【正文】 水溶性： B B B B1 C 等，輔酶。 結(jié)構(gòu)酶：指正常細(xì)胞內(nèi)存在的酶，它的含量較穩(wěn)定，受外界因素影響很小。 過渡態(tài)理論：酶與底物不是在基態(tài)，而是在過渡態(tài)結(jié)構(gòu)互補(bǔ)，親和力最強(qiáng)，釋放出的結(jié)合能使過渡態(tài)結(jié)合物能級降低，利于反應(yīng)物分子越過能壘，加速反應(yīng)。 ② 齊變模型： （ 4）、 別構(gòu)酶的鑒定 ① S 型曲線是必要但不充分條件 ② 脫敏作用 ③ [S]／ [S] Rs=81 米氏酶 ３５ Rs＜ 81 正協(xié)同 Rs＞ 81 負(fù)協(xié)同 ④ Hill 系數(shù)法 （二） 可逆共價修飾的調(diào)控（共價調(diào)節(jié)酶） 共價調(diào)節(jié)酶：酶分子被其它的酶催化進(jìn)行共價修飾，從而在活性形式與非活性形式之間相互轉(zhuǎn)變。 （ 2）、 別構(gòu)酶的動力學(xué)曲線 ① 同位效應(yīng)為正協(xié)同效應(yīng)的別構(gòu)酶是 S 型曲線 P303 圖 446 447 這種 S 形曲線體現(xiàn)為，當(dāng)?shù)孜餄舛劝l(fā)生較小變化時，別構(gòu)酶可以極大程度地控制反應(yīng)速度，這是別構(gòu)酶可以靈活地調(diào)節(jié)反應(yīng)速度的原因。 （ 1）、 別構(gòu)酶的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和性質(zhì) （ 1） 已知的別構(gòu)酶都是寡聚酶，含有兩個或兩個以上亞基 （ 2） 具有活性中心和別構(gòu)中心（調(diào)節(jié)中心），活性中心負(fù)責(zé)底物結(jié)合和催化，別構(gòu)中心負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)酶反應(yīng)速度。 負(fù)調(diào)節(jié)物：可以抑制別構(gòu)酶，一般是代謝序列的最終產(chǎn)物。 多酶體系： multienzyme system在完整細(xì)胞內(nèi)的某一代謝途徑中，由幾個酶形成的反應(yīng)鏈體系。 Ｐ P285 圖 427， P287 圖 430 胰凝乳蛋白酶中的電荷中繼網(wǎng) ② 胰凝乳蛋白酶對多肽的水解過 程 P288 圖 4— 31 胰凝乳蛋白酶對多肽的水解過程 第一階段 ?；? Ser195OH 中的氧攻擊肽鍵的羰基碳，形成四聯(lián)體過渡態(tài)（ Ser195—OH、底物的?；?、底物的氨基、 His 的咪唑），敏感肽鍵斷裂，底物中的胺成分通過氫鍵與酶的 His57 咪唑基相連，底物的羧基部分酯化到 Ser195 的羥基上。 判斷和研究活性中心的主要方法 （ 1）通過酶的專一性（ 2）酶的化學(xué)修飾法（ 3）親合標(biāo)記法（ 4） X 射線晶體衍射法 ３２ （二） 酶作用機(jī)理舉例 胰凝乳蛋白酶的作用機(jī)理： （ 1）、 專一性 圖 該酶需要底物有一個疏水基團(tuán)結(jié)合于酶上的疏水部位，這個結(jié)合起定位作用，使底物敏感鍵對準(zhǔn)酶的催化基團(tuán)。 酶 順序 胰蛋白酶（牛） AspSerCysGlnGlyAspSerGlyGlyProValValCysSerGlyLys 胰凝乳蛋白酶（牛） SerSerCysMetGlyAspSerGlyGlyProLeuValCysLys LysAsn 彈性蛋白酶（豬） SerGlyCysGlnGlyAspSerGlyGlyProLeuHisCysLeuValAsn 凝血酶（牛） ? AspAlaCysGluGlyAspSerGlyGlyProPheValMetLysSerPro 這 4 個源于哺乳動物的酶活性中心，都含有一個包括 Ser 在內(nèi)的完全相同的六肽： ? GlyAspSerGlyGlyPro? ? 同源的趨異進(jìn)化 來自胰臟的胰凝乳蛋白酶（ Phe、 Tyr、 Trp、 ）、胰蛋白酶（ Lys、 Arg ）和彈性蛋白酶（疏水殘基），活性中心 Ser 附近的 順序相同，且分子一級結(jié)構(gòu)中有 40% 順序相同，三維結(jié)構(gòu)也相同，表明它們起源于共同的祖先，但是它們的底物專一性不同。 （ 4）非貢獻(xiàn)殘基（非必需基團(tuán)） 它們對酶活性的顯示不起作用，可由其它 代替，且在酶分子中占很大比例。 