以进行代谢过程的工具。

因为物质代谢过程都需要酶的催化作用，在体内只有极少数不需酶参加而自发进行的化学反应。

有些在体外能自发进行的化学反应例：H2O+CO2 = H2CO3。

在体内也要依赖特殊的酶---碳酸酐酶的催化。

在酶的作用下，生物体内复杂的化学反应，能在温和的条件下迅速，准确，平稳而且有规律的进行。

我们来看看食物蛋白质在体内外的分解情况：在体内温和的条件（近中性pH。

37℃）下食物蛋白质就能迅速彻底水解成AA，而且AA不会遭破坏。

第三章酶第四章维生素和辅酶本章教学要求：1、了解酶的基本概念、化学本质、酶促反应特点和酶命名与分类原则。

2、牢记与酶组成、结构、功能有关的基本概念。

如酶蛋白、辅因子、酶活性中心、必需基团、同工酶等。

3、掌握影响酶促反应速度的几种因素及动力学特点。

熟记米氏方程和米氏常数的意义。

4、结合酶促反应动力学掌握酶活性测定的基本原则，熟记酶活力单位概念。

5、熟记水溶性维生素和辅酶的化学本质、活性方式、代谢功能。

同时了解缺乏维生素的相应缺乏病。

一、填空题：1. 对于服从米氏方程的酶来说，当[S]为Km，V为35μmol/min时，酶促反应的Vmax是。

2. 能催化蛋白质降解的酶叫做。

3. 下面缩写符号的中文名称分别是：NAD+，FAD ，TPP 。

4. 酶分子上与活性有关的具有特定三维结构的小区域叫做酶的，活性部位基团按功能分为和。

5. 酶作用的特异性分为和。

6. 影响酶促反应速度的因素主要有、、和。

7. 与一般催化剂比较，酶最显著的两个特点是和。

8. 有非竞争性抑制剂存在时，酶促反应的Km ，Vmax 。

9. 如果一个酶对A、B、C、三种底物的米氏常数分别为Kma、Kmb、和Kmc，且Kma＞Kmb＞Kmc，则此酶的最适底物是，与酶亲和力最小的底物是。

10. 根据酶促反应类型，酶可以分为、、、、和六大类。

11. EC 4.1.1.11应为酶类。

12. 酶量的多少常用表示，酶的纯度常用表示。

13. L-精氨酸酶只催化L-精氨酸反应，而对D-精氨酸无作用，此酶具有专一性。

14. 若使酶促反应的速度达到最大反应速度的90%，底物浓度应是此酶Km值的倍？15. 丙二酸是酶的抑制剂。

16. 全酶由和组成。

二、判断题：1. 酶的活力愈高，其纯度亦愈高。

2. 当[S] ＞＞Km时，酶催化反应的速度与底物浓度成正比。

3. FAD和FMN都含有腺苷酸。

4. 当缺乏维生素B1时，丙酮酸脱氢酶复合物和α—酮戊二酸脱氢酶复合物均无活性。

第三章酶的化学修饰第一节酶的分子修饰一、酶的化学修饰原因1、稳定性2、酶反应的最适条件3、酶的专一性4、米式常数过大5、临床应用的特殊要求6、酶种类的限制改变酶特性有两种主要的方法：1)通过分子修饰的方法来改变已分离出来的天然酶的活性。

2)通过基因工程方法改变编码酶分子的基因而达到改造酶的目的。

二、酶分子修饰通过各种方法使酶分子的结构发生某些改变，从而改变酶的某些特性和功能的技术过程称为酶分子修饰。

即在体外将酶分子通过人工的方法与一些化学基团（物质），特别是具有生物相容性的物质，进行共价连接，从而改变酶的结构和性质。

三、酶分子修饰的意义⏹提高酶的活力⏹增强酶的稳定性⏹降低或消除酶的抗原性⏹研究和了解酶分子中主链、侧链、组成单位、金属离子和各种物理因素对酶分子空间构象的影响化学修饰效果举例用纤维蛋白的专一性单克隆抗体修饰尿激酶，使其溶血栓性提高了100倍。

