生物化学-酶PPT.ppt

酶催化高效率的原因：酶比一般催化剂能更有效地降低反应活化能，促进底物形成过渡态而加快反应速度。 活化能：分子从初态转变为激活态所需的能量。 酶促反应活化能的改变 高度专一性：即酶对底物的高度选择性或特异性。 即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，生成一定的产物。 常见类型： 绝对专一性、相对专一性 立体异构体专一性 光学异构体专一性 根据酶的特异性高低分为： 绝对特异性：即一种酶只作用于一种特定结构的底物，催化一种特定反应，生成一种特定结构的产物。 相对特异性：即酶作用于一类化合物或一种化学键。 R1: Lys, Arg R2: 不是Pro R3: Tyr, Trp, Phe R4: 不是 Pro 根据酶对底物的立体异构体有无选择性，可区分立体异构体专一性。 胡索酸酶 反丁烯二酸(延胡索酸) 苹果酸 根据酶对底物的光学异构体有无选择性，可区分光学异构体专一性。 乳酸 丙酮酸 乳酸脱氢酶 可调节性： 酶促反应受多种因素的调控，以适应机体对不断变化的内外环境和生命活动的需要。 酶的调节方式主要包括酶含量和酶活性的调节。 基本模式：各种细胞内外环境因素 → 调节酶的活性和含量 → 调节代谢等过程。 不稳定性： 多数酶是蛋白质等生物大分子，因此酶的作用条件一般比较温和，在中性pH、常温和常压下进行，强酸、强碱、高温条件均易使酶发生变性而失去活性。 二、酶促反应的机制 二、酶催化作用的机制（工作原理） 酶比一般催化剂能更有效地降低反应活化能。 诱导契合假说： 是指酶与底物接近时，其结构相互诱导、相互变形和相互适应，进而相互结合，形成E-S复合物。 这种结合不同于锁-钥机械关系。 酶的构象改变有利于与底物结合；而底物在酶的诱导下也发生变形，处于不稳定的过渡态，易受酶的催化攻击。 实例：己糖激酶 酶的空间构象变化 Glucose 第四节 酶促反应动力学 -- 影响酶促反应速度的因素 一、相关基本概念 酶促反应动力学 主要研究酶促反应速度及其影响因素。 研究前提为：①在研究某一因素对酶促反应速度影响时，固定其它因素不变；②单底物、单产物反应；③反应速度取其初速度，即底物的消耗量很小（一般在5﹪以内）时的反应速度。 产 物 0 反应时间 酶促反应进程曲线 酶促反应速度 在规定的反应条件下，单位时间内底物的消耗量和产物的生成量。 常用初速度表示，即底物消耗小于5﹪反应时段内的平均速度；此时底物浓度变化对反应速度影响很小，反应速度相对恒定。 二、影响酶促反应速度(酶活性)的因素 底物浓度 酶浓度 pH 温度 激活剂 抑制剂 一、底物浓度的影响 底物浓度对酶促反应速度的影响 [s] v Vm 0 当[S]较低时，V与[S]成正比；反应为一级反应。 随着[S]的增高， V不再成正比例加速；为混合级反应。 当[S]高达一定程度，V达最大；为零级反应。 在其他因素不变、且底物浓度远远大于酶浓度的情况下，底物浓度的变化对反应速度影响的作图呈矩形双曲线。 1913年雷奥诺.米歇里斯（Michaelis）和莫得（Menten）提出反应速度与底物浓度关系的数学方程式，即米-曼氏方程式，简称米氏方程(Michaelis equation)。 米氏方程： V= Vmax[S] Km + [S] [S]：底物浓度 V：不同[S]时的反应速度 Vmax：最大反应速度 Ｋm：米氏常数 Km的意义： （1） Km值等于酶促反应速度达到最大反应速度一半时的底物浓度；其单位是浓度单位。 Km＝[S] 2 ＝ Km + [S] Vmax Vmax[S] V= Vmax[S] Km + [S] （2） Km值近似等于[ES]的解离常数，可反映酶与底物亲和力的大小（数值越小则亲合力越高 ）。 （3）Km是酶的特征性常数，主要取决于酶和底物的结构，与酶和底物的浓度无关，但受到反应环境（如pH、温度等）的影响。 Vm的意义： Vm是酶完全被底物饱和时的反应速度，即最大反应速度，与酶浓度成正比。 [s] v Vm 0 二、酶浓度的影响 当底物浓度大大超过酶浓度即[ S ] [ E ]，反应速度和酶浓度变化呈正比。 酶浓度对酶促反应速度的影响 Vm [E] 0 三、温度的影响 温度对酶促反应速度的影响 最适温度 双重效应：升高温度一方面可加快酶促反应速度，同时也增加酶变性的机会。 最适温度：酶促反应速率最快时反应体系的温度。不是酶的特征性常数。 酶的活性中心：酶分子中某些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，形成具有特定空间结构的区域，能与底物特异结合并催化底物转化为产物，这一区域称为酶的活性中心或活性部位。 酶的活性中心是酶分子执行其催化功能的部位。 酶的活性中心(active center) 胰蛋白酶