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酶 --- Enzyme Zhangguangxian Ph.D zhangguangxian@gzhtcm.edu.cn QQ:Tel教学大纲目的要求 掌握酶化学本质、组成及酶促反应特点 熟悉酶促反应动力学 了解酶的催化机制、命名、分类以及与医学的关系 酶的结构 酶的定义 酶：由活细胞具有催化活性的蛋白质 分类： 生物催化剂：蛋白质(酶)和核酸 酶分子组成：单纯酶和结合酶 化学本质：蛋白质 具有蛋白质所有的理化性质和生物学特征 酶的组成 重要概念： 全酶 酶蛋白和辅助因子 辅助因子：金属离子; 辅酶/辅基 活性中心 结合基团和催化基团 酶与一般催化剂的共同点 在反应前后没有质和量的变化； 只能催化热力学允许的化学反应； 只能加速可逆反应的进程，而不改变反应的平衡点 酶促反应的特点 高效性 (△G=△ H-T△ S)---降低活化能 高特异性 绝对特异性:一种酶只催化一种底物 相对特异性:一种酶只催化一类底物或一种键 立体异构特异性:一种酶只催化一种立体异构体 不稳定性（Protein） 可调节性(酶活在多个水平/多种机制可调) 重要概念： 酶原及其激活 酶原: 酶的无活性前体 酶原的激活: 酶原向酶的转化过程 同功酶: 催化相同的化学反应，但酶的分子组成、结构、理化及免疫学性质和电泳特征等不同的一组酶 LDH(1-5): 乳酸 丙酮酸 酶促反应动力学（Enzyme kinetics） 研究酶促反应速度及其影响因素，即通过定量观察单位时间内底物减少量或产物的生成量来研究 [E]、[S]、T、pH、抑制剂（I）及激活剂对酶促反应速度的影响。 任何反应都是可逆的 酶促反应动力学（Enzyme kinetics） 底物对酶促反应速度的影响 Michaelis-menten 米(曼)氏方程 底物对酶促反应速度的影响 Km意义 Km=[S]v=V/2（单位：mol/L） 不同的底物具有不同的 Km值（多功能酶） 天然底物/最适底物: Km值最小; 反应最快; 亲和力最大 Km 是酶的特征常数 E, S, Buffer Km 反映酶与底物的亲和力（Ks） Km值越小，亲和力越大 Km=（K2+K3）/ K1 Km 和 Vmax 测定 双倒数作图法 酶促反应动力学 [E] 对反应速度的影响 酶促反应动力学 T对反应速度的影响 酶促反应动力学（Enzyme kinetics） pH 对反应速度的影响 酶促反应动力学（Enzyme kinetics） 抑制剂对酶促反应速度的影响 不可逆性抑制作用 E-SH: Hg2+ Ag+ As(BAL) E-Ser: 有机磷杀虫剂 胆碱酯酶 可逆性抑制作用 竞争性抑制 非竞争性抑制 反竞争性抑制 可逆性抑制作用 竞争性抑制 竞争性抑制 定义: 抑制剂与底物的结构相似，能与底物竞争酶的活性中心，阻碍酶底物复合物的形成，使酶的活性降低。 反应模式： 竞争性抑制作用的特点 I和S具有结构相似性，争夺酶的活性中心 I存在时影响酶与底物结合，表观Km随〔I〕增加而增加 抑制作用的强度取决于I与E的相对亲和力及〔S〕和〔I〕比。与〔I〕 成正比；与〔S〕成反比。〔S〕极大时抑制作用解除。 Vmax不变 竞争性抑制作用 ----例子 可逆性抑制作用 非竞争性抑制 非竞争性抑制 定义：抑制剂不与底物竞争酶的活性中心，而是与活性中心以外的必需基团相结合，使酶的构象改变而失去活性 反应模式： 非竞争性抑制的特点 抑制剂结合酶活性中心外必需基团， I既可结合E，也可结合ES。 I不影响S与E的结合（表观Km不变） ESI不能转变成产物 抑制作用只与〔I〕成正比（V 随〔I〕增加而增加） 。与底物浓度无关（Vmax↓） 可逆性抑制作用 反竞争性抑制 反竞争性抑制 定义：抑制剂仅与酶-底物复合物(ES)结合，使酶失去催化活性 反应模式： 反竞争性抑制作用的特点 I只能结合ES，不结合E ，S与E的结合有利于I的结合。 ESI不能生成产物， I 存在时〔ES〕↓，V↓ I 存在增加E与S的亲和力（表观Km↓） 抑制作用只与〔I〕成正比而与底物浓度无关（Vmax↓） 酶促反应动力学 激活剂对酶促反应速度的影响 必须激活剂 金属离子 (Mg2+, Cu2+, Zn2+) 非必需的激活剂 Cl-____ 唾液淀粉酶 酶的命名 习惯命名法 系统命名法 酶的分类 六类 氧化还原酶类 转移酶类 水解酶类 裂解酶类 异构酶类 合成酶类 酶活性的测定 国际单位 (IU): 在25℃ 、最适温度、最适pH、最适底物浓度时，每分钟催化1umol底物反应所需的酶量 商业常用单位： IU/mg 催量(Ka