第四章酶与催化反应.pptx

第七章  酶与催化反应ENZYMES AND CATALYTIC REACTIONS;酶学研究简史;第一节 酶和酶促反应 Enzymes and Enzymatic Reactions ;一、化学反应具有热力学和动力学特性 ;一定的温度下，Keq与反应的初始浓度无关，它反映化学反应的本性。 Keq越大则反应越倾向于产物的生成；Keq越小则逆反应的程度越大。 Keq是化学反应可能进行的最大限度的量度。 ;2．自由能的变化是化学反应的动力 ;自由能的变化是化学反应的动力，影响化学反应的方向。;（二）动力学性质是对反应速率的描述 ;一级反应（first-order reaction）:单底物反应 二级反应（second-order reaction） ：双底物反应 ;二、酶的化学本质是蛋白质 ;（二）结合酶既含有氨基酸组分又含有非氨基酸组分;辅助因子分类 （按其与酶蛋白结合的紧密程度）;一些化学稳定的小分子有机化合物是重要的辅酶或辅基。 ;金属离子是常见的辅助因子,大概2/3的酶含金属离子。 金属酶(metalloenzyme)：两者结合紧密,提取过程中不易丢失的叫金属酶。 金属激活酶(metal-activated enzyme)：两者结合不紧密的叫金属激活酶，金属离子为酶的活性所必需，却不与酶直接结合，而是通过底物相连接 ;金属离子的作用;（三）单体酶和寡聚酶;多酶复合物（multienzyme complex）， 或称多酶体系（multienzyme system） ;三、按酶所催化反应的类型将酶分为六大类;四、酶可按其所催化的反应类型予以命名 ;酶的分类;（二）推荐名称简便而常用 ;五、同工酶;１基因性同工酶;２同一基因不同mRNA的同工酶;乳酸脱氢酶同工酶;LDH同工酶;心肌中以LDH1含量最多，LDH1对乳酸的亲和力较高，因此它的主要作用是催化乳酸转变为丙酮酸再进一步氧化分解，以供应心肌的能量。 在骨骼肌中含量最多的是LDH5，LDH5对丙酮酸的亲和力较高，因此它的主要作用是催化丙酮酸转变为乳酸，以促进糖酵解的进行。 ;己糖激酶 ：作用于多种己糖 同工酶 Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ型 肝外组织 肝脏 特点： 强亲和力 强专一性 ;（二）同工酶在生物体中的表达分布具有时空特异性 ;LDH同工酶;（三）检测组织器官同工酶谱的变化有重要的临床意义 ;心肌梗死和肝病病人血清LDH同工酶谱的变化;第二节 酶的工作原理 Mechanism of Enzymatic Reactions ;、酶具有与一般催化剂相似的工作原理;;（二）酶与一般催化剂一样能加速化学反应而不改变反应的平衡点 ;二、酶具有不同于一般催化剂的显著特点 ;酶的特异性或专一性（specificity） ;1.有的酶对其底物具有极其严格的绝对专一性 ;2.多数酶对其底物具有相对特异性 ;各种蛋白酶对肽键的专一性 ; 人体内有多种蛋白激酶，它们均催化底物蛋白质 丝氨酸（或苏氨酸）残基上羟基的磷酸化 ;3．立体异构特异性：; 延胡索酸酶 延胡索酸 苹果酸 H2O ;（三） 酶的催化活性是可以调节的： 酶促反应受多种因素的调控，以适应机体不断变化的内外环境和生命活动的需要。 许多因素可以影响或调节酶的催化活性，如代谢物对酶分子的变构调节、共价修饰，酶蛋白合成的诱导和阻遏等。;三、酶活性中心是酶与底物结合并将底物转化为产物的特定部位;酶的活性中心由许多必需基团组成 ;活性中心内的必需基团;;组成酶活性中心的必需基团在一级结构上可能相距很远，但在形成三级结构时相互接近，形成具有三维结构的区域，且多是酶分子中的裂隙或凹陷所形成的疏水口袋。 ;胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶和弹性蛋白酶活性中心“口袋” ;酶的活性中心对底物具有高度的特异性 ;（一）酶与底物之间的相互作用表现有多种效应;;2．形成酶-底物过渡态复合物过程中释放结合能 ;;在疏水环境中进行酶反应有很大的优越性，此现象称为表面效应（surface effect）。 ;（二）酶对底物呈现多元催化 １　酸-碱催化; 氨基酸残基;２　共价催化（covalent catalysis）。 ; 酶举例;３　　亲核催化或亲电子催化;胰凝乳蛋白酶的亲核催化、共价催化和酸-碱催化机制 ;第三节 酶促反应动力学 The Kinetics of Enzymatic Reactions ;研究各种因素对酶促反应速率的影响，并加以定量的阐述。 ;单底物、单产物反应； 酶促反应速率（velocity，V）一