【正文】 AHHO HHO HHO O P O P O P O C H 2O OOO O OM g2+? 電子傳遞中間體 ? 許多氧化 還原酶中都含有銅或鐵離子，它們作為酶的輔助因子起著傳遞電子的功能。 ? 提高水的親核性能 ? 電荷屏蔽作用 ?電荷屏蔽作用是酶中金屬離子的一個重要功能。 ? 某些輔酶，如焦磷酸硫胺素和磷酸吡哆醛等也可以參與共價催化作用。 (2) 共價催化 ? 催化劑通過與底物形成反應(yīng)活性很高的共價過渡產(chǎn)物，使反應(yīng)活化能降低，從而提高反應(yīng)速度的過程，稱為共價催化 。 ? 廣義酸－堿催化是指通過質(zhì)子酸提供部分質(zhì)子 ,或是通過質(zhì)子堿接受部分質(zhì)子的作用，達(dá)到降低反應(yīng)活化能的過程 。 NHOOOH..CH 3 OCH 3 OCH 3 OCH 3 OOHCH 3 OCH 3 OCH 3 OCH 3 OCOHN OH..(1) 酸－堿催化 ? 酸 堿催化可分為狹義的酸 堿催化和廣義的酸 堿催化。 ? 由于 CH3體積比較大，與反應(yīng)基團之間產(chǎn)生一種立體排斥張力，從而使反應(yīng)基團之間更容易形成穩(wěn)定的五元環(huán)過渡狀態(tài)。 張力學(xué)說 ? 這是一個形成內(nèi)酯的反應(yīng)。 4 與反應(yīng)過渡狀態(tài)結(jié)合作用 ? 反應(yīng)速度與形成的過渡狀態(tài)穩(wěn)定性密切相關(guān)。 3 鄰基效應(yīng)和定向效應(yīng) 鄰 近 定 向 效 應(yīng) 例 ? 咪唑和對 硝基苯酚乙酸酯的反應(yīng)是一個雙分子氨解反應(yīng) . C H 3 C OON O 2NN H..NN HCOC H 3+ O N O 2+NN HC OON O 2. .例 ONN H+ ON O 2+實驗結(jié)果表明，分子內(nèi)咪唑基參與的氨解反應(yīng)速度比相應(yīng)的分子間反應(yīng)速度大 24 倍。 ? 催化劑的作用是降低反應(yīng)活化能 Ea,從而起到提高反應(yīng)速度的作用 2. 活化能降低 反應(yīng)過程中能的變化 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1001234567P r o g r e ss o f r e a c ti o nFree engergy?酶催化作用的本質(zhì)是酶的活性中心與底物分子通過短程非共價力(如氫鍵 ,離子鍵和疏水鍵等 )的作用，形成 ES反應(yīng)中間物， ?其結(jié)果使底物的價鍵狀態(tài)發(fā)生形變或極化，起到激活底物分子和降低過渡態(tài)活化能作用。 中間絡(luò)合物學(xué)說 底物 酶 “底物 +酶” 中間絡(luò)合物 產(chǎn)物 酶 可靠的實驗證實中間絡(luò)合物的存在 酶催化作用的中間產(chǎn)物學(xué)說 ? E + S ES P + E （ 酶 ） 底物） （中間物 ） （產(chǎn)物 ） （酶） 中間產(chǎn)物存在的證明： H2O2 + 過氧化物酶 （ H2O2 — 過氧化物酶） （ 褐色） （ 紅色） 645\587\548\498nm 561\550nm （ H2O2 — 過氧化物酶） + AH2 過氧化物酶 + A + 2H2O （ 紅色） （ 褐色） ? 酶促反應(yīng)： E + S === ES === ES? ? ?? EP ?? E + P ? 