【正文】 子中能同底物結(jié)合并起催化作用的空間部位。 ? 說明： 參與催化反應(yīng)的只是其中一小部分，即 活性中心。 活性中心以外的部分對酶催化次要但對活性中心形成提供結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。 ? 催化部位： 底物在此發(fā)生一定的化學(xué)變化。 活性中心的特點(diǎn)： 1）僅為酶體積的很小部分； 2）具有一定的空間構(gòu)象； 3） S與 E靠次級鍵結(jié)合； 4）是由特定空間構(gòu)象維持的一個 裂隙 。 2. 酶原與酶原的激活 ?酶原 (zymogen) 有些酶在細(xì)胞內(nèi)合成或初分泌時只是酶的無活性前體，此前體物質(zhì)稱為酶原。 ? 酶原激活的機(jī)理 酶 原 分子構(gòu)象發(fā)生改變 形成或暴露出酶的活性中心 一個或幾個特定的肽鍵斷裂，水解掉一個或幾個短肽 在特定條件下 胰蛋白酶原的激活過程 ? 酶原激活的生理意義 避免細(xì)胞產(chǎn)生的酶對細(xì)胞進(jìn)行自身消化，并使酶在特定的部位和環(huán)境中發(fā)揮作用，保證體內(nèi)代謝正常進(jìn)行。在需要時，酶原適時地轉(zhuǎn)變成有活性的酶，發(fā)揮其催化作用。 同工酶是寡聚酶。 目前發(fā)現(xiàn)約 500種。 ? 可以用電泳的方法對它們進(jìn)行分離。 抗體蛋白的特性 ? 酶與抗體這兩種蛋白質(zhì)之間盡管 功能不同 ， 但它們 與各自的配基 (酶 底物 、 抗體 抗原 )的結(jié)合特性 ， 如 結(jié)合方式 、 動力學(xué)過程 等都非常相似 。 核酶（ Ribozyme) :具催化活性的 RNA。此后陸續(xù)發(fā)現(xiàn)多種具有催化功能的 RNA，底物也擴(kuò)大到 DNA、糖類、氨基酸酯。 ? 證明了核酸既是信息分子 ， 又是功能分子 。 核酶研究中的兩個問題 ? 核酶催化效率太低 。 因此，要將核酶應(yīng)用于體內(nèi)阻斷基因表達(dá)或作為抗病毒的臨床藥物，還要做大量的研究工作。 ES E + S E + P k1 k2 k3 中間產(chǎn)物學(xué)說 1）中間產(chǎn)物比底物需較少的活化能就可分解成產(chǎn)物并放出酶。 3）中間產(chǎn)物形成的 實(shí)驗(yàn)依據(jù) ： 同位素 32P標(biāo)記底物法（磷酸化酶與葡萄糖結(jié)合） 吸收光譜法（過氧化物酶與過氧化氫結(jié)合） （ 2）決定酶作用專一性的機(jī)制 鎖鑰學(xué)說 ： 1894年 提出： S分子或其一部分像鑰匙一樣楔入 E活性中心部位。 物理吸附 誘導(dǎo)契合學(xué)說 1958年 Koshland 提出： 當(dāng) E與 S接近時， E蛋白受 S分子的誘 導(dǎo)，其構(gòu)象發(fā)生有 利于 S結(jié)合的變化， E與 S在此基礎(chǔ)上互 補(bǔ)契合、進(jìn)行反應(yīng)。 ? 定向 (orientation):底物分子中參與反應(yīng)的基團(tuán)與酶活性中心的相關(guān)基團(tuán)相互接近，并正確定向 → 高效率和專一性特點(diǎn)。 2）“張力”和“形變” ? X衍射證實(shí)： E使 S分子中敏感鍵中某些基團(tuán)的電子密度變化，產(chǎn)生電子張力 ，使其發(fā)生變形，更易于斷裂。指 E分子上某 些基團(tuán)作為質(zhì) 子供體和質(zhì)子 受體對 S進(jìn)行 （廣義的）酸 堿催化。 4）共價催化 E分子中的親核基團(tuán)提供電子，對 S中親電子的碳原子進(jìn)行攻擊， 生成 ES使反應(yīng)活化能降低， S可越過較低的能壘而形成產(chǎn)物。 ?影響因素包括有 底物濃度、酶濃度、溫度、 pH、 抑制劑、激活劑。 II. 酶促反應(yīng)速度 用單位時間內(nèi)底物的消耗量和產(chǎn)物的生成量來表示 。 Ｖ Vmax[S] Km + [S] ＝ 1）米氏方程的推導(dǎo) 根據(jù)中間產(chǎn)物學(xué)說： 式中 K1,K2,K3分別為各反應(yīng)常數(shù)，可知： ES形成速度 = K1 [E][S] ES分解速度 =(K2 + K3 )[ES] 當(dāng)反應(yīng)達(dá)恒穩(wěn)態(tài)時 ,二速度相等 ,即 : K1 [E] [S] =(K2 + K3 ) [ES] S + E→ ES → E + P K1 K2 K3 ① 整理并令： 由于 [E] 與 [ES]之和為總的酶濃度 [Et] ,即 : [Et]= [E] + [ES] [E] = [Et][ES] 將③代入② : [ES] K1 = = [E] [S] (K2 + K3 ) Km ② ③ [ES] = ([Et][ES]) [S] Km 整理得 : ∵ 酶促反應(yīng)速度由 [ES]決定 ,而 υ= K3 [ES] ∴ [ES]= 將⑤代入④整理得 : [ES]= [Et] ． [S] Km + [S] ④ υ K3 ⑤ = [Et] ． [S] Km + [S] υ K3 ． ⑥ 此時達(dá)到最大反應(yīng)速度 Vmax: Vmax= K3 [Et] ⑦ 將⑦代入⑥ ,得米氏方程 : 當(dāng) [S] 升高 ,所有 E為 S所飽和時 ,即 : [Et] =[ES] Ｖ Vmax[S] Km + [S] ＝ 當(dāng) v=Vmax/2時 Km＝ [S] （ 1） Km值等于酶促反應(yīng)速度為最大反應(yīng)速度一半時的底物濃度， 單位是 mol/L。 只與 E性質(zhì)有關(guān)，與 [E]無關(guān)； （ 3） 同一 E有幾個 S就有幾個 Km ， Km最小的為最適 S或天然 S。 意義 ： Vmax=K3 [E] 如果酶的總濃度已知，可從 Vmax計(jì)算酶的轉(zhuǎn)換數(shù) (turnover number)，即動力學(xué)常數(shù)K3。 意義 — 可用來比較每單位酶的催化能力。 0 V [E] ?關(guān)系式為： V = K3 [E] ?雙重影響 ?最適溫度 (optimum temperature)： 酶促反應(yīng)速度最快時的環(huán)境溫度。C 溫度影響酶促反應(yīng)的機(jī)理： 溫度對反應(yīng)速度的影響 1） 低于 最適溫度：反應(yīng) 速度隨溫度上升 而加快； 2） 高于 最適溫度： E蛋白 隨溫度上升而變性失活。C 例 (霸王花 、 黃花菜 ) 酶促褐變條件：酚酶 、 酚類底物 、 O2 例 豆腥味產(chǎn)生條件：脂氧化酶 、 油脂 、 O2 例 綠茶：鮮葉 → 殺青 → 揉捻 → 干燥 紅茶：鮮葉 → 萎雕 → 揉捻 → 發(fā)酵 → 干燥 最適 pH：酶具有最大的催化活性時的環(huán)境 pH值 pH 酶的活性 胃蛋白酶 淀粉酶 膽堿酯酶 0 2 4 6 8 10 酶的最適 pH不是酶的特征性常數(shù)：因底物、緩沖液的不同而不同。 pH影響的機(jī)理： 1） pH影響 E活性中心及附近有關(guān)基團(tuán)的解 離 ，使之 易 或 不易 與 S 結(jié)合； 2） pH影響 S的極性基團(tuán) ，從而影響這些基 團(tuán)與 E的結(jié)合； 3）過酸、過堿可 使酶變性失活 。 種類 ： 1）無機(jī)離子的激活作用： 作為活性部位的組分； 作為輔助因子的組分； 如： Mg2+、 Ca2+、 Co2+、 Mn2+等。 3）蛋白質(zhì)類大分子物質(zhì)：