生物化学第1篇第03章生物大分子的结构与功能--酶.ppt

第三章 酶 第一节 概述 二 酶促反应的特点 (一)、极高的效率 (二)、 高度特异性 (三)、酶促反应的可调节性 (四)、酶的蛋白特性 第二节 酶的分子结构与功能 辅因子功能 辅酶与辅基: 酶活性中心的成分,直接参与反应.起e、原子或某些基团的传递作用. 发挥作用时,靠分子内成分: B族维生素两种形式的可逆互变来完成. 金属离子: 活性中心的成分,直接参与反应,传递 e . 做酶与底物的桥梁. 稳定构象. 中和阴离子,降低静电斥力. 酶的形式 二. 维生素与辅酶 三、酶的活性中心(active center) 酶的活性中心 中间产物形成的诱导契合学说 (二)、酶促反应的机制 邻近效应与定向效应：酶与底物结合成中间产物过程中，底物分子从稀溶液中密集到活性中心区，并使活性中心的催化基团与底物的反应基团之间正确定向排列。结果将分子间反应变成类似于分子内的反应,从而大大提高反应速率。 多元催化或称酸碱催化：酶蛋白是两性电解质。反应中, 酶活性中心的必需基团及其辅酶(基)有的作为酸向反应物提供质子, 而有的作为碱从反应物夺取质子,这种Bronsted的酸碱在反应中协同作用来达到加速反应。特别是 His的咪唑基,常在同一分子的不同微环境就发生不同的解离,有的作酸有的作碱。 表面效应: 活性中心是酶分子表面的疏水性〝口袋〞,此疏水环境排除了水对反应的干扰。 “张力”与“形变”：酶与底物的结合，不仅酶分子发生构象变化，同样底物分子也会发生扭曲变形，使底物分子的某些键的键能减弱，产生键扭曲，降低了反应活化能。 5. 共价催化：底物分子的一部分与酶分子上的活性基团间通过共价结合而形成的中间物，快速完成反应。如: 脂酶,酰基转移酶蛋白酶等。 (一)、酶原与酶原激活 同工酶 定义: 能催化相同的反应,但分子结构、理化性质、免疫学功能不完全相同的一组酶。 同工酶是长期进化过程中基因分化的产物。 同工酶是由不同基因或等位基因编码的多肽链,或由同一基因转录生成的不同mRNA翻译的不同多肽链组成的蛋白质。 同工酶存在于同一种属或同一个体的不同组织或同一细胞的不同亚细胞结构中,在代谢调节中起重要作用。 乳酸脱氢酶(LDH) 由两种亚基(M型、H型)组成的四亚基酶.排列组合得: H4 H3M H2M2 HM3 M4 LDH1 LDH2 LDH3 LDH4 LDH5 第三节、 酶促反应动力学 研究: 酶促反应速度(v)以及各种因素对酶促反应速度的影响。 酶促反应速度(v): 反应的初速。一般用单位时间内产物的生成量来表示 。此可表示酶的活性,也就是酶促反应的能力。 研究的前提: (1)、低酶浓度下进行。 (2)、固定其它因素。 一、底物浓度对反应速度的影响 米—曼氏方程式 1913年 L.Michaelis和Menten 推导出反应 ? 与[S]之间的数学表达式。即米—曼氏方程式, 后又加入稳态的观点, 加以修改即成现在的米氏方程。 二. 酶浓度对反应速度的影响 五. 激动剂对酶作用的影响 反竞争性抑制 * 反应模式 ③非竞争性抑制作用：底物和抑制剂与酶的不同部位结合，但形成的EIS不能进一步转变为产物。 * 反应模式 第四节 酶活性调节 一、 酶的变（别）构效应 (三)、 酶的共价修饰调节 -----酶蛋白肽链上的一些基团可在别的酶的催化下,与某种化学基团发生可逆的共价结合,从而改变酶的活性,这一过程称为酶的共价修饰(covalent modification)或化学修饰(chemical modification)。 六 抑制剂对酶作用的影响 ——使酶的必需基团或活性部位中的基团的化学性质改变而降低酶活力甚至使酶失活的物质，称为抑制剂（I）。 ------蛋白变性剂不属于抑制剂. 1. 不可逆抑制作用：抑制剂与酶的结合（共价键）是不可逆的。 除去抑制剂必须通过化学方法. 抑制作用的强弱决定于[I]和 I 与 E 亲和力的大小. 抑制剂 专一性I: I 特意地结合E 的活性中心的必需基团. 如:有机磷-O-(Ser)胆碱脂酶. 除去靠解磷定. 非专一性I: I 结合的基团不一定是活性中心的.如:重金属离子(神经毒气)-S-E,它不论-SH 在E 的何处.除去靠二巯基丙醇 2. 可逆抑制作用：抑制剂与酶的结合(非共价键)是可逆的。 抑制程度是由酶与抑制剂之间的亲和力大小、抑制剂的浓度以及底物的浓度决定。 可逆抑制 竟争性抑制 非竟争性抑制 反竟争性抑制 ①竞争性