用乙醛酸修饰胰凝乳蛋白酶的表面氨基，形成亲水性的α－NHCH2COOH后，该酶对60℃热处理的稳定性增高了1000倍。

超氧化物歧化酶(SOD)、L-谷氨酰胺酶、L-天门冬酰胺酶、尿酸酶等用PEG(聚乙二醇)修饰后，完全消除了酶的抗原性和免疫原性，减慢了它们在动物血液循环中被清除的速度，酶的活力可以保存15％-45％。

四、酶化学修饰的基本原理1、如何增强酶天然构象的稳定性与耐热性修饰剂分子存在多个反应基团，可与酶形成多点交联。

使酶的天然构象产生“刚性”结构。

2、如何保护酶活性部位与抗抑制剂大分子修饰剂与酶结合后，产生的空间障碍或静电斥力阻挡抑制剂，“遮盖”了酶的活性部位。

3、如何维持酶功能结构的完整性与抗蛋白水解酶酶化学修饰后通过两种途径抗蛋白水解酶：A 大分子修饰剂产生空间障碍阻挡蛋白水解酶接近酶分子。

“遮盖”酶分子上敏感键免遭破坏。

B 酶分子上许多敏感基团交联上修饰剂后，减少了受蛋白水解酶破坏的可能性。

4、如何消除酶的抗原性酶蛋白氨基酸组成的抗原决定簇，与修饰剂形成了共价键。

第三章酶本章要点生物催化剂——酶：由活细胞产生的、对其底物具有高度特异性和高度催化效能的蛋白质。

一、酶的分子结构与功能1.单体酶：由单一亚基构成的酶。

（如溶菌酶）2.寡聚酶：由多个相同或不同的亚基以非共价键连接组成的酶。

（如磷酸果糖激酶-1）3.多酶复合物（多酶体系）：几种具有不同催化功能的酶可彼此聚合。

（如丙酮酸脱氢酶复合物）4.多功能酶（串联酶）：一些酶在一条肽链上同时具有多种不同的催化功能。

（如氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ）（一）、酶的分子组成中常含有辅助因子1.酶蛋白主要决定酶促反应的特异性及其催化机制；辅助因子主要决定酶促反应的性质和类型。

2.酶蛋白和辅助因子单独存在时均无催化活性，只有全酶才具有催化作用。

3.辅酶与酶蛋白的结合疏松，可以用透析和超滤的方法除去。

在酶促反应中，辅酶作为底物接受质子或基团后离开酶蛋白，参加另一酶促反应并将所携带的质子或基团转移出去，或者相反。

4.辅基则与酶蛋白结合紧密，不能通过透析或超滤将其除去。

在酶促反应中，辅基不能离开酶蛋白。

5.作为辅助因子的有机化合物多为B族维生素的衍生物或卟啉化合物，它们在酶促反应中主要参与传递电子、质子（或基团）或起运载体作用。

金属离子时最常见的辅助因子，约2/3的酶含有金属离子。

6.金属离子作为酶的辅助因子的主要作用①作为酶活性中心的组成部分参加催化反应，使底物与酶活性中心的必需基团形成正确的空间排列，有利于酶促反应的发生；②作为连接酶与底物的桥梁，形成三元复合物；③金属离子还可以中和电荷，减小静电斥力，有利于底物与酶的结合；④金属离子与酶的结合还可以稳定酶的空间构象。

7.金属酶：有的金属离子与酶结合紧密，提取过程中不易丢失。

8.金属激活酶：有的金属离子虽为酶的活性所必需，但与酶的结合是可逆结合。

（二）、酶的活性中心是酶分子执行其催化功能的部位1.酶的活性中心（活性部位）：酶分子中能与底物特异地结合并催化底物转变为产物的具有特定三维结构的区域。

第三章酶多选题试卷总分：24答题时间：12分钟1.酶催化作用的特点有（）[2分]A酶易失活B效率高C高度专一性D可受调控E改变反应平衡参考答案：ABCD2.酶催化作用的机制有（）[2分]A底物邻近和定向效应B底物变形与诱导契合C酸碱催化D共价催化E金属离子催化参考答案：ABCDE3.影响酶促反应速度的除了酶浓度的因素外，还有（）等。

