生物化学之酶学课案.ppt

目的要求： 1．掌握酶的分子结构与功能； 掌握酶促反应的特点. 2．酶促反应动力学的基本概念和知识。 3．熟悉酶活性调节的基本概念。 4．了解酶的命名和分类; 酶与医学的关系。 酶的聚集方式 1. 松散排列 在细胞中酶各自以可溶的单体形式存在，彼此没有结构上的联系。 反应时酶是随机扩散，催化效率不高。（如糖酵解历程） 酶的聚集方式 2. 簇式排列 几种酶有机地聚集在一起，精巧的镶嵌成一定的结构，定向转移，形成多酶复合体。催化效率高。（如丙酮酸脱氢酶复合体、肪酸合成酶复合体） 酶的聚集方式 3. 与生物膜结合 一种结构更高的多酶复合体，酶整齐的排列在生物膜上。催化效率最高。（如呼吸链） 酶的活性中心 酶的活性中心 1．结合部位 binding site 酶分子中与底物结合的部位或区域一般称为结合部位。 (1) 酸－碱催化 酸-碱催化可分为狭义的酸-碱催化和广义的酸-碱催化。酶参与的酸-碱催化反应一般都是广义的酸－碱催化方式。 广义酸－碱催化是指通过质子酸提供部分质子,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。 酶分子中可以作为广义酸、碱的基团 广义酸基团 广义碱基团（质子供体） （质子受体） 共价催化一般形式是催化剂的亲核基团对底物中亲电子的碳原子进行攻击。 亲核基团含有多电子的原子，可提供电子。 硝基苯酯水解反应 硝基苯酯水解反应 3 金属离子催化作用 金属离子可以和水分子的OH-结合，使水显示出更大的亲核催化性能。 ? 电荷屏蔽作用 电荷屏蔽作用是酶中金属离子的一个重要功能。 多种激酶(如磷酸转移酶)的底物是Mg2+－ATP复合物。 ? 电子传递中间体 许多氧化-还原酶中都含有铜或铁离子，它们作为酶的辅助因子起着传递电子的功能。 (1) 齐变模式（MWC模式) 2.序变模式（KNF模式） 四、pH通过改变酶和底物分子解离状态影响酶促反应速率 酶催化活性最高时反应体系的pH称为酶促反应的最适pH (optimum pH)。 pH对某些酶活性的影响 最适pH不是酶的特征性常数，它受底物浓度、缓冲液种类与浓度、以及酶纯度等因素的影响。 五、抑制剂可降低酶促反应速率 酶的抑制剂(inhibitor) 酶的抑制区别于酶的变性： 抑制剂对酶有一定选择性 引起变性的因素对酶没有选择性 凡能使酶的催化活性下降而不引起酶蛋白 变性的物质称为酶的抑制剂。 抑制作用的类型 不可逆性抑制 (irreversible inhibition) 可逆性抑制 (reversible inhibition) 竞争性抑制 (competitive inhibition) 非竞争性抑制 (non-competitive inhibition) 反竞争性抑制 (uncompetitive inhibition) 根据抑制剂和酶结合的紧密程度不同，酶的抑制作用分为： 有机磷化合物 ?? 羟基酶 解毒 -- -- -- 解磷定(PAM) 重金属离子及砷化合物 ?? 巯基酶 解毒 -- -- -- 二巯基丙醇(BAL) 概念 举例 抑制剂通常以共价键与酶活性中心的必需基团相结合，使酶失活。此类抑制剂不能用透析、超滤等方法予以去除。 （一）不可逆性抑制剂与酶共价结合 * 有机磷化合物 如：敌百虫、敌敌畏、乐果和马拉硫磷等 有机磷化合物 羟基酶 失活的酶 酸 * 胆碱酯酶 * 解毒剂 如：解磷定（碘化醛肟甲基吡啶，PAM） 阿托品 * 低浓度重金属离子和砷化合物 如：路易斯气 * 路易斯气与糜烂性毒剂 路易士气 巯基酶 失活的酶 酸 失活的酶 BAL 巯基酶 BAL与砷剂结合物 （二） 可逆性抑制剂与酶非共价结合 竞争性抑制 非竞争性抑制 反竞争性抑制 类型 概念 抑制剂通常以非共价键与酶或酶-底物复合物可逆性结合，使酶的活性降低或消失；抑制剂可用透析、超滤等方法除去。 竞争性抑制剂与底物竞争结合酶的活性中心 抑制剂与底物的结构相似，能与底物竞争酶的活性中心，从而阻碍酶与底物形成中间产物 ，这种抑制作用称为竞争性抑制作用。 反应模式 + I EI E + S E + P ES I S + + + E S I ES EI P E E 特点 抑制程度取决于抑制剂与酶的相对亲和力及底物浓度； I与S结构类似，竞争酶的活性中心； 动力学特点：Vmax不变，表观Km增大。 抑制剂↑ 无抑制剂 1/V 1/[S] 举