酶作业06

一、名词解释：固定化酶：是指被结合到特定的支持物上并能发挥作用的一类酶，通过吸附、耦联、交联和包埋或化学方法把酶做成仍具有酶催化活性的水不溶酶，装入适当容器中形成反应器。酶的活性中心：是指酶分子中直接和底物结合，并和酶催化作用直接有关的部位，对于单纯酶来说，它是由一些氨基酸的侧链基团（R侧基）组成的（有时包括某些氨基酸残基链骨架上的基团）。对于结合酶来说，除了上述氨基酸残基的侧链基团外，辅酶或辅基上的某一部分结构往往也是活性部位的组成部分。酶原激活：很多酶，特别是一些与消化作用有关的酶，在最初合成和分泌时，时没有活性的酶的前体形式，这种前体称为“酶原”，酶原在一定条件下被打断一个或几个特殊的肽键，从而使酶构象发生一定的变化形成具有活性的三维结构过程称为“酶原激活”。变构酶（别构酶）：是指具有四级结构的多亚基的寡聚酶，酶分子中除了有和底物结合的活性部位外是，还有和调解物（或效应物）结合的部位（变构部位），这两种部位同处在不同亚基或在同一亚基的不同部位上。当底物或效应物和酶分子上的相应部位结合后，会引起酶分子构象改变，从而影响酶的催化活性。诱导契合：酶分子活性中心的结构原来并非和底物的结构互相吻合，但酶的活性中心柔性而非刚性的，当底物与酶相遇时，可诱导酶活性中心的构象发生相应的变化，其上有关的各个基团达到正确的排列和定向，因而使酶和底物契合而结合成中间络合物，并引起底物发生反应，反应结束当产物从酶上脱落下来后，酶的活性中心又恢复了原来的构象。同工酶：同工酶是指催化同一种化学反应，但由于基因所决定，酶分子结构不同的一组酶。所以同工酶彼此间的物理化学性质如溶解度、等电点、迁移率等均有所不同。竞争性抑制：属于酶[活性]的可逆抑制作用，作用特点是:抑制剂(I)与底物(S)在结构上有一定的相似性，两者竞争性地与酶的活性部位结合或互相排斥地与酶上的各自结合部位结合，也即只能形成二元复合物ES和EI(无活性)，对酶动力学的影响是Km增大,Vmax不变。不可逆抑制剂：这类抑制剂以共价键与酶结合，因此不能通过透析或超滤等物理方法使抑制逆转；但能通过一定的化学反应，使抑制剂从酶分子上移去而恢复活性。米氏常数:这是某一酶促反应中某一底物的动力学常数，符号Km,数值上等于该酶促反应达最大速度一半时的底物浓度。比活：每毫克蛋白质(或蛋白氮)所含酶单位(IU)数，[每千克蛋白质所含开特(Katal)数]比活愈高，表示酶制剂的纯度愈高。核酶(ribozyme)：具有催化活性的RNA;1982年，Cech首次发现四膜虫的26SrRNA前体的内含子具有自我催化剪接的能力。二、填空题1.下面曲线图除表示不可逆抑制作用外，还可能表示非竞争性抑制作用。2.欲使某一酶促反应的速度等于Vmax的80%，此时的底物浓度应是此酶的Km值的4倍。3.测定酶的活力时，初速度对底物浓度呈零级反应，对酶浓度呈一级反应。三、选择题1.下面有关酶的说法哪项是正确的？①酶都需要专一性的辅酶才能表现活性；②酶都以有机化合物作为底物；③酶对其天然底物都有绝对专一性；④天然酶都是活细胞制造的2.酶的非竞争性抑制剂具有下列哪种动力学影响？①Km不变，Vmax减小；②Km增加，Vmax不变；③Km减小，Vmax不变；④Km和Vmax都减小3.于酶促反应系统中加入一定量的不可逆抑制剂，反应速度v和酶浓度（E）的关系可用下列哪个图表示？选第一个4.酶促反应的双倒数作图示于下面Vmax是①0.5;②0.05;③2;④205.Km值是酶的特征常数之一，一般说它与酶促反应的性质和条件有关，但与下列因素中的哪一种无关？