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第 三 章 酶 酶的概念 目前将生物催化剂分为两类 酶 、 核酶（脱氧核酶） 酶学研究简史 公元前两千多年，我国已有酿酒记载。 一百余年前，Pasteur认为发酵是酵母细胞生命活动的结果。 1877年，Kuhne首次提出Enzyme一词。 1897年，Buchner兄弟用不含细胞的酵母提取液，实现了发酵。 1926年，Sumner首次从刀豆中提纯出脲酶结晶。 1930年， Northrop等得到了胃蛋白酶、胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶的结晶，并进一步证明了酶是蛋白质。 1982年，Cech首次发现RNA也具有酶的催化活性，提出核酶(ribozyme)的概念。 1995年，Jack W.Szostak研究室首先报道了具有DNA连接酶活性DNA片段，称为脱氧核酶(deoxyribozyme)。 第一节酶的分子结构与功能The Molecular Structure and Function of Enzyme  酶的不同形式 单体酶(monomeric enzyme)：仅具有三级结构的酶。 寡聚酶(oligomeric enzyme)：由多个相同或不同亚基以非共价键连接组成的酶。 多酶体系(multienzyme system)：由几种不同功能的酶彼此聚合形成的多酶复合物。 多功能酶(multifunctional enzyme)或串联酶(tandem enzyme)：一些多酶体系在进化过程中由于基因的融合，多种不同催化功能存在于一条多肽链中，这类酶称为多功能酶。 一、 酶的分子组成 结合酶 (conjugated enzyme) *各部分在催化反应中的作用 酶蛋白决定反应的特异性 辅助因子决定反应的种类与性质 二、酶的活性中心 活性中心内的必需基团 第二节 酶促反应的特点与机理The Characteristic and Mechanism of Enzyme-Catalyzed Reaction 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。 （一）酶促反应具有极高的效率 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并生成一定的产物。酶的这种特性称为酶的特异性或专一性。 根据酶对其底物结构选择的严格程度不同，酶的特异性可大致分为以下3种类型： 绝对特异性(absolute specificity)：只能作用于特定结构的底物，进行一种专一的反应，生成一种特定结构的产物 。 相对特异性(relative specificity)：作用于一类化合物或一种化学键。 立体结构特异性(stereo specificity)：作用于立体异构体中的一种。 二、酶促反应的机理 第三节 酶促反应动力学 Kinetics of Enzyme-Catalyzed Reaction 概念 研究各种因素对酶促反应速度的影响，并加以定量的阐述。 影响因素包括有 酶浓度、底物浓度、pH、温度、 抑制剂、激活剂等。 一、底物浓度对反应速度的影响 单底物、单产物反应 酶促反应速度一般在规定的反应条件下，用单位时间内底物的消耗量和产物的生成量来表示 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 底物浓度远远大于酶浓度 （一）米－曼氏方程式 中间产物 推导过程 稳态：是指ES的生成速度与分解速度相等，即 [ES]恒定。 K1 ([Et]－[ES]) [S]＝K2 [ES] + K3 [ES] （二）Km与Vmax的意义 Km值 ① Km等于酶促反应速度为最大反应速度一半时的底物浓度。 ② 意义： a) Km是酶的特征性常数之一；其大小与酶的浓度无关，而与具体的底物有关，且随着温度、pH和离子强度而改变 b) Km可近似表示酶对底物的亲和力；当k2＞＞k3时， km的大小可以表示酶与底物的亲和性 c) 同一酶对于不同底物有不同的Km值。 Vmax 定义：Vm是酶完全被底物饱和时的反应速度，与酶浓度成正比。 （三）Ｋm值与Ｖmax值的测定 1. 双倒数作图法(double reciprocal plot)，又称为 林-贝氏(Lineweaver- Burk)作图法 二、底物足够时酶浓度对反应速率的影响呈直线关系 当[S]＞＞[E]，酶可被底物饱和的情况下，反应速度与酶浓度成正比。 关系式为：V = K3 [E] 三、温度对反应速率的影响 双重影响 温度升高，酶促反应速度升高；由于酶的本质是蛋白质，温度升高，可引起酶的变性，从而反应速度降低 。 五、抑制剂对反应速度的影响 酶的抑制剂(inhibitor) 凡能使酶