【正文】 同的幾個(gè)反應(yīng)混合液，并測(cè)得反應(yīng)初速率，數(shù)據(jù)見(jiàn)下表。請(qǐng)利用“EadieHofstee”方程式，用圖解法求出Km值及Vmax值。這種作圖法與LineweaverBurk作圖法比較有何優(yōu)點(diǎn)？[Vmax=160μmolL1 min1,Km=105 molL1][S]/molL1V/μmolL1min11041301041101048910562105531053810532解：將米氏方程改寫(xiě)成：V=VmaxKmV/[S],以VV/[S]作圖，得一直線，其縱截距為Vmax，斜率為Km，由圖得Vmax=160μmolL1min1,Km=105 molL1優(yōu)點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)點(diǎn)相對(duì)集中于直線上，Km和Vmax測(cè)定值較準(zhǔn)確。，當(dāng)?shù)孜餄舛萚S]=Km，競(jìng)爭(zhēng)抑制劑濃度[I]=Ki時(shí)，反應(yīng)的初速率是多少？[V=1/3Vmax]解：根據(jù)米氏方程可得：V=Vmax[S]/ (Km(1+[I]/Ki)+[S]),其中[S]=Km，[I]=KiV= VmaxKm/ (Km(1+Ki/Ki)+Km)=1/3 Vmax：（1）無(wú)抑制劑和有抑制劑的Vmax和Km值。[無(wú)抑制劑時(shí)Km=105 molL1，Vmax=50μmolL1min1，有抑制劑時(shí)：Km=105 molL1，Vmax=50μmolL1min1]（2）EI復(fù)合物的解理常數(shù)Ki。[Ki= 103molL1][S]/molL1V/μmolL1min1無(wú)抑制劑有抑制劑（103 molL1）105105105105105解：（1）無(wú)抑制劑時(shí)：V=Vmax[S]/(Km+[S])，將表中數(shù)據(jù)代入此式可得Km=105 molL1，Vmax= 對(duì)表中數(shù)據(jù)用V對(duì)[S]作圖，求Km值，可判斷有抑制劑時(shí)，Km值明顯增大，故該抑制劑應(yīng)為競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑。據(jù)V=Vmax[S]/(Km(1+[I]/Ki)+[S])以及Vmax不變的性質(zhì)可得，此時(shí)Vmax=，Km=105 molL1，Ki= 103molL19．同上。，求出下列參數(shù)（反應(yīng)混合物中酶量為103μmol）。（1）Km；（2）Vmax；（3）kcat/Km；(4)轉(zhuǎn)換數(shù)。[Km:5104molL1；Vmax:6μmolL1min1；kcat/Km: 2105 mol1Ls1；轉(zhuǎn)換數(shù):100s1]解：Vmax=kcat[Et]=k3[E]=k3[ES]？胰凝乳蛋白酶的轉(zhuǎn)換數(shù)100s1，DNA聚合酶是15s1。（1） 胰凝乳蛋白酶結(jié)合底物比DNA聚合酶有更高的親和性。（2） 胰凝乳蛋白酶反映速率比DNA聚合酶反映速率更大。（3） 在特別的酶濃度和飽和底物水平下胰凝乳蛋白酶反應(yīng)速率比DNA聚合酶在相同條件下更低。（4） 在飽和底物水平下，兩種酶的反應(yīng)速率。答：（4）正確。原因：Ks=K1/K1 為酶與底物親和性的度量；只有在飽和底物水平下，才有Kcat=Vmax/[E]。，它符合MichaelisMenten動(dòng)力學(xué)，其Km為1106molL1。 molL1時(shí)。試問(wèn)：底物濃度分別為102molL103molL1和106molL1時(shí)的反應(yīng)初速率是多少？[1107 molL1min1，5108 molL1min1]解：∵Km=1106molL1，[S]= ，∴V=Vmax=將題中數(shù)據(jù)代入米氏方程：V=Vmax[S]/(Km+[S])得：設(shè)[S]=xKmV=VmaxxKm/((x+1)Km)=x/(x+1)Vmax=1/(1+1/x)VmaxV1= V2= V3=1/2Vmax=13．假設(shè)2104 molL1的[I]抑制了一個(gè)酶催化反應(yīng)的75%，計(jì)算這個(gè)非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑的Ki？