①底物种类；②反应温度；③酶浓度；④pH和离子强度6.催化上面反应的酶是属于①脱氢酶；②脱羧酶；③氧化酶；④水解酶四、判断题：1、辅酶或辅基在酶的催化作用中，是协助酶蛋白识别底物的。如果没有辅酶或辅基的作用，则酶的专一性将显著降低。答（×）2、同工酶是由相同基因编码的，具有相同催化功能的一组酶。答（×）3、在可逆抑制剂存在下，表现Km值不论是增大或减小，并不反映酶分子与底物分子间的亲和力有变化。答（√）4、Km值是酶的一个特征常数，有的酶虽有几种底物，但其Km值总是固定不变的。（×）5、当Michaelis常数Km可视为中间物ES的解离常数时，则Km愈小酶与底物的亲和力愈大。答（√）6、酶的活力大小可以代表酶的纯度。答（×）7、酶是通过提高反应所需的活化能来加快酶促反应速度的。答（×）8、正常的生理pH条件下，对所有参与细胞代谢的酶来说都是处于最适pH的环境。答（×）9、酶的催化作用是指通过改变反应物的平衡点以加快某一方向的反应速度。答（×）10、对于可逆反应而言，酶既可以改变正反应的速度，也可以改变逆反应的速度。答（×）11、辅酶与酶蛋白的结合不紧密，可以用透析的方法除去。答（×）12、磷酸吡哆醛是转氨酶的辅酶。答（√）13、所有的酶都是蛋白质。答（×）14、一种酶有几种底物就有几种Km值。答（√）五、简答题：1：什么是米氏方程，米氏常数Km的意义是什么？试求酶反应速度达到最大反应速度的99％时，所需求的底物浓度（用Km表示）答：1、米氏方程为：V=Vmax×[S]/（Km+[S]）它表明了当已知Km和Vmax时，底物浓度和反应速度之间的关系。当Km﹥﹥[S]时，V=Vmax×[S]/Km，V与[S]成正比，当Km﹤﹤[S]时，V=Vmax，反应速度与底物浓度无关。2、Km的物理意义为：Km值是反应速度为最大速度一半时的底物浓度，对某一底物的Km为一定值，故可以通过测定Km的数值，可鉴别酶，一般Km大表示酶与底物亲和力弱，Km小时，则表示酶和底物的亲和力强。3、把V=Vmax×0．99代入米氏方程V=Vmax×[S]/Km+[S]得：[S]＝99Km2：绝大多数酶的化学本质是什么，如何证明？举例说明酶在轻工行业中的应用答：1、绝大多数酶的化学本质是蛋白质。2、A.1992年Sumner从刀豆中提取了脲酶制成结晶并证明它是蛋白质B.J.Northrop连续获得胃蛋白酶、胰蛋白酶和靡蛋白酶结晶C.蛋白质具备一系列特性，酶均具有D.酶可以被蛋白酶水解丧失活性E.1969年人工合成牛胰核糖核酸酶这些都证明绝大多数酶是蛋白质。3、应用举例：A.蛋白酶用于皮革工业的脱毛和软化、蚕丝脱胶、肉类嫩化、酒类澄清或加入洗涤剂中的洗涤血渍和蛋白污物（如加酶洗衣粉）B.脂肪酶可用于食品增香、羊毛洗涤C.食品工业中，葡萄糖异构酶可用来制造果糖浆D.葡萄糖氧化酶可用来除去罐头中残余的氧E．淀粉酶和纤维素酶也可用来处理饲料，以增加饲料营养价值，青贮饲料、糖化饲料的制作也是利用微生物体内酶的作用。3：影响酶促反应速度的因素主要有那些？说明各种因素的影响情况？（可用图及曲线表示）答：1、底物浓度在底物浓度较低时，反应速度随底物浓度增加而升高，反应速度与底物浓度近乎成正比；当底物浓度较高时，底物浓度增加，反应速度也随之升高，但不显著，当底物浓度继续增大，反应速度则趋于极限值。2、PH值每种酶只能在一定PH下才表现酶反应的最大速度，高于或低于此值，反应速度下降，称此PH值为最适PH，在PH﹤PH最适时，增大PH值，反应速度随之增加，当PH﹥PH最适时增大PH值，反应速度反而随之降低，甚至变性失活。