[2分] A底物浓度B温度C pHD激活剂E抑制剂参考答案：ABCDE4.下列有关酶促反应叙述正确的有：[2分]A底物浓度过量时，反应速度与酶浓度成正比B底物浓度过量时，反应呈零级反应C底物浓度低时，反应速度与底物浓度成正比D底物浓度与酶浓度相等时，可达最大反应速度E反应速度与酶浓度无关参考答案：ABC5.下列关于酶的活性中心论述，正确的有：[2分] A所有酶都有活性中心B所有酶的活性中心都有辅酶C酶的必需基团都位于酶的活性中心之内D所有抑制剂都作用于酶的活性中心E酶的活性中心内有结合基团和催化基团参考答案：AE6.下列辅酶中，从维生素衍生出来的有：[2分] ACoABFADCNAD+D CoQE TPP参考答案：ABCE7.下列辅酶中，既是从维生素衍生出来的，又属于核苷酸衍生物的是：[2分]A CoAB FADC NAD+D CoQE TPP参考答案：ABC8.测定酶活性的必要条件是[2分]A最适pHB最适底物浓度C合适温度D最适离子强度E最适酶浓度参考答案：ABCD9.酶变性时的表现为：[2分]A溶解度降低B易受蛋白酶水解C酶活性丧失D酶促反应速度下降直至消失E紫外吸收增强参考答案：BCDE10.很多药物是酶的抑制剂，药理是：[2分]A抑制病原体内的某些酶，使病原体生长繁殖受阻或衰亡B改变人体内某些酶的活性，调节生理功能C助消化、消炎、抗血栓等D诊断心脑、肝胆疾病E竞争破坏另一些肿瘤细胞酶的底物，抑制肿瘤细胞生长参考答案：ABE11.酶的竞争性抑制，正确的是：[2分]A抑制剂与底物的化学结构类似B抑制剂与底物互相竞争结合酶活性中心，具有互斥性C竞争性抑制作用的反应是不可逆的D当抑制剂浓度增大，抑制作用增强E当底物浓度足够大时，可以将抑制作用消除参考答案：ABDE12.酶的非竞争性抑制，正确的是：[2分]A抑制剂与底物的化学结构并不相似B抑制剂与底物互相竞争结合酶活性中心，具有互斥性C抑制剂通过结合活性中心之外的必需基团D酶与底物的结合、酶与抑制剂的结合，互不影响E底物与抑制剂之间无竞争关系，酶-底物-抑制剂复合物也能释放出产物参考答案：ACD。

第三章酶化学（一）名词解释1.米氏常数；2.寡聚酶；3.比活力(specific activity)4.变构酶；5.同工酶；6.活性中心；7. 竞争性抑制作用；8. 非竞争抑制作用；9. 反竞争性抑制作用10.酶的专一性；11. 酶原的激活；12. 别构效应；13. 正协同效应；14. 共价修饰调节；15. 酶活力；16. 不可逆抑制作用；17. 可逆抑制作用。

1.变构酶活性中心外还有___________，当以v对[S]作图时，它表现出______型曲线，而不是典型的米氏酶所具有的_______曲线。

2.酶活性的国际单位（I.U.）定义为在最适条件下，将底物转化为产物的速度为_______的酶量。

3.对于符合米氏方程的酶，v-[S]曲线的双倒数作图（Lineweaver-Burk作图法）得到的直线，在横轴的截距为___________，纵轴上的截距为____________。