[105 molL1]解：i%=（1a）100%=（1Vi/Vo）100%=75% Vi/Vo=1/4 → Vo=4Vi……①再根據(jù)無(wú)抑制劑時(shí)的米氏方程：Vo=Vmax[S]/(Km+[S])……②加入非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑后：V=Vˊmax[S]/((Km+[S])(1+[I]/Ki))……③，此時(shí)Vmax變小，Km不變。由①②③得：Ki=2104/（4Vˊmax/ Vmax1） 加入抵制劑時(shí)，Vˊmax = Vmax，∴Ki=105 molL1104 molL1 。Ki為2105mol/L。103mol/L時(shí)，要得到75%的抑制，需競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑的濃度是多少？[104mol/L]解：i%=（1a）100%=（1Vi/Vo）100%=75% Vi/Vo=1/4 → Vo=4Vi……①再根據(jù)無(wú)抑制劑時(shí)的米氏方程：Vo=Vmax[S]/(Km+[S])……②加入競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑后：V=Vˊmax[S]/(Kˊm(1+[I]/Ki) +[S])……③，此時(shí)Vmax不變，Km變大。由①②③得：[I]=4KmKi/KˊmKi+3[S][Ki]/Kˊm加入抑制劑時(shí)，Km=Kˊm ∴[I]= 104mol/L。什么是過(guò)度態(tài)底物類似物？它屬于何種類型抑制劑？答：Ks型抑制劑根據(jù)底物的化學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，具有底物類似的結(jié)構(gòu)，可以和相應(yīng)的酶結(jié)合，同時(shí)還代有一個(gè)活潑的化學(xué)基團(tuán)，能與酶分子中的必需基團(tuán)反應(yīng)進(jìn)行化學(xué)修飾，從而抑制酶。因其專一性取決于抑制劑與活性部位必需基團(tuán)在反應(yīng)前形成非共價(jià)絡(luò)合物的解離常數(shù)以及非活性部位同類基團(tuán)形成非共價(jià)絡(luò)合物的解離常數(shù)之比，即Ks比值，故這類抑制劑稱不可逆Ks抑制劑。例如：胰蛋白酶要求催化的底物具有一個(gè)帶正電荷的側(cè)鏈，如Lys、Arg側(cè)鏈。對(duì)甲苯磺酰L賴氨酰氯甲酮（TLCK）和胰蛋白酶活性部位必需集團(tuán)His57共價(jià)結(jié)合，引起不可逆失活。Kcat型不可逆抑制劑具有天然底物的類似結(jié)構(gòu)，其本身也是酶的底物，能與酶結(jié)合發(fā)生類似于底物的變化。但抑制劑還有一個(gè)潛伏的反應(yīng)基團(tuán)，當(dāng)酶對(duì)它進(jìn)行催化反應(yīng)時(shí)，這個(gè)潛伏反映基團(tuán)被暴露或活化，并作用于酶活性部位的必需基團(tuán)或酶的輔基，使酶不可逆失活，其專一性極高。例如β鹵代DAla是細(xì)菌中丙氨酸消旋酶（AR）的不可逆抑制劑，屬于磷酸吡哆醛類的自殺性底物。過(guò)渡態(tài)底物類似物是化學(xué)結(jié)構(gòu)類似過(guò)渡態(tài)底物（底物和酶結(jié)合成中間復(fù)合物后被活化的過(guò)渡形式）的抑制劑，屬于競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑，如嘌呤腺苷水合形成是小牛脫氨酶反應(yīng)過(guò)渡類似物。第十章 酶的作用機(jī)制和酶的調(diào)節(jié)習(xí)題?？墒褂媚切┲饕椒ㄑ芯棵傅幕钚圆课唬看穑好傅幕钚圆课粚?duì)于不需要輔酶的酶來(lái)說(shuō)，就是指酶分子在三維結(jié)構(gòu)上比較靠近的幾個(gè)氨基酸殘基負(fù)責(zé)與底物的結(jié)合與催化作用的部分；對(duì)于需要輔酶的滅來(lái)說(shuō)，輔酶分子或輔酶分子上的某一部分結(jié)構(gòu)，往往也是酶活性部位的組成部分。研究酶活性部位的方法有：酶分子側(cè)鏈基團(tuán)的化學(xué)修飾法、動(dòng)力學(xué)參數(shù)測(cè)定法、X射線晶體結(jié)構(gòu)分析法和定點(diǎn)誘變法。 