它們的側(cè)鏈起與底物結(jié)合作用的稱為結(jié)合基團(tuán)，起催化作用的稱為催化基團(tuán)。 一般認(rèn)為，活性中心有兩個功能部位：底物結(jié)合部位，催化部位 活性中心外的部位為活性中心的形成提供了結(jié)構(gòu)基礎(chǔ) 。如溶菌酶 ３０ Asp52 帶負(fù)電荷，可以穩(wěn)定過渡態(tài)的正離子。 ⑵給出質(zhì)子或結(jié)合質(zhì)子的速度，咪唑基最快 ①酸催化酯、酰胺和肽的水解 圖 過程：共軛酸與＞ C=0 氧形成氫鍵，使＞ C=0 碳帶更多正電荷，更易吸引 H2O 分子上的氧，降低＞ C=0 碳與 H2O 氧形成共價鍵的活化能；接著，共軛酸將 H+轉(zhuǎn)移給＞ C=0 氧，自己成為共軛堿，并從 H2O 分子吸引一個 H+， 回復(fù)原狀。 舉例：咪唑基催化對硝基苯乙酸酯水解。 底物與酶蛋白接觸，加速反應(yīng)。 ②酶對底物分子的電子軌道具有導(dǎo)向作用 舉例：酚羥基和羧基環(huán)化成內(nèi)酸 圖 3 個 CH3固定了 OH 和 COOH 的相對方位。 P270、圖 4— 1 4— 17 剛性模板學(xué)說較好地解釋了立體專一性，但不能解釋酶專一性中所有的現(xiàn)象，如既能催化正反應(yīng)，又能催化逆反應(yīng)；那么，酶的結(jié)構(gòu)不可能既適合于底物又適合于產(chǎn)物。 用乙?；钢苽?L— 氨基酸：有機(jī)合成的 D、 L— 乙酸化，然后用乙?；甘?L— 水解出來。 立體化學(xué)專一性還表現(xiàn)在酶能區(qū)分從有機(jī)化學(xué)觀點(diǎn)看屬于對稱分子中的兩個等同的基團(tuán)，只催化其中一個，而對另一個無作用。 ２７ 立體異構(gòu)專一性 （ 1）、 旋光異構(gòu)專一性 當(dāng)?shù)孜锞哂行猱悩?gòu)體時，酶只能作用于其中的一種異構(gòu)體，它是酶促反應(yīng)中相當(dāng)普遍的現(xiàn)象。 （ 2）、 基團(tuán)專一性 Group Specificity 酶不僅對鍵有 要求，還對鍵一端的基團(tuán)有要求，但對另一端基團(tuán)要求不嚴(yán)格。 分子上有一個或多個結(jié)合基團(tuán)能與酶活性中心結(jié)合。 實例：（酶） 合成）產(chǎn)物 溶劑 合成收率 枯草桿 菌蛋白酶 核糖核酸酶 甘油 90% 50% 無色桿菌蛋白酶 胰島素 乙醇 30% 80% 凝血酶 人生長素 甘油 80% 20% ２６ （ 5）、 分子印跡和 pH 記憶 酶在凍干前可用配體作印跡。 （ 3）、 專一性 某些有機(jī)溶劑會使某些酶的專一性發(fā)生變化，如脂肪酶在有機(jī)介質(zhì)中有合成肽鍵的功能。 有機(jī)介質(zhì)對酶性質(zhì)的影響 （ 1）、 穩(wěn)定性 大多數(shù)酶在低水有機(jī)介質(zhì)中比在水介質(zhì)中更穩(wěn)定。 酶的必需水含量因酶而異。 酶的活性由必需水決定，而與溶劑里的水含量無關(guān)，只要必需水不丟失，其它大部分水即使都被有機(jī)溶劑取代，酶仍然保持其催化活性。 ⑥防止由水引起的副反應(yīng)。 ②可提高酶的熱穩(wěn)定性，提高催化溫度。它對酶促反應(yīng)的抑制程度決定于 [I]和 Ki ，與酶的 Km和 [S]無關(guān)。 C. Ki值較低時，任何給定 [I]和 [S]，抑制程度都較大， Ki越大，抑制作用越小。 競爭性抑制： 動力學(xué)方程： 競爭性抑制曲 線 : P263 圖 412 競爭性抑制曲線 競爭性抑制作用小結(jié)： （ 1） Vmax不變， Km變大。顯然，不能通過增加底物的濃度的辦法來消除非競爭性抑制作用。 動物體內(nèi)的葉酸可從食物中獲取，細(xì)菌體內(nèi)的葉酸只能在二氫葉酸合成酶作用下，利用對氨基苯甲酸合成。 競爭性抑制劑具有與底物類似的結(jié)構(gòu)，可與酶形成可逆的 EI 復(fù)合物，阻止底物與酶結(jié)合。 圖 單胺氧化酶能氧化某些血管舒張劑（如組胺） 圖 由于迫降靈能抑制單胺氧化酶，也就能抑制一些血管舒張劑（如組胺）的氧化，因而有降血壓的作用。此種抑制專一性強(qiáng)，又是經(jīng)酶催化后引起，被稱為自殺性底物。 專一性：抑制劑與酶活性部位某基團(tuán)形成的非共價絡(luò)合物和抑制劑與非活性部位同類基團(tuán)形成的非共價絡(luò)合物之間的解離常數(shù)不同。 （ 5）、 還原劑 以二硫鍵為必需基團(tuán)的酶，可以被巰基乙醇、二硫蘇糖醇等巰基試劑還原失活。乙酰膽堿的堆積，引起一系列神經(jīng)中毒癥狀。 非專一性不可逆抑制劑 此類抑制劑可以和一類或幾類基團(tuán)反應(yīng)。 八、 抑制劑對酶促反應(yīng)速度的影響 酶是 protein ， 凡可使酶蛋白變性而引起酶活力喪失的作用稱為酶的失活作用。 注意： （ 1） 無機(jī)離子的激活作用具有選擇性，不同的離子激活不同的酶。 另一種是激 活酶原，無活性→有活性，這一類激活劑可能是離子或蛋白質(zhì)。 六、 酶濃度對酶促反應(yīng)速度的影響 如果底物濃度足夠大，使酶飽和，則反應(yīng)速度與酶濃度成正比。 穩(wěn)定性溫度范圍的確定方法：將酶分別在不同溫度下預(yù)保溫一定時間，然后回到較低溫度（即酶的熱變性失活作用可忽略的溫度），測酶活性。 溫度系數(shù) Q10：溫度升高 10℃，反應(yīng)速度與原來的反應(yīng)速度之比， Q10一般為 1~2。 1．最適溫度及影響因素 溫度對酶促反應(yīng)速度的影響有兩個方面： ①提高溫度，加快反應(yīng)速度。 圖 A．最適 pH 曲線：最適 pH= B．穩(wěn)定性 pH 曲線： pH5~8 曲線 B：將酶在不同 pH 下保溫，再調(diào)回 ，測定反應(yīng)速度。 ③影響酶和底物分子中另一些基團(tuán)解離，這些基團(tuán)的離子化狀態(tài)影響酶的專一性及活性中心 構(gòu)象。 P251 1/V 1/Vmax 1/Km 1/[S] １６ 舉例： P251 乙醇脫氫酶 隨機(jī)順序反應(yīng) 機(jī)理 底物 A、 B 與酶結(jié)合的順序是隨機(jī)的，產(chǎn)物 P、 Q 的釋放順序也是隨機(jī)的。 反之，若選 [S]為常數(shù)增量 、 、 、 、 、 10 時， 1/[S]為 、 、 、 、 ， 是非常數(shù)增量，點(diǎn)多集中在 1/v 軸附近。 若 [S]范圍在 –– Km ，直線斜率太大 。當(dāng) v=1/2 Vmax時，表示活性部位有一半被占據(jù)。因為 Km愈小（達(dá)到 Vmax一半所需的底物濃度愈?。┍硎?V變化越靈敏底物。一般只與酶的 性質(zhì)有關(guān)，與酶的濃度無關(guān)。 （三） 米式方程討論 快速平衡假說與穩(wěn)態(tài)平衡假說的實 質(zhì)區(qū)別 當(dāng) K K2＞＞ K3時，即 ES P 是整個反應(yīng)平衡中極慢的一步，那么 ? ??? ?? ?? ??? ??? 42 31 KK KK EPESSE][ ]][[][]][[][132 SKmSESK KKSEES ?????][ ][][ ]][[][ m a x33 SK SVSKm SEKESKV m ?????132K KKKm ??? ??? ?? ?? ??? ??? 42 31 KK KK EPESSESKKKK KKKm ???? 121 32 １３ 這就是早年提出的米式方程 因此說，穩(wěn)態(tài)平衡 = 快速平衡 + 慢速平衡， 當(dāng) ES P（即 K3/K1）極慢時，穩(wěn)態(tài)平衡基本等于快速平衡 Km 的物理意義 當(dāng)反應(yīng)速度 v=1/2 Vmax時， Km = [S]， Km的物理意義是：當(dāng)反應(yīng)速度達(dá)到最大反應(yīng)速度的一半時底物的濃度。或者說， [ES]的動態(tài)平衡（分解速度） 不僅與 ES E+S 有關(guān)，還與 ES P + E 有關(guān)。 快速平衡假說： ① 在反應(yīng)的初始階段，底物濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于酶濃度，因此，底物濃度 {S}可以認(rèn)為不變。 sucrose +H2O acid glucose +fructose sucrase 酸水解 V V [sucrose] 酶水解 V V [enzyme]( substrate 不變 ) [sucrose] 底物濃度與酶促反應(yīng)速度的關(guān)系： 當(dāng)?shù)孜餄舛炔粩嘣龃髸r，反應(yīng)速度不再上升，趨向一個極限，酶被底物飽和（底物飽和現(xiàn)象）。 如：乳糖脫氫酶轉(zhuǎn)換數(shù)為 1000/秒，則它的催化周期為 103秒。 舉例：一個酶的分離