【正文】 為限制性核酸內(nèi)切酶（限制酶）。酶按照其分子結(jié)構(gòu)可分為單體酶、寡聚酶和多酶體系（多酶復(fù)合體和多功能酶）三大類。結(jié)合酶則是由酶蛋白和輔助因子兩部分構(gòu)成，酶蛋白部分主要與酶的底物特異性有關(guān)，輔助因子則與酶的催化活性有關(guān)。與酶蛋白牢固結(jié)合并與酶的催化活性有關(guān)的耐熱低分子有機(jī)化合物稱為輔基。 ⑵ 運(yùn)載反應(yīng)基團(tuán)，如酰基、氨基、烷基、羧基及一碳單位等，參與基團(tuán)轉(zhuǎn)移。 維生素（ vitamin)是指一類維持細(xì)胞正常功能所必需的，但在許多生物體內(nèi)不能自身合成而必須由食物供給的小分子有機(jī)化合物。脂溶性維生素有 VitA、VitD、 VitE和 VitK四種；水溶性維生素有 VitB1， VitB2， VitPP， VitB6， VitB12， VitC，泛酸，生物素，葉酸等。 FAD：即黃素單核苷酸（ FMN）和黃素腺嘌呤二核苷酸（ FAD），是核黃素（ VitB2）的衍生物。 +和 NADP+：即尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（ NAD+，輔酶 Ⅰ ）和尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（ NADP+，輔酶 Ⅱ ），是 Vit PP的衍生物。 ：是 Vit B6的衍生物。 ：泛酸（遍多酸）在體內(nèi)參與構(gòu)成輔酶 A（ CoA）。 ：是羧化酶的輔基，在體內(nèi)參與 CO2的固定和羧化反應(yīng)。四氫葉酸是體內(nèi)一碳單位基團(tuán)轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)中的輔酶。 Vit B12 在體內(nèi)有多種活性形式，如 539。其中， 539。 四、金屬離子的作用： 1. 穩(wěn)定構(gòu)象：穩(wěn)定酶蛋白催化活性所必需的分子構(gòu)象； 2. 構(gòu)成酶的活性中心：作為酶的活性中心的組成成分，參與構(gòu)成酶的活性中心； 3. 連接作用：作為橋梁，將底物分子與酶蛋白螯合起來。 參與構(gòu)成酶的活性中心的化學(xué)基團(tuán)，有些是與底物相結(jié)合的，稱為結(jié)合基 團(tuán)，有些是催化底物反應(yīng)轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物的，稱為催化基團(tuán)，這兩類基團(tuán)統(tǒng)稱為活性中心內(nèi)必需基團(tuán)。 六、酶促反應(yīng)的特點(diǎn)： 1．具有極高的催化效率：酶的催化效率可比一般催化劑高 106～ 1020倍。 2．具有高度的底物特異性：一種酶只作用于一種或一類化合物，以促進(jìn)一定的化學(xué)變化，生成一定的產(chǎn)物，這 種現(xiàn)象稱為酶作用的特異性。 ⑵ 相對特異性：一種酶只能作用于一類化合物或一種化學(xué)鍵，催化一類化學(xué)反應(yīng)，稱為相對特異性，如脂肪酶。 3．酶的催化活性是可以調(diào)節(jié)的：如代謝物可調(diào)節(jié)酶的催化活性，對酶分子的共價(jià)修飾可改變酶的催化活性，也可通過改變酶蛋白的合成來改變其催化活性。