A的活性部位如何確定？答：用化學(xué)修飾法研究Rnase A活性的必須氨基酸殘基。，用等摩爾碘乙酸處理Rnase A，羧甲基化的His119是主要產(chǎn)物，而羧甲基化的His12產(chǎn)物較少。Rnase A中其他組氨酸對(duì)這個(gè)試劑的反應(yīng)弱得多。所得Rnase A的兩個(gè)羧甲基化的衍生物均無(wú)活性，因此可推測(cè)His119和His12為酶活性的必需基團(tuán)。2，4二硝基氟苯可選擇地同酶LysεNH2反應(yīng)，酶引起失活。該結(jié)果表明Lys41也是酶活性部位的必需氨基酸。以上研究結(jié)果可認(rèn)為His11His1Lys41構(gòu)成了Rnase A的活性部位。？它們是怎樣提高反應(yīng)速率的？答：與酶催化速率有關(guān)的因素有7個(gè)：1. 底物和酶的鄰近效應(yīng)與定向效應(yīng)：酶和底物復(fù)合物的形成過(guò)程既是專一性的識(shí)別過(guò)程，更重要的是分子間反應(yīng)變成分子內(nèi)反應(yīng)的過(guò)程。在這一過(guò)程中包括兩種效應(yīng)、鄰近效應(yīng)和定向效應(yīng)。鄰近效應(yīng)是指酶與底物結(jié)合形成中間復(fù)合物以后，使底物和底物（如雙分子反應(yīng)）之間，酶的催化基團(tuán)與底物之間結(jié)合于同一分子而使有效濃度得以極大的升高，從而使反應(yīng)速率大大增加的一種效應(yīng)。定向效應(yīng)是指反應(yīng)物的反應(yīng)基團(tuán)之間和酶的催化基團(tuán)與底物的反應(yīng)基團(tuán)之間的正確取位產(chǎn)生的效應(yīng)。2. 底物的形變和誘導(dǎo)契合：當(dāng)酶遇到其專一性底物時(shí)，酶中某些基團(tuán)或離子可以使底物分子內(nèi)敏感鍵中的某些基團(tuán)的電子云密度增高或降低，產(chǎn)生“電子張力”，使敏感鍵的一端更加敏感，底物分子發(fā)生形變，底物比較接近它的過(guò)渡態(tài)，降低了反應(yīng)活化能，使反應(yīng)易于發(fā)生。3. 酸堿催化：通過(guò)瞬時(shí)的向反應(yīng)物提供質(zhì)子或從反應(yīng)物接受質(zhì)子以穩(wěn)定過(guò)渡態(tài)，加速反應(yīng)的一類催化機(jī)制。4. 共價(jià)催化（親核催化或親電子催化）：在催化時(shí)，親核催化劑或親電子催化劑能分別放出電子或吸取電子并作用于底物的缺電子中心或負(fù)電中心，迅速形成不穩(wěn)定的共價(jià)中間復(fù)合物，降低反應(yīng)活化能，使反應(yīng)加速。5. 金屬離子催化： 金屬離子以3種主要途徑參加催化過(guò)程：（1）通過(guò)結(jié)合底物為反應(yīng)定向；（2）通過(guò)可逆地改變金屬離子的氧化態(tài)調(diào)節(jié)氧化還原反應(yīng)；（3）通過(guò)靜電穩(wěn)定或屏蔽負(fù)電荷，作用比質(zhì)子強(qiáng)，不少金屬離子有絡(luò)合作用，并且在中性pH溶液中，H+濃度很低，但金屬離子卻容易維持一定濃度。金屬離子通過(guò)電荷的屏蔽促進(jìn)反應(yīng)。金屬離子通過(guò)水的離子化促進(jìn)親核催化。6. 多元催化和協(xié)同效應(yīng)：酶催化反應(yīng)中常常幾個(gè)基元催化反應(yīng)配合在一起共同起作用，加速酶反應(yīng)。7. 活性部位微環(huán)境的影響：在酶分子的表面有一個(gè)裂縫，而活性部位就位于疏水環(huán)境的裂縫中，大大有利于酶的催化作用。：（G：N乙酰氨基葡糖；M：N乙酰氨基葡糖乳酸）（1）MMMMMM；（2）GMGMGM；（3）MGMGMG（NAG）時(shí)D和E糖殘基之間的糖苷氧已為18O所標(biāo)記，當(dāng)溶菌酶水解時(shí)，18O將出現(xiàn)在哪個(gè)產(chǎn)物中？答：溶菌酶催化C1O鍵斷裂，故18O將出現(xiàn)在由A、B、C、D殘基組成的四聚體中。、羧肽酶A、胃蛋白酶和胰凝乳蛋白酶：（1）哪一種酶的催化活性需要金屬離子？（2）哪種酶只含一條多肽鏈？（3）哪種酶被DFP迅速地失活？（4）哪種酶是由酶原激活成的？答：（1）羧肽酶A；（2）溶菌酶；（3）胰凝乳蛋白酶；（4）羧肽酶A、胃蛋白酶、胰凝乳蛋白酶。？