【正文】 a x m a xK1 1 1v V [ S ] V??雙倒數(shù)作圖法 (LineweaverBurk) y ax + b?二、抑制劑對酶反應(yīng)速度的影響 ? 抑制作用與抑制劑 ? 凡使酶的活性降低或喪失，但并不引起酶蛋白變性的作用稱為 抑制作用（ inhibition） 。本節(jié)重點討論酶活性的調(diào)節(jié)。 1961年國際酶學(xué)會議規(guī)定：1個酶活力單位是指在特定條件（ 25℃ ，其它為最適條件）下，在 1分鐘內(nèi)能轉(zhuǎn)化 1微摩爾底物的酶量，或是轉(zhuǎn)化底物中 1微摩爾的有關(guān)基團的酶量。這種抑制使得 Km增大，而 Vmax不變。 ? 酶活性部位是一個具有三維結(jié)構(gòu)的疏水裂隙，除了含有疏水性氨基酸殘基，還含有少量的極性氨基酸殘基，極性氨基酸常常參與酶的催化反應(yīng)。一個酶的催化常數(shù)（ kcat）或轉(zhuǎn)換數(shù)等于每個酶分子（或是每個活性部位）每秒鐘轉(zhuǎn)換底物（轉(zhuǎn)換成產(chǎn)物）的最大分子數(shù)，在數(shù)值上 kcat等于 Vmax除以總酶濃度。（ b）比活力。 思考題 ? 稱取 25mg蛋白酶粉配制成 25毫升酶溶液，從中取出 ，以酪蛋白為底物，用 Folin酚比色法測定酶活力，得知每小時產(chǎn)生 1500微克酪氨酸。當(dāng)酶被底物飽和時達到最大反應(yīng)速度 Vmax。除了某些 RNA之外，絕大部分酶是蛋白質(zhì)，或是帶有輔助因子的蛋白質(zhì)。一個酶促反應(yīng)速度的倒數(shù)（ 1/v）對底物濃度的倒數(shù)（ 1/[s]）的作圖。 第八節(jié) 酶工程 ?概念 從應(yīng)用目的出發(fā)，研究酶的產(chǎn)生、酶的制備與改造，酶反應(yīng)器，以及酶個方面應(yīng)用的技術(shù)科學(xué)。 ? 酶對溫度的耐受力與其存在狀態(tài)有關(guān)。 ? Km值只是在固定的底物，一定的溫度和 pH條件下，一定的緩沖體系中測定的，不同條件下具有不同的Km值。 ? 酶分子的活性中心是位于非極性的空穴中的。他認為底物結(jié)構(gòu)必須與酶活性部位的結(jié)構(gòu)非?；パa，就像鎖與鑰匙一樣，這樣，才能緊密結(jié)合，形成酶 —底物復(fù)合物。 ? 酶的活性中心包括兩個功能部位： ? 結(jié)合部位（ Binding site） 酶分子中與底物結(jié)合的部位或區(qū)域一般稱為結(jié)合部位。 ? 把那些與酶蛋白結(jié)合比較牢固的 ， 用透析法不易除去的小分子有機化名物 ， 稱為 輔基 (prosthetic group)；把那些與酶蛋白結(jié)合比較松弛 ， 用透析法可以除去的小分子有機化合物 ， 稱為 輔酶 。 異構(gòu)酶：催化異構(gòu)化反應(yīng)。 ? 酶的定義： 酶是生物體內(nèi)一類具有催化活性和特殊空間構(gòu)象的生物大分子物質(zhì)，包括蛋白質(zhì)和核酸等。 ? 過氧化氫分解 2H2O2 ? 2H2O + O2 用 Fe3+ 催化，效率為 6 104 mol/， 而用過氧化氫酶催化，效率為 6 106 mol/。提出了發(fā)酵與活細胞無關(guān)，而與細胞液中的酶有關(guān)。 ? 所以酶作用一般都要求比較溫和的條件如常溫、常壓和接近中性的酸鹼度。 第二節(jié) 酶的命名和分類 一、 酶的命名 ? 根據(jù)國際酶學(xué)委員會的建議，對每一種酶，不僅要有一個編號，而且 還要有兩個名稱，其中一個是系統(tǒng)名稱；另一個是慣用名稱 (通俗名稱 )。例如：乳酸脫氫酶 (EC1． 1． 1． 27)。 ? 缺少維生素 B1時 ， 人產(chǎn)生腳氣病 ， 動物產(chǎn)生多發(fā)性神經(jīng)炎 。 ? 胰凝乳蛋白酶分子的催化部位，包括 His5Asp102和 Serl95，它們分布在該酶的兩條肽鏈上，但其空間位置彼此相鄰。 誘導(dǎo)契合理論示意圖 鎖與鑰匙學(xué)說示意圖 四、酶催化高效率的幾種機制 ? (一 ) 鄰近和定向效應(yīng) ? 鄰近效應(yīng) ? A、 B雙底物分子反應(yīng)基團互相靠近 ? 底物的反應(yīng)基團與活性部位的催化基團互相靠近 ? 大大增加了活性部位內(nèi)底物的有效濃度 ， 從而使底物反應(yīng)速度大大地提高 ? 定向效應(yīng) ? 在酶活性部位中 ， 催化基團與底物分子反應(yīng)基團之間 ，形成了正確的定向排列 ， 使分子間的反應(yīng)按正確的方向相互作用形成中間產(chǎn)物 ? 降低了底物分子的活化能 。 酶活力測定方法 ? 分光光度法（ spectrophotometry） ? 