當(dāng)?shù)孜锱c酶接近時(shí)，底物分子可以誘導(dǎo)酶活性中心的構(gòu)象以生改變，使之成為能與底物分子密切結(jié)合的構(gòu)象，這就是誘導(dǎo)契合學(xué)說。 八、酶促反應(yīng)動力學(xué)： 酶反應(yīng)動力學(xué)主要研究酶催化的反應(yīng)速度以及影響反應(yīng)速度的各 種因素。 1．底物濃度對反應(yīng)速度的影響： ⑴ 底物對酶促反應(yīng)的飽和現(xiàn)象：由實(shí)驗(yàn)觀察到，在酶濃度不變時(shí)，不同的底物濃度與反應(yīng)速度的關(guān)系為一矩形雙曲線，即當(dāng)?shù)孜餄舛容^低時(shí)，反應(yīng)速度的增加與底物濃度的增加成正比（一級反應(yīng)）；此后，隨底物濃度的增加，反應(yīng)速度的增加量逐漸減少（混合級反應(yīng)）；最后，當(dāng)?shù)孜餄舛仍黾拥揭欢繒r(shí)，反應(yīng)速度達(dá)到一最大值，不再隨底物濃度的增加而增加（零級反應(yīng)）。 Menten 于 1913年推導(dǎo)出了上述矩形雙曲線的數(shù)學(xué)表達(dá)式，即米氏方程： ν= Vmax[S]/(Km+[S]) 。 ⑶Km 和 Vmax的意義： ① 當(dāng) ν=Vmax/2 時(shí)， Km=[S]。 ② 當(dāng) k1k+2時(shí)， Km=k1/k+1=Ks。 ③Km 可用于判斷反應(yīng) 級數(shù)：當(dāng) [S]， ν= （ Vmax/Km） [S]，反應(yīng)為一級反應(yīng)，即反應(yīng)速度與底物濃度成正比；當(dāng) [S]100Km時(shí)， ν=Vmax ，反應(yīng)為零級反應(yīng)，即反應(yīng)速度與底物濃度無關(guān)；當(dāng) [S]100Km 時(shí)，反應(yīng)處于零級反應(yīng)和一級反應(yīng)之間，為混合級反應(yīng)。 ⑤Km 可用來判斷酶的最適底物：當(dāng)酶有幾種不同的底物存在時(shí)， Km 值最小者，為該酶的最適底物。 ⑦Vmax 可用于酶的轉(zhuǎn)換數(shù)的計(jì)算：當(dāng)酶的總濃度和最大速度已知時(shí)，可計(jì)算出酶的轉(zhuǎn)換數(shù)，即單位時(shí)間內(nèi)每個(gè)酶分子催化底物轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)物的分子數(shù)。 2．酶濃度對反應(yīng)速度的影響：當(dāng)反應(yīng)系統(tǒng)中底物的濃度足夠大時(shí)，酶促反應(yīng)速度與酶濃度成正比，即 ν=k[E] 。酶促反應(yīng)速度隨溫度升高而達(dá)到一最大值時(shí)的溫度就稱為酶的最適溫度。低溫時(shí)由于活化分子數(shù)目減少，反應(yīng)速度降低，但溫度升高后，酶活性又可恢復(fù)。酶催化活性最高時(shí)溶液的 pH值就稱為酶的最適 pH。酶 的最適 pH 不是酶的特征性常數(shù)。按照抑制劑的抑制作用，可將其分為不可逆抑制作用和可逆抑制作用兩大類。如果以 ν ～ [E]作圖，就可得到一組斜率相同的平行線，隨抑制劑濃度的增加而平行向右移動。 ⑵ 可逆抑制作用： 抑制劑以非共價(jià)鍵與酶分子可逆性結(jié)合造成酶活性的抑制，且可采用透析等簡單方法去除抑制劑而使酶活性完全恢復(fù)的抑制作用就是可逆抑制作用?？