4.若同一种酶有n个底物就有________个K m值，其中K m值最________的底物，一般为该酶的最适底物。

5.蛋白质磷酸化时，需要__________酶，而蛋白质去磷酸化需要_______酶。

6.当底物浓度等于0.25K m时，反应初速度与最大反应速度的比值是______。

7.酶催化反应的实质在于降低反应的______，使底物分子在较低的能量状态下达到______态，从而使反应速度______。

8.___ ____抑制剂不改变酶促反应V max，______抑制剂不改变酶促反应K m。

9.谷丙转氨酶属于___________酶类；它的系统名称是___________。

10.复合酶类有___________和___________两部分组成。

11.合成酶类催化由_______合成一种物质的反应,且必须有_______参加.12.酶活性中心有两个功能部位,一是___________,一是___________.13.天冬氨酸转氨甲酰酶的别构激抑活剂为________,别构抑剂_________.14.对同一种酶来说,酶的比活力越___________,___________越高.15.解释别构酶作用机理的两个重要模型是___________和___________.16.磺胺类药物是___________,可干扰___________合成.17.酶是生物催化剂,其化学本质属于___________或___________（三）选择题1.下面关于米氏常数K m的论述哪一个是正确的?1)与ES复合物形成及分解的速度常数都有关系2)在不同类型的抑制作用中，K m都改变3)用双倒数作图法不能得到K m值4)在酶促反应的初速度阶段不能得到k m2.测定酶促反应的初速度是为了：1)使实验尽快完成以避免酶蛋白的变性3)避免酶被底物饱和2)防止逆反应对结果分析所造成的影响4)增加酶催化反应的效率3.下面关于酶的抑制作用的论述哪一个是正确的?1)都为可逆的抑制作用2)增加底物的浓度可消除抑制剂对酶的影响3)根据抑制剂与酶结合的情况可区分不同类型的抑制作用4)抑制作用与抑制剂浓度无关4.下面关于Michealis-Menten方程作图的论述哪一个是正确的?1)反映了最大反应速度与底物浓度的关系2)反映出酶促反应的初速度与底物浓度的关系3)对所有的酶都适合4)是一个S型的曲线5.下面关于反竞争性抑制剂的论述哪一个是正确的?1)通过一个或多个共价键与酶结合2)当它存在时不改变Km3)当它存在时不改变最大反应速度4)只与ES复合物结合，干扰其分解为产物6.下面关于竞争性抑制剂的论述哪一个是正确的?1)无论其存在与否，双倒数作图在纵坐标上的截距都是1/V max2)在它存在时不改变Km3)在它存在时不影响底物与酶的活性部位的结合4)如果抑制作用发生，需它与底物反应以消除它对酶促反应的影响7.下列关于底物浓度对反应速度影响作图的表述哪一个是正确的?1)是一条直线2)当底物浓度高时，酶被底物饱和3)说明ES复合物形成的速度比分解的速度小4)是1/V对1/[S]作图8.下面关于用双倒数作图法求Km的表述哪一个是不正确的?1)是一条直线2)不能测定最大反应速度3)是1/V对1/S作图4)双倒数方程由米氏方程转化而来9.下列关于别构酶特性的叙述哪一个是正确的?1)不受抑制剂的影响2)不具协同性3)当配基与活性部位以外的部位结合时，引起酶构象的变化4)只有一个亚基组成10. 如何区分别构蛋白是否具有协同性?1)配基结合的齐变模型和序变模型2)氧合的和脱氧的血红蛋白3)胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶4)酶促反应的速度对底物浓度作图所获得的曲线一般是S型11.当有别构抑制剂存在时，别构酶：1)不再遭受构象的变化2)由于构象改变，催化反应的速度降低3)由于底物和抑制剂之间竞争酶的活性部位，使催化反应的速度降低4)由于变构抑制剂与酶的活性部位结合，使反应速度降低12.“齐变模型”和“序变模型”之间最主要的不同点是：1)都是对具有不同亚基的蛋白质来讲的2)齐变模型描述相对分子质量较小的蛋白质的性质，序变模型描述相对分子质量较大的蛋白质的性质3)齐变模型预测抑制剂与酶的紧密结合4)序变模型认为变构酶的亚基可以两种以上的状态存在，齐变模型认为酶的所有亚基只能有两种状态存在13.下列关于酶的国际单位与“催量”(kat单位)之间关系的叙述哪一个是正确的?1)lkat＝6×108I.U. 3)1 I.U.