酶和维生素2

12/16/2019第七节同工酶（ioenzyme）概念：能催化相同化学反应，但分子结构、理化性质和免疫性能等存在明显差异的一组酶。本质：同一种属中由不同基因或等位基因编码的多肽链所组成的单体、纯聚体或杂合体。长期进化的产物。存在：同一个体的不同或相同组织的同一细胞的不同亚细胞结构中,对代谢调节有重要意义。12/16/2019一.共价调节：1.不可逆共价调节——酶原激活酶原（zymogen）:酶在细胞内合成或初分泌时无活性的酶前体。酶原激活:酶原转变成有活性酶的过程。第八节酶活性的调控12/16/2019-S-S-X缬天天天天赖异甘缬组46丝183静电吸引力或氢键胰蛋白酶原胰蛋白酶缬天天天天赖SS活性中心游离的六肽胰蛋白酶原的激活过程肠激酶或胰蛋白酶X-S-S-异缬丝SS组组丝12/16/2019（1）概念:特定条件下，酶原被水解一个或几个特定肽段，使酶分子构象发生重塑，从而形成或暴露酶的活性中心，表现出酶活性的过程。实质:酶活性部位形成和暴露。（2）酶原与酶原激活的生理意义1）保护分泌此酶组织器官本身免受酶水解破坏；2）保证酶在特定时空发挥催化作用；3）酶的储存形式。12/16/201912/16/2019胰蛋白酶原胰蛋白酶六肽弹性蛋白酶原弹性蛋白酶+碎片胰凝乳蛋白酶原α-胰凝乳蛋白酶+二肽羧基肽酶原A羧基肽酶A+碎片肠激酶自身催化肠激酶启动的酶原激活12/16/20192.可逆共价调节——酶的可逆共价修饰肌肉中磷酸化酶的磷酸化和去磷酸化12/16/2019ATPADPPH2O磷酸化酶-b磷酸化酶-a（有活性）蛋白激酶Mg2+磷酸酶Mg2+１－磷酸葡萄糖糖原PEE-Ser-OHPE-Ser-O12/16/2019⑴概念：酶催化下，一些酶分子肽链上特定基团与某种化学基团发生可逆性共价结合，酶活性改变。⑵特点：①共价修饰的互变由不同酶催化；②修饰过程中，酶活性在无或有，低或高状态互变；③酶活性快速调节；④激素信号启动的共价修饰会引起级联放大效应。⑶共价修饰基团类型：磷酸化和去磷酸化、乙酰化和去乙酰化、甲基化和去甲基化、腺苷化和去腺苷化等。12/16/2019ATPR2C2（别构激活）ATPADP由激素启动磷酸化的级联机制激素受体腺苷酸环化酶磷酸化酶激酶（无活性）磷酸化酶激酶（有活性）ATPADP磷酸化酶b（无活性）磷酸化酶a（有活性）活化cAMPC2cAMPR212/16/2019酶促化学修饰对酶活性的调节酶化学修饰类型酶活性改变糖原磷酸化酶磷酸化酶b激酶糖原合成酶丙酮酸脱羧酶磷酸果糖激酶丙酮酸脱氢酶HMG-CoA还原酶HMG-CoA还原酶激酶乙酰CoA羧化酶脂肪细胞甘油三脂脂肪酶黄嘌呤氧化酶磷酸化/脱磷酸化磷酸化/脱磷酸化磷酸化/脱磷酸化磷酸化/脱磷酸化磷酸化/脱磷酸化磷酸化/脱磷酸化磷酸化/脱磷酸化磷酸化/脱磷酸化磷酸化/脱磷酸化磷酸化/脱磷酸化-SH/-S-S-激活/抑制激活/抑制抑制/激活抑制/激活抑制/激活抑制/激活抑制/激活激活/抑制抑制/激活激活/抑制脱氢酶/氧化酶12/16/2019二.非共价调节：酶的变构调节变构酶通过变构效应调节酶活性。一些代谢物小分子可与某些酶活性中心以外某些部位可逆性非共价结合，使酶分子结构发生改变，从而影响酶的活性。变构剂与酶变构部位结合，酶活性部位构象改变，酶活性改变。12/16/20191）别构激活12/16/2019反馈抑制：代谢过程中局部反应产物对催化该反应酶起抑制作用。