若有請(qǐng)指出它們的質(zhì)子供體是什么？答：溶菌酶中的Glu35的COOH提供一個(gè)H+；羧肽酶A中的Glu270的COOH提供一個(gè)H+；胃蛋白酶中的Asp32的COOH提供一個(gè)H+；胰凝乳蛋白酶中Ser195提供一個(gè)H+。，它對(duì)His57烷基化后使胰凝乳蛋白酶失活。（1）為胰蛋白酶設(shè)計(jì)一個(gè)像TPCK那樣的親和標(biāo)記試劑。（2）你認(rèn)為怎樣可以檢驗(yàn)它的專一性？（3）能被胰蛋白酶的這個(gè)親和標(biāo)記試劑失去活性的還有哪個(gè)絲氨酸蛋白酶？、胰蛋白酶和彈性蛋白酶作為催化劑有哪些相似之處？有哪些不同之處？在酶的分子結(jié)構(gòu)上是哪些因素引起這些差異？答：相似之處：①執(zhí)行相同的反應(yīng)——裂解肽鍵；②其結(jié)構(gòu)和作用機(jī)制很相似；③103，并且具有相似的順序和三級(jí)結(jié)構(gòu)；④3個(gè)極性殘基——His5Asp102和Ser195在活性部位形成催化三聯(lián)體。不同之處：①專一性不同：胰蛋白酶裂解堿性氨基酸Arg和Lys羧基側(cè)鏈肽；胰凝乳蛋白酶選擇裂解芳香氨基酸如Phe和Tyr羰基側(cè)鏈；彈性蛋白主要裂解小的中性氨基酸殘基羰基側(cè)鏈肽；②酶活性部位不同：胰蛋白酶口袋中，有一個(gè)負(fù)電荷Asp189在底部，有利于結(jié)合正電荷Arg和Lys殘基；胰凝乳蛋白酶口袋被疏水氨基酸環(huán)繞，大的足以容納一個(gè)芳香殘基；彈性蛋白口袋淺，開(kāi)口處具有大的Thr和Val殘基，僅小的，部大的殘基能夠容納在它的口袋中。，其活性部位與別構(gòu)效應(yīng)物結(jié)合部位分別處于不同亞基之上，有可能設(shè)想別構(gòu)酶上這兩種部位存在于同一亞基上嗎？為什么？，琥珀酸起著Asp（兩個(gè)底物中的一個(gè)）的競(jìng)爭(zhēng)抑制作用。υ對(duì)[Asp]的依賴關(guān)系見(jiàn)圖1071A（假設(shè)這些實(shí)驗(yàn)中第二種底物是過(guò)量的并可忽略）。在圖1071B種[Asp]維持在低水平（圖1071A種箭頭所指處）不變，并加入一系列含量遞增的琥珀酸。琥珀酸不能作為底物參與反應(yīng)。請(qǐng)解釋這些結(jié)果。答：琥珀酸的結(jié)合導(dǎo)致協(xié)同由T型向R型轉(zhuǎn)變。？答：胰凝乳蛋白酶無(wú)法斷裂Arg15羧基端肽鍵，故無(wú)法自我激活；而胰蛋白酶專一斷裂堿性氨基酸羧基端肽鍵，故可斷裂Lys6羧基端肽而自我激活。，下面哪個(gè)是其重要的機(jī)制：（1）結(jié)構(gòu)重排將必需氨基酸殘基靠近敏感鍵。（2）形成一個(gè)C端環(huán)肽的共價(jià)中間物。（3）活性部位Try殘基脫質(zhì)子形成親核作用。（4）通過(guò)結(jié)合Zn2+的活化水。答：（4）正確。，按照提出的催化機(jī)制，從右邊選擇出它們適當(dāng)?shù)倪^(guò)渡態(tài)或化學(xué)本質(zhì)。（1）溶菌酶——（4）（2）RNA酶——（3）（3）羧肽酶A——（1）（4）胰凝乳蛋白酶（2）（5）（5）胃蛋白酶——（6）（1）Zn2+的活化水（2）氧陰離子（3）五價(jià)磷（4）碳正離子（5）四面體肽鍵（6）天冬氨酸——活化水？（1） 通過(guò)ATP活化。（2） 在沒(méi)有激活劑時(shí)有2個(gè)催化亞基（C）和兩個(gè)調(diào)節(jié)亞基（R）組成。（3） 激活劑結(jié)合后解離成一個(gè)C2和2個(gè)R亞基。（4） 在C亞基中含有一個(gè)假底物順序。答：（2）正確。原因：（1）通過(guò)cAMP激活；（3）激活劑結(jié)合后解離成一個(gè)R2和2個(gè)C亞基；（4）在R亞基中含有一個(gè)假底物順序，占據(jù)了C的催化部位。（Ki=105mol/L）和亮抑蛋白酶肽（Leupeptin Ki=107mol/L）是胰蛋白酶的兩種特異競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑，試解釋它們的抑制機(jī)制。設(shè)計(jì)亮抑蛋白酶肽的類似物抑制胰凝乳蛋白酶和彈性蛋白酶。第十一章 維生素與輔酶習(xí)題。答：水溶性維生素包括維生素B族、硫辛酸和維生素C。維生素B族的主要維生素有維生素BBPP、B泛酸、生物素、葉酸及B12