＝6×108kat2)1 I.U.＝6×107kat 4) l kat＝6×107 I.U.14.一种酶的纯竞争性抑制作用有下面的哪一种动力学性质?1) K m增加而V max不变3)K m和V max均降低2)K m降低而V max不变4)K m和V max均增加15.当酶促反应达到恒态时，[ES]复合物的浓度如何?1)浓度为零2)浓度增加3)浓度减少4)浓度不变16.在酶的反竞争性抑制作用中，抑制剂影响下列中的哪一个?1)最大反应速度3)Vmax和Km都受到影响2)米氏常数Km 4)Vmax和Km都不会受到影响17.当底物浓度恰好等于Km时，反应速度与最大反应速度的关系是：1)相同2)不同3) v＝1/2Vmax 4) v＝1/3Vmax18.当一酶促反应的速度达到最大速度的75％时，K m与[S]的关系是：1)[S]＝K m2) [S]＝2 K m3)[S]＝3 Km 4)[S]＝4 K m19.酶的高效催化作用是因为酶能：1)改变化学反应的平衡点3)降低反应的活化能2)减少活化分子的数量4)催化热力学上不能进行的反应20.当某酶的底物浓度[S]＝4Km时，反应速度v等于：1) Vmax 2) 0.8Vmax 3) 3/4Vmax 4) 0.5Vmax21.某酶对其四个底物的Km值如下所示，问该酶的最适底物是哪一个?1) Km＝4.3×10—33) Km＝2.3×10—32) Km＝3.5×10—34) Km＝4.1×10—322.不可逆的抑制作用和可逆的抑制作用的主要区别是下述中的哪一个?1)抑制剂与酶分子上的某些基团以共价键结合2)抑制剂与酶分子上的某些基团以非共价键结合3)抑制剂与酶分子上的某些基团是以非共价键还是共价键结合的4)以上都是23.辅酶和辅基的主要区别是下列中的哪一个?1)与酶蛋白以非共价键结合3)与酶蛋白结合的紧密程度不同2)二者的分子大小不同4)与酶蛋白以共价键结合24.在下列哪一条件下，酶反应速度与酶浓度成正比?1)当酶浓度足够大时3)当底物浓度足够大时2)在最适温度和最适pH条件下4)以上都是25.竞争性抑制剂通过下列何种方式抑制酶的活性?1)与酶的必须基团结合3)与酶的活性中心结合2)与酶的辅基成分结合4)与酶的辅助因子结合26.增加底物浓度可解除下列哪种抑制剂或抑制作用对酶活性的影响?1)非竞争性抑制剂3)可逆的抑制作用2)竞争性抑制剂4)反竞争性抑制剂27.下列关于酶活性中心的叙述哪一个是不正确的?1)是酶分子中直接与酶的催化作用有关的部位2)对简单酶类来说，活性中心一般有少数几个氨基酸组成3)必需基团一定在活性中心内4)活性中心一般只占酶分子的很小一部分结构28.琥珀酸脱氢酶的竞争性抑制剂是下列中的哪一个?1)草酰乙酸2)丙酮酸3)丙二酸4)琥珀酰CoA29.下列关于磺胺类药物杀菌机理的叙述哪一项是正确的?1)是叶酸合成酶的反竞争性抑制剂3)是叶酸合成酶的竞争性抑制剂2)是B12合成酶的竞争性抑制剂4)使B12合成酶的反竞争性抑制剂30.下列有关温度对酶反应速度影响的叙述哪一项是正确的?1)酶反应速度随着温度的升高而加快2)酶反应速度随着温度的升高而减慢，因酶变性失活3)每种酶都有其最适温度4)最适温度是酶的特征常数31.下列有关pH对酶反应速度影响的叙述哪一项是不正确的?1)pH不是酶的特征常数2)在最适pH条件下酶表现出最大活性3)在极端pH条件下酶易变性失活4)酶反应速度对pH变化的曲线都是钟罩型的32.下列关于酶的激活剂的叙述哪一个是正确的?1)激活剂对酶的作用无选择性3)激活剂一般都是小分子的有机化合物2)激活剂一般都是无机离子4)激活剂是能提高酶活性的物质33.下列哪个是Km的单位?1)单位/m1 2)nmol/s 3)mmol/min 4)mol/L34.下列关于同功酶的叙述哪一项是错误的?1)同功酶具有不同的理化性质2)同功酶一般为寡聚酶，都具有特定的四级结构3)同功酶能催化相同的化学反应，因此具有相同的分子结构4)同功酶能催化相同的化学反应，但它们的分子结构、理化性质均不相同35；下列关于酶的国际单位的论述哪一个是正确的?1)1 I.U.指在最适条件下，每分钟催化lmol底物转化所需的酶量2)1 I.U.指在最适条件下，每分钟催化lmol产物生成所需的酶量3) 1I.U.指在最适条件下，每分钟催化lμmol底物转化所需的酶量4) 1I.U.指在最适条件下，每秒钟催化1μmol底物转化所需的酶量（四）判断题1.测定酶活力时，底物浓度不必大于酶浓度。