赡嬉种谱饔冒ǜ偁幮浴⒎锤偁幮院头歉偁幮砸种茙追N類型。其特點(diǎn)為： 類似物或反應(yīng)產(chǎn) 物； ； ，則抑制作用越大；但增加底物濃度可使抑制程度減??； ： Km 值增大， Vm值不變。 ② 反競爭性抑制：抑制劑不能與游離酶結(jié)合，但可與 ES復(fù)合物結(jié)合并阻止產(chǎn)物生成，使酶的催化活性降低，稱酶的反競爭性抑制。 ③ 非競爭性抑制：抑制劑既可以與游離酶結(jié)合，也可以與 ES復(fù)合物結(jié)合，使酶的催化活性降低，稱為非競爭性抑制。 6．激活劑對反應(yīng)速度的影響：能夠促使酶促反應(yīng)速度加快的物質(zhì)稱為酶的激活劑。 九、酶的調(diào) 節(jié)： 可以通過改變其催化活性而使整個(gè)代謝反應(yīng)的速度或方向發(fā)生改變的酶就稱為限速酶或關(guān)鍵酶。 1．酶結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)：通過對現(xiàn)有酶分子結(jié)構(gòu)的影響來改變酶的催化活性。 ⑴ 變構(gòu)調(diào)節(jié)：又稱別構(gòu)調(diào)節(jié)。具有變構(gòu)調(diào)節(jié)作用的酶就稱為變構(gòu)酶。當(dāng)變構(gòu)酶的一個(gè)亞基與其配體（底物或變構(gòu)劑）結(jié)合后，能夠通過改變相鄰亞基的構(gòu)象而使其對配體的親和力發(fā)生改變，這種效應(yīng)就稱為變構(gòu)酶的協(xié)同效應(yīng)。變構(gòu)調(diào)節(jié)的特點(diǎn)： ① 酶活性的改變通過酶分子構(gòu)象的改變而實(shí)現(xiàn)； ② 酶的變構(gòu)僅涉及非共價(jià)鍵的變化； ③ 調(diào)節(jié)酶活性的因素為代謝物；④ 為一非耗能過程； ⑤ 無放大效應(yīng)。共價(jià)修飾方式有：磷酸化 脫磷酸化等。共價(jià)修飾調(diào)節(jié)的特點(diǎn)為： ① 酶以兩種不同修飾和不同活性的形式存在； ② 有共價(jià)鍵的變化； ③ 受其他調(diào)節(jié)因素（如激素）的影響； ④ 一般為耗能過程；⑤ 存在放大效應(yīng)。酶原在一定條件下轉(zhuǎn)化為有活性的酶的過程稱為酶原的激活。酶原分子一級結(jié)構(gòu)的改變導(dǎo)致了酶原分子空間結(jié)構(gòu) 的改變，使催化活性中心得以形成，故使其從無活性的酶原形式轉(zhuǎn)變?yōu)橛谢钚缘拿浮? 2．酶含量的調(diào)節(jié)：是指通過改變細(xì)胞中酶蛋白合成或降解的速度來調(diào)節(jié)酶分子的絕對含量，影響其催化活性，從而調(diào)節(jié)代謝反應(yīng)的速度。 ⑴ 酶蛋白合成的調(diào)節(jié)：酶蛋白的合成速度通常通過一些誘導(dǎo)劑或阻遏劑來進(jìn)行調(diào)節(jié)。常見的誘導(dǎo)劑或阻遏劑包括代謝物、藥物和激素等。 3．同工酶的調(diào)節(jié)：在同一種屬中，催化活性相同而酶蛋白的分子結(jié)構(gòu)，理化性質(zhì)及免疫學(xué)性質(zhì)不同的一組酶稱為同工酶。因此，同工酶在體內(nèi)的生理功能是不同的。