反應(yīng)方向 , 即化學(xué)平衡方向 ,主要取決于反應(yīng)自由能變化 ?H?。 ? E + S ==== ES ??? P + E ? 許多實驗事實證明了 E－ S復(fù)合物的存在。 與一般的化學(xué)催化劑相比較，酶既擁有一般催化劑的共性，又有特性 酶催 化作 用的 特點 加快反應(yīng)速度 降低反應(yīng) 的活化能 不改變 反應(yīng)性質(zhì) 反應(yīng)前后其數(shù) 量和性質(zhì)不變 催化效率高 專一性強 反應(yīng)條件溫和 酶的催化活性 受到調(diào)節(jié) 和控制 共性 特性 酶催化作用的特點 極高的催化效率 2H2O2 2H2O+O2 Fe2+作為催化劑 催化效率為 6 104 mol/() 過氧化氫酶，催化效率 為 6 106 mol/() 過氧化氫酶比 Fe2+的催化效率要高出1010倍 酶的催化效率相對其他無機 或有機催化劑要高 106~1013倍 例子 高度專一性 酶對它所作用的底物有嚴(yán)格的選擇性，一種酶只能 催化某一類，甚至是某一種物質(zhì)起化學(xué)反應(yīng) 酶的專一性 底物專一性 反應(yīng)專一性 底物專一性 從根本上保證了生物體內(nèi)為數(shù)眾多的各種各樣的化學(xué)反應(yīng)能有條不穩(wěn)地協(xié)同進(jìn)行 高度專一性 酶催化 專一性 作用機 制假說 鎖鑰假說 誘導(dǎo)契合假說 1020 反應(yīng)條件溫和 溫和的反應(yīng)條件 常 溫 常 壓 接近中性的 pH值 不需要耐高溫、高壓以及耐強酸、強堿的反應(yīng)器 酶的催化作用機理 ? 一 . 中間產(chǎn)物學(xué)說 ? 二 .酶作用專一性機理 — 酶受底物誘導(dǎo)而變形 （應(yīng)變效應(yīng)） — 底物變形以適應(yīng)酶 ? 三 .酶作用高效性機理 影響酶高效性的因素 /親電催化（共價催化） 酶的催化作用機制 酶 的 催 化 作 用 機 制 鄰近和定向效應(yīng) 酸堿催化 張變、扭曲效應(yīng) 共價催化 多元催化與協(xié)同效應(yīng) 靜電催化、微環(huán)境效應(yīng)等 酶作用高效率的機制 ? 1 中間產(chǎn)物學(xué)說 ? 在酶催化的反應(yīng)中，第一步是酶與底物形成酶－底物中間復(fù)合物。 ? 酶活性部位 ? —— 酶分子的活性部位又稱活性中心是指：酶分子中能直接結(jié)合底物，并催化底物發(fā)生反應(yīng)的部位，由底物結(jié)合部位和催化部位組成。 一些重金屬離子 （ Hg2+,Pb2+,Cu2+,Ag+等）主要能與酶分子中的巰基，亞氨基，吲哚基共價結(jié)合，使酶失活。酶的自殺性底物是治療酶學(xué)上一個嶄新的課題，人工設(shè)計了一些對人體副作用較小的 靶酶（ target enzyme)的自殺性底物，對細(xì)菌傳染病和腫瘤治愈以及農(nóng)藥的設(shè)計改進(jìn)具有重大意義。 Ks型抑制劑 與底物的化學(xué)結(jié)構(gòu)類似，有一 個活潑的化學(xué)基團與酶分子必需基團共價結(jié)合進(jìn)行修飾，因此又稱為親和標(biāo)記試劑主要用于研究酶活性中心結(jié)構(gòu)。可能的機制是產(chǎn)物在釋放前也和酶結(jié)合（ EP）， 占據(jù)酶分子上的特殊位點，使酶不易和底物結(jié)合或不易發(fā)生催 化作用 ?專一性不可逆抑制： 抑制劑只能與酶活性部位的有關(guān)基團反應(yīng)。