葡萄糖6-磷酸葡萄糖葡萄糖激酶ATPADP抑制2）别构抑制：变构剂与酶的别构部位结合而引起的酶活性下降称为别构抑制。反馈抑制可认为是可逆抑制。12/16/20196-磷酸果糖激酶-1的变构调节12/16/201912/16/2019•多酶体系中控制着整个代谢通路进行速度的限速酶——是催化反应速度最慢的酶,可通过化学修饰和别构效应调节此酶活性。12/16/2019•酶活性：酶催化某一化学反应的能力，以酶促反应速度来衡量。•酶活性单位：酶促反应在单位时间（s,min,h）内生成一定量（mg,μg,μmol）的产物或消耗一定量的底物所需的酶量。•一个国际单位（IU,1976年）：特定条件下(最适的反应条件:25℃),1min内催化1mol底物转化为产物所需的酶量定为一个酶活力单位，1IU=1μmol/min第九节酶活力测定12/16/2019•一个催量（kat）：特定条件(最适条件)下,1Sec内使1mol底物转化为产物所需的酶量即•1kat=1mol/s•1IU=16.6710-9kat=16.6710-3Kat；1Kat=6107IU•转换数（turnovernumber）：每秒钟每个酶分子能催化的发生变化的底物微摩尔数，用kcat表示（mol/S）。K２为酶的转换数。•酶比活：每毫克蛋白所含有的活力单位数。12/16/2019例题：某无细胞的粗提液，每ml含20mg蛋白质。在0.5ml的标准总反应体积中，含有10l这种提取液。在最适宜条件下，1分钟内生成30ng的产物。求：1、若10l该提取液，在1ml总反应体积中进行实验，其反应速度是多少？2、反应混合液和提取液中酶活性浓度各是多少？3、酶制剂的比活力是多少？（v:nmol/ml/min,nmol/L/min,mol/L/min,mol/L/min）12/16/2019解：•V=30/0.5=60nmol/ml/min=60103nmol/L/min=60mol/L/min=610-5mol/L/min•V=30/1=30nmol/ml/min=310-5mol/L/min•反应液酶活性浓度=60nmol/ml/min=0.06mol/ml/min=0.06单位/ml0.5ml的反应液内含0.03单位酶，即10l(0.01ml)提取液含0.03单位酶，所以：提取液酶活性浓度=0.03/0.01=3单位/ml•酶比活=3/20=0.05单位/mg蛋白12/16/2019第十节酶的分离纯化---制备优点：不受气候、地理条件的限制，动、植物体内的酶大多可从微生物体内找到，微生物繁殖快，产酶量丰富。还可以通过选育菌种来提高酶的产量和用廉价原料大量生产。工业上：多采用微生物发酵方法来获得大量酶制剂。12/16/2019酶分离纯化的三个基本步骤：1.抽提2.纯化3.结晶或制剂。酶的纯度比活力=活力单位数/毫克蛋白（氮）纯化倍数=每次比活力╱第一次比活力产率%（回收率）=(每次总活力╱第一次总活力)×10012/16/2019第十二节辅酶与维生素(Vitamins)P89•了解4种脂溶性维生素的生理作用；•了解和掌握一些主要水溶性维生素名称、结构、生理作用和它们的辅酶（基）形式重点：B族维生素与辅酶（基）12/16/2019一.概述1.维生素定义：维持正常生命活动所必需的一类小分子有机化合物。2.维生素特点：(1)体内不能合成或合成甚微，必须由食物供给。(2)需要量很少，但不可缺少（gmg/d)。