心肌中以 LDH1含量最多， LDH1 對乳 酸的親和力較高，因此它的主要作用是催化乳酸轉(zhuǎn)變?yōu)楸嵩龠M(jìn)一步氧化分解，以供應(yīng)心肌的能量。 十、酶的命名與分類： 1．酶的命名：主要有習(xí)慣命名法與系統(tǒng)命名法兩種，但常用者為習(xí)慣命名法。 生物化學(xué)與分子生物學(xué)重點(diǎn)（ 2） 20221113 23:44:34 來源：生命經(jīng)緯 第五章 糖代謝 一、糖類的生理功用： ① 氧化供能：糖類是人體最主要的供能物質(zhì)，占全部供能物質(zhì)供能量的 70%；與供能有關(guān)的糖類主要是葡萄糖和糖原，前者為運(yùn)輸和供能形式，后者為貯存形式。 ③ 作為核酸類化合物的成分：核糖和脫氧核糖參與構(gòu)成核苷酸， DNA， RNA等。 二、糖的無氧酵解： 糖的無氧酵解是指葡萄糖在無氧條件下分解生成乳酸并釋放出能量的過程。 糖的無氧酵解代謝過程可分為四個(gè)階段： 1. 活化（己糖磷酸酯的生成）：葡萄糖經(jīng)磷酸化和異構(gòu)反應(yīng)生成 1,6雙磷酸果糖 (FBP)，即葡萄糖 →6 磷酸葡萄糖 →6 磷酸果糖 →1,6 雙磷酸果糖（ F1,6BP)。 2. 裂解（磷酸丙糖的生成）：一分子 F1,6BP 裂解為兩分子 3磷酸甘油醛，包括兩步反應(yīng)：F1,6BP→ 磷酸二羥丙酮 + 3磷酸甘油醛 和磷酸二羥丙酮 →3 磷酸甘油醛。此階段有兩次底物水平磷酸化的放能反應(yīng)，共可生成 22=4 分子 ATP。 4．還原（乳酸的生成）：利用丙酮酸接受酵解代謝過程中產(chǎn)生的 NADH，使 NADH 重新氧化為 NAD+。 三、糖無氧酵解的調(diào)節(jié)： 主要是對三個(gè)關(guān)鍵酶，即己糖激酶（葡萄糖激酶）、 6磷酸果糖激酶 丙酮酸激酶進(jìn)行調(diào)節(jié)。 四、糖無氧酵解的生理意義： 1. 在無氧和缺氧條件下，作為糖分解供能的補(bǔ)充途徑： ⑴ 骨骼肌在劇烈運(yùn)動時(shí)的相對缺氧； ⑵ 從平原進(jìn)入高原初期； ⑶ 嚴(yán)重貧血、大量失血、呼吸障礙、肺及心血管疾患所致缺氧。 五、糖的有氧氧化： 葡萄糖在有氧條件下徹底氧化分解生成 C2O和 H2O，并釋放出大量能量的過程稱為糖的有氧氧化。此代謝過程在細(xì)胞胞液和線粒體內(nèi)進(jìn)行，一分子葡萄糖徹底氧化分解可產(chǎn)生 36/38分子 ATP。一分子葡萄糖分解后生成兩分子丙酮酸，兩分子（ NADH+H+）并凈生成 2分子 ATP。故第一階段可凈生成 6/8分子 ATP。此階段可由兩分子（ NADH+H+） 產(chǎn)生 23 分子 ATP 。 3．經(jīng)三羧酸循環(huán)徹底氧化分解： 生成的乙酰 CoA可 進(jìn)入三羧酸循環(huán)徹底氧化分解為 CO2和 H2O，并釋放能量合成 ATP。 三羧酸循環(huán)是指在線粒體中，乙酰 CoA首先與草酰乙酸縮合生成檸檬酸，然后經(jīng)過一系列的代謝反應(yīng)，乙酰基被氧化分解，而草酰乙酸再生的循環(huán)反應(yīng)過程。 三羧酸循環(huán)由八步反應(yīng)構(gòu)成：草酰乙酸 + 乙酰 CoA→ 檸檬酸 → 異檸檬酸 →α 酮戊二酸 → 琥珀酰CoA→ 琥珀酸 → 延胡索酸 → 蘋果酸 → 草酰乙酸。 ② 每完成一次循環(huán)，氧化分解掉一分子乙?；缮?12分子 ATP。 ④ 循環(huán)中有兩次脫羧反應(yīng)，生成兩分子 CO2。 ⑥ 循環(huán)中有一次直接產(chǎn)能反應(yīng)，生成一分子 GTP。 六、糖有氧氧化的生理意義： 1．是糖在體內(nèi)分解供能的主要途徑： ⑴ 生成的 ATP數(shù)目遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于糖的無氧酵解生成的 ATP數(shù)目；⑵ 機(jī)體內(nèi)大多數(shù)組織細(xì)胞均通過此途徑氧化供能。 3．是糖、脂、蛋白質(zhì)相互轉(zhuǎn)變的樞紐：有氧氧化途徑中的中間代謝物可以由糖、脂、蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生，某些中間代謝物也可以由此途徑逆行而相互轉(zhuǎn)變。異檸檬酸脫氫酶是調(diào)節(jié)三羧酸循環(huán)流量的主要因素， ATP是其變構(gòu)抑制劑， AMP和 ADP 是其變構(gòu)激活劑。有氧時(shí)，由于酵解產(chǎn)生的 NADH和丙酮酸進(jìn)入線粒體而產(chǎn)能，故糖的無氧酵解受抑制。該旁路途徑的起始物是 G6P，返回的代謝產(chǎn)物是 3磷酸甘油醛和 6磷酸果糖，其重要的中間代謝產(chǎn)物是 5磷酸核糖和 NADPH。關(guān)鍵酶是 6磷酸葡萄糖脫氫酶。 ⑵ 參與羥化反應(yīng)：作為加單氧酶的輔酶，參與對代謝物的羥化。 ⑷ 使氧化型谷胱甘肽還原。 2. 是體內(nèi)生成 5磷酸核糖的唯一代謝途徑：體內(nèi)合成核苷酸和 核酸所需的核糖或脫氧核糖均以5磷酸核糖的形式提供，其生成方式可以由 G6P 脫氫脫羧生成，也可以由 3磷酸甘油醛和 F6P經(jīng)基團(tuán)轉(zhuǎn)移的逆反應(yīng)生成。糖原分子的直鏈部分借α 1,4糖苷鍵而將葡萄糖殘基連接起來，其支鏈部分則是借 α 1,6糖苷鍵而形成分支。糖原的合成與分解代謝主要發(fā)生在肝、腎和肌肉組織細(xì)胞的胞液中。 ⑴ 活化 ：由葡萄糖生成尿苷二磷酸葡萄糖：葡萄糖 →6 磷酸葡萄糖 →1 磷酸葡萄糖 →UDPG 。 ⑵ 縮合：在糖原合酶催化下， UDPG所帶的葡萄糖殘基通過 α 1,4糖苷鍵與原有糖原分子的非還原端相連，使糖鏈延長。 ⑶ 分支：當(dāng)直鏈長度達(dá) 12個(gè)葡萄糖殘基以上時(shí)，在分支酶的催化下，將距末端 6～ 7個(gè)葡萄糖殘基組成的寡糖鏈由 α 1,4糖苷鍵轉(zhuǎn)變?yōu)?α 1,6糖苷鍵，使糖原出現(xiàn)分支，同時(shí)非還原端增加。 ⑴ 水解：糖原 →1 磷酸葡萄糖。 ⑵ 異構(gòu)： 1磷酸葡萄糖 →6 磷酸葡萄糖。此過程只能在肝和腎進(jìn)行。 2．調(diào)節(jié)血糖濃度：血糖濃度高時(shí)可合成糖原，濃度低時(shí)可分解糖原來補(bǔ)充血糖。這就是肝糖原合成的三碳途徑或間接途徑。其中，脂肪主要是指甘油三酯，類脂則包括磷脂（甘油磷脂和鞘磷脂）、糖脂（腦苷脂和神經(jīng)節(jié)苷脂）、膽固醇及膽固醇酯。 ② 構(gòu)成生物膜：主要是磷脂和膽固醇具有此功用。必需脂肪酸是指機(jī)體需要，但自身不能合成，必須要靠食物提供的一些多烯脂肪酸。 二、甘油三酯的分解代謝： 1．脂肪動員：貯存于脂肪細(xì)胞中的甘油三酯在激素敏感脂肪酶的催化下水解并釋放出脂肪酸，供給全身各組織細(xì)胞攝取利用的過程稱為脂肪動員。HS