【正文】 成酶 天冬氨酸 : NH3: ATP合成酶 Asp + ATP + NH3 ? Asn + ADP +Pi 二、 酶的命名 目 錄 極高的催化效率 高度專一性 對環(huán)境因素敏感 活性可調(diào)節(jié) 第三節(jié) 酶促反應(yīng)的特點(diǎn)與機(jī)制 一、酶催化作用的特點(diǎn) 目 錄 酶的高催化效率：降低反應(yīng)的活化能 脲酶催化尿素水解速度比 H+催化作用高 7 106倍。 酶－底物結(jié)合以更高效率形成過渡態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)高效的催化作用。 目 錄 酶專一性或特異性（ specificity） 酶對底物具有明確選擇性，且只催化預(yù)定的化學(xué)反應(yīng)，生成具有確定結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物，這種對底物的選擇性和生成確定產(chǎn)物的性質(zhì)稱為酶專一性或特異性 。 特異性可按高低分： 絕對專一 性和 相對專一 性， 如脲酶（ urease）僅能催化尿素水解生成 CO2和 NH3； 消化蛋白的胰蛋白酶、糜蛋白酶和彈性蛋白酶，均可水解多種蛋白質(zhì)，但通常只斷裂肽鏈中特定氨基酸對應(yīng)的肽鍵。 目 錄 蛋白水解酶中心局部空間結(jié)構(gòu)與酶的專一性 選擇性水解多肽鏈中Arg/Lys的羧基肽鍵 選擇性水解肽鏈中芳香族氨基酸（ Phe、 Tyr和 Trp）殘基的羧基肽鍵 內(nèi)陷更淺，所以只能作用于側(cè)鏈較短的氨基酸殘基參與的肽鍵 目 錄 立體異構(gòu)體專一性 只能作用于立體異構(gòu)體中的某一種，或生成產(chǎn)物只具有相應(yīng)的某種立體結(jié)構(gòu)。 如：延胡索酸酶僅催化反丁烯二酸（即延胡索酸）水化成蘋果酸，對順丁烯二酸則無作用。 光學(xué)異構(gòu)體專一性 如：乳酸脫氫酶（ LDH）只能催化 L乳酸脫氫生成丙酮酸，而不能作用于 D乳酸，催化丙酮酸還原生成乳酸時(shí)，也只生成 L乳酸而不生成 D乳酸。 目 錄 酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì) ，其發(fā)揮活性依賴于其特有的空間動態(tài)構(gòu)象，因此酶只有在較溫和條件下才能有效發(fā)揮其催化作用。 所有可 改變蛋白質(zhì)構(gòu)象的物質(zhì)和環(huán)境 條件，如 : 溶液中的pH、反應(yīng)體系的溫度、有機(jī)溶劑、氧化劑等，都對酶的活性有明顯影響。 酶活性對環(huán)境因素的敏感性 目 錄 生物細(xì)胞調(diào)控代謝 通過調(diào)節(jié)酶活性來實(shí)施，尤其是限速酶活性。 酶結(jié)構(gòu)－活性的調(diào)節(jié) : 一是通過抑制劑和激動劑改變酶的活性，另一是通過化學(xué)共價(jià)修飾改變酶的結(jié)構(gòu)以調(diào)節(jié)酶的活性，如酶的磷酸化或去磷酸化共價(jià)修飾而改變活性。 酶總量－活性的調(diào)節(jié) : 通過改變酶的表達(dá)量而影響酶的總體活性，通過對酶生物合成的誘導(dǎo)與阻遏作用對酶量進(jìn)行調(diào)節(jié)。 酶活性的可調(diào)節(jié)性 目 錄 各種酶具體的作用機(jī)制不盡相同，且還有許多不確定之處，但存有共性，即酶在催化反應(yīng)過程中，都需要先與底物結(jié)合，形成過渡態(tài) (transition state)復(fù)合物后，再轉(zhuǎn)變?yōu)槊概c產(chǎn)物的復(fù)合物，再釋放產(chǎn)物并復(fù)原酶分子，使酶分子可以再進(jìn)行另一次催化反應(yīng)－－酶催化循環(huán)。 