3、温度A和一般反应相同，在达到最适温度之前，反应速度随温度的升高而加快。通常温度提高10℃时，反应速度升高为原来的1～2倍。B酶是蛋白质，其变性速度亦随温度上升而加快，绝大多数酶在60℃以上即失去活性，随温度升高，酶变性，而使有活性的酶量减少。C温度对反应速度的影响就是两种相反作用综合的结果，在低于最适温度时前一种效应为主；在高于最适温度后，后一种效应为主，酶活性迅速丧失，反应速度迅速下降。4、激活剂与抑制剂激活剂提高酶的活性，从小到大；抑制剂使酶活力下降。（图略）5、酶浓度满足K[E]=V4：酶为什么比一般的催化剂有更高的催化效率？答：1、邻近效应和定向效应是指底物和酶活性部位的邻近，对于双分子反应来说酶活性部位上两基团之间的邻近，而互相靠近的底物分子之间以及底物分子与酶活性部位基团之间还要有严格的定向（正确的立体化学排列）。这样就大大提高活性部位上底物的有效浓度，同时由于底物分子在活性中心的“定向”排列，使分子间反应近似于分子内反应，为分子轨道交叉提供了有利条件，使底物进入过渡态时的熵变负值减小，反应活化能降低，从而大大地增加了酶－底物络合物地动态过程。2、“张力”和“变形”酶活性中心地某些基团或离子可以使底物分子内敏感键中地某些基团地电子云密度增加或降低，使敏感键地一端更加敏感，更易于发生反应。3、酸碱催化在反应中通过瞬时地向反应物提供质子或从反应物接受质子以稳定过渡态，从而加快反应速度。4、共价催化某些酶可以和底物形成一个反应活性很高地不稳定地共价之间物，这个中间物很易变成过渡态，因此反应地活化能大大降低，共价催化地最一般形式是催化剂地亲核基团对底物中电子地碳原子进行攻击，形成共价中间物。5、酶活性中心是低价电子区域某些酶地活性中心穴内相对地说是非极性的，因此酶的催化基团被低价电环境所包围，甚至还可能排除高极性的水分子，这样，底物分子的敏感键核酶的催化基团之间就会有很大的反应力，有助于加速反应进行。5：试比较酶的竞争性抑制作用与非竞争性抑制作用的异同。答：1、竞争性抑制是指有些抑制剂核底物结构极为相似，可和底物竞争与酶的结合，当抑制剂与酶结合后，就妨碍了底物与酶的结合。减少了酶的作用机会，因而降低了酶的活力，它的特点有：A抑制剂与底物的结构相似，竞争酶的活性中心。B抑制程度取决于抑制剂与酶的相对亲和力和底物浓度C动力学特点：Vmax不变，Km增大，亲和力下降。2、非竞争性抑制是指有些抑制剂和底物同时结合在酶的不同部位上，即抑制剂与酶结合后，不妨碍酶与底物结合，但所形成的酶－底物－抑制剂三元复合物不能发生反应。它的特点有：A抑制剂与酶的活性中心不结合，而结合在其它部位上B抑制程度取决于抑制剂的浓度C动力学特点：Km不变，Vmax下降。6.假设一个酶促反应系统中加入修饰剂Q，得到如下图所示的结果。问Q起什么作用？它与E结合还是与ES结合，还是与E和ES都能结合？为什么？答：Q增加反应速度，所以它是一个激活剂或者可能是第二底物。它与E和ES都能结合，因为Km不变。六、计算题：1：已知蔗糖转化的固定化酶的米氏常数为2.8×10-2M，若使蔗糖分解的初速度为最大反应速度的90%，95%，99%，蔗糖溶液应分别为什么样的浓度？2：称取25mg蛋白酶粉制剂，配成25ml酶液。从中取出0.1ml的酶液，以酪蛋白为底物，测得酶活性为1500μg酪氨酸/小时，另取2.0ml酶液，测得其含氮量为0.20mg。若以每分钟产生1μg酪蛋白为1个酶活力单位，求：（1）1ml酶液中所含的蛋白量及活力单位；（2）1g酶制剂的总蛋白量和总活力；（3）比活力。