多利用產(chǎn)物在紫外或可見光部分的光吸收性質(zhì)，選擇適當(dāng)波長，測定反應(yīng)過程的進行情況。 ? 能夠引起抑制作用的化合物則稱為 抑制劑 (inhibitor)。酶活性調(diào)節(jié)主要介紹 別構(gòu)效應(yīng) 的調(diào)控、 可逆共價修飾調(diào)控 和 酶原激活 ，這些調(diào)控迅速，可幾秒鐘或幾分鐘內(nèi)實現(xiàn)，屬于短時調(diào)控機制。 ? 活化能（ activation energy）： 將一摩爾反應(yīng)底物中的所有分子由基態(tài)轉(zhuǎn)化為過渡態(tài)所需要的能量。 ? 非競爭性抑制作用（ nonpetitive inhibition）： 抑制劑不僅與游離酶結(jié)合，也可以與酶 底物復(fù)合物結(jié)合的一種酶促反應(yīng)抑制作用。酶活性部位的可離子化和可反應(yīng)的氨基酸殘基形成酶的催化中心。當(dāng) kcat很小可以忽略時， Km是酶對底物親和力的量度： Km越小，表明酶對底物的親和力越大。（ c） 1克酶制劑的總蛋白含量及總活力。酶的活性也可以通過共價修飾調(diào)節(jié)，常見的共價修飾是酶的磷酸化，磷酸化常發(fā)生在活性部位的絲氨酸、蘇氨酸和酪氨酸殘基側(cè)鏈上。酶促反應(yīng)相對于酶濃度是一級反應(yīng)，相對于底物濃度的變化表現(xiàn)出典型的雙曲線特征。 小結(jié) ? 酶是生物催化劑，酶的顯著特點是催化效率高，具有底物和反應(yīng)的特異性。 ? 雙倒數(shù)作圖（ doublereciprocal plot） : 也稱之 LineweaverBurk作圖。它們活性部位相同或極其相似。 ? 在最適溫度 (optimum temperature )條件下 ,反應(yīng)速度最大。 m a xmVK [ S ] ( 1 )v??關(guān)于米氏常數(shù) Km的幾點說明 ? 不同的酶具有不同 Km值，它是酶的一個重要的特征物理常數(shù) ,只與酶的性質(zhì)有關(guān)，而與其濃度無關(guān)。 酶活性中心上的催化基團 氨基酸種類 酸催化基團 堿催化基團 質(zhì)子受體( )質(zhì)子供體( )G l u A s pL y sC y sT y rH i s, C O O H C O ONH3SH SOHC CHHNNH2+ONCH+C CHHN NHCH:酶分子中可作為酸堿催化的功能基?(五 ) 活性部位疏水空穴的影響 ? 已知某些化學(xué)反應(yīng)，在非極性 (低介電常數(shù) )的介質(zhì)中，其反應(yīng)速度比在極性 (高介電常數(shù) )介質(zhì)中的反應(yīng)速度快得多。 ?H2O2酶為催化劑 鉑催化 反應(yīng)過程中能的變化 三、酶作用專一性的機制 ? 鎖與鑰學(xué)說 Emil Fischer提出 鎖與鑰學(xué)說 。稱為酶的活性部位 (active site)或活性中心 (active center) 。 ?小分子化合物 ? 如鐵卟啉 、 NAD+、 FAD+、 FMN等 。 裂解酶：催化非水解和非氧化的底物的消除反應(yīng)，或裂解，生成一個雙鍵。它亦是球蛋白。 ? 分類 ?絕對專一性 只能催化一種底物發(fā)生一定類型反應(yīng) ? 脲酶、麥芽糖酶、淀粉酶、碳酸酐酶及延胡索酸水化酶 ?相對專一性 ? 鍵專一性 只對底物分子中某種化學(xué)鍵有選擇性的催化作用 ? 基團專一性 對鍵和鍵一端的基團有嚴格的要求 ? 立體化學(xué)專一性 對立體異構(gòu)體具有高度專一性 2. 高效性（酶具有極高的催化效率） ? 酶的催化作用可使反應(yīng)速度提高 10７ 101３ 倍。 ? 1913年， Michaelis和 Menten提出了酶促動力學(xué)原理 — 米氏學(xué)說。 ５ .體內(nèi)酶活性是受調(diào)控的 ? 如抑制劑調(diào)節(jié)、共價修飾調(diào)節(jié)、反饋調(diào)節(jié)、酶原激活及激素控制等。 ? 習(xí)慣命名法通常以酶催化的底物加反應(yīng)的類型，最后標(biāo)以酶字即成 ? 如乳酸脫氫酶、磷酸丙糖異構(gòu)酶等。 第三節(jié) 酶的組成與輔酶 一、酶的組成 ? 單純酶 ? 有些酶，如脲酶、胃蛋白酶、脂肪酶等。 ? 根據(jù)溶解性質(zhì)的差異將其分為 ? 脂溶性維生素 ? 維生素 A、 維生素 D、 維生素 E、 維生素 K等 ? 水溶性維生素 ? 維生素 B 維生索 B 維生素 B 維生素 B1 維生素 PP、 維生素 C、生物素 、 葉酸 、 泛酸等 。 ? 酶的必需基團 ? 直接參與對底物分子結(jié)合和催化的基團以及參與維持酶分子構(gòu)象的基團 二、酶原激活 ?定義 使無活性