酶降低反應(yīng)的活化能是通過與底物結(jié)合成酶－底物復(fù)合物（ enzymesubstrate plex, ES復(fù)合物）實(shí)現(xiàn)的。 二、酶催化機(jī)制 S ＋ E E S P E 目 錄 酶與底物相互接近時(shí)，通過相互誘導(dǎo)、相互變形和相互適應(yīng)，才使酶與底物相互結(jié)合形成 ES復(fù)合物，此即誘導(dǎo)契合學(xué)說 (inducedfit theory) 酶與底物誘導(dǎo)契合 己糖激酶與葡萄糖結(jié)合的誘導(dǎo)契合 目 錄 許多酶在催化過程中，先與底物分子共價(jià)結(jié)合，形成特殊的共價(jià)結(jié)構(gòu)的中間產(chǎn)物，再轉(zhuǎn)變成終產(chǎn)物。 共價(jià)催化也常發(fā)生在雙底物反應(yīng)中，酶活性中心的結(jié)合基團(tuán)可較某一底物更易攻擊另一底物，首先形成以共價(jià)結(jié)合的酶底物中間產(chǎn)物，再和第二種底物分子結(jié)合反應(yīng)。 共價(jià)催化主要有兩類 : 親核共價(jià)催化 (covalent nucleophilic catalysis)與親電共價(jià)催化 (covalent electrophilic catalysis)。 共價(jià)催化 親核共價(jià)催化酶－底物共價(jià)復(fù)合物的形成 目 錄 普通催化劑常僅有一種解離狀態(tài)，只能進(jìn)行酸催化，或堿催化； 酶是兩性電解質(zhì)，同一種酶常常兼有酸、堿雙重催化作用。 酸堿催化可分為兩類：特異酸堿催化和一般酸堿催化。 特異性催化－－由氫離子和氫氧根離子進(jìn)行的催化，酶的催化速率常數(shù)直接受緩沖溶液 pH影響，但不受緩沖容量的影響。 一般酸堿催化－－由酸堿分子參與的催化，在催化反應(yīng)躍遷過程中，緩沖溶液可作為質(zhì)子的受體或供體，因此酶的催化速率常數(shù)受緩沖容量影響。 酸－堿催化 酸－堿催化 目 錄 全酶中金屬離子的作用機(jī)制很復(fù)雜，目前主要有下列幾個(gè)方面認(rèn)識： (1)金屬離子可作為 酶活性中心的催化基 團(tuán)直接參與傳遞電子等催化反應(yīng)； (2)金屬離子與酶蛋白結(jié)合后，可 穩(wěn)定酶 發(fā)揮其催化作用所需要的活性 構(gòu)象 ； (3)金屬離子結(jié)合在酶蛋白上，通過 中和 酶與底物結(jié)合的局部環(huán)境的負(fù)電荷 ，以降低靜電排斥力而促進(jìn)對底物的結(jié)合； (4)金屬離子作為輔助底物通過特定方式 連接酶與底物 ，便于酶對底物的識別。 金屬離子催化 目 錄 在多分子反應(yīng)中，反應(yīng)物（底物）之間必須以正確的方向發(fā)生碰撞，才有可能形成具有所需要分子取向的過度態(tài)。滿足此要求的碰撞稱為有效碰撞。 底物和輔助因子按特定順序和特定空間定向結(jié)合到酶的活性中心，使它們相互接近而獲得有利于反應(yīng)進(jìn)行的正確定向， 提高底物分子發(fā)生有效碰撞的幾率 ，這種作用稱為鄰近效應(yīng)（ proximity）。 鄰近效應(yīng)與表面效應(yīng) 咪唑催化的乙酸對硝基苯酯的水解反應(yīng)，分子內(nèi)反應(yīng)速度為分子間反應(yīng)速度的 24倍 。 目 錄 化學(xué)反應(yīng)速度和酶促反應(yīng)速度 底物濃度對酶促反應(yīng)速度的影響 ? 酶反應(yīng)速度方程 －米氏方程 酶濃度對反應(yīng)速度的影響 溫度對反應(yīng)速度的影響 pH對反應(yīng)速度的影響 抑制劑對酶促反應(yīng)速度的影響 激活劑對酶活性的影響 第四節(jié) 酶動力學(xué) 目 錄 initial rate 酶促反應(yīng)進(jìn)程曲線（ progress curve） 一、化學(xué)反應(yīng)速度和酶促反應(yīng)速度 測定化