长期缺乏任何一种维生素都会导致相应的疾病——维生素缺乏症。(3)维生素的功能：既不供给能量，也不构成组织成分。参与体内物质代谢与调节（VitB族参与辅酶组成，调节物质代谢）12/16/2019结合酶酶蛋白金属离子辅助因子(cofactor)辅酶(基)12/16/20193.维生素命名（1）按发现先后：A、B、C、D、（2）根据化学结构或生理功能命名：硫胺素（3）初发现时以为是一种，以后证实是几种维生素的混合物，则在字母右下方注以1、2、34.维生素分类12/16/2019维生素水溶性维生素脂溶性维生素：维生素B族（B1、B2、泛酸、维生素PP、B6、生物素、叶酸，B12）和维生素C等。(分子中均含N元素)：维生素A、D、E、K等12/16/2019二.脂溶性维生素特点：1、与脂类共存2、储存在肝中（A、D、K）或脂肪组织中（E）3、胆道排泄4、过多导致中毒12/16/2019（1）化学结构:-白芷酮环的不饱和一元醇。CH2OH全反型视黄醇A1A21.维生素ACH2OH3-脱氢视黄醇12/16/2019A1：视黄醇11-顺视黄醛A2：3-脱氢视黄醇9-顺视黄醛－2HCH2OH全反型视黄醇CHO11-顺视黄醛12/16/2019（2）生物化学功能及缺乏病1)构成视觉细胞内感光物质视紫红质=视蛋白+11-顺视黄醛缺乏：夜盲症2)维持上皮组织结构完整和健全，促进上皮细胞糖蛋白合成缺乏：粘膜干燥，干眼病泪腺分泌障碍12/16/20192.维生素D（1）化学结构：类固醇衍生物12/16/2019D3（胆钙化醇）活性形式：1,25-(OH)2-D3胆固醇动物性食物7-脱氢胆固醇VitD31,25-(OH)2-D325-(OH)-D3靶细胞（肠、骨骼、肾）uv肾肝12/16/201912/16/2019（2）生物化学功能及缺乏病调节钙、磷代谢。促进Ca、P吸收：使血Ca、血P↑，维持血液正常的钙、磷浓度，促进钙化，使牙齿、骨骼发育正常。缺乏：佝偻病（小儿)，软骨病或骨质疏松（成人)佝偻病：骨质软弱，膝关节发育不全，两腿形成内曲或外曲畸形。12/16/201912/16/2019生育酚或抗不育维生素，8种，4种（α、β、γ、δ-生育酚）较重要，α-生育酚效价最高。3.维生素E（1）化学结构：苯骈二氢吡喃衍生物12/16/2019（2）生物化学功能及缺乏病1)与生殖功能有关缺乏：生殖系统上皮细胞毁坏，雄性睾丸退化，不产生精子，雌性流产或胎儿被溶化吸收。2)保护生物膜：去除自由基，防止脂质过氧化3)抗衰老、防癌及增强免疫作用缺乏：肌肉（包括心肌）萎缩，形态改变，代谢反常。血胆固醇水平增高，红细胞破坏，发生贫血。12/16/20194.维生素K（1）化学结构：2-甲基-1,4萘醌衍生物12/16/2019（2）生物化学功能及缺乏病主要作用促进血液凝固缺乏：凝血时间延长，皮下、肌肉、胃肠出血。成人：不易，来源广泛，肠道能合成新生婴儿：肠内无菌，不能合成，身体本身又无贮存，易因维生素K缺乏而出血，出生前增加母体维生素K含量。有维生素K缺乏病状的人，必伴有其他生理功能不正常的情况，如胆管阻塞，或因肠道疾病妨碍维生素K吸收。12/16/2019Vit别名生理功能缺乏症A视黄醇合成视紫红质夜盲症、干眼病D钙化醇促进钙磷吸收佝偻病、软骨病E生育酚抗氧化治疗习惯性流产K凝血Vit合成凝血因子凝血时间延长脂溶性维生素小结12/16/2019特点：1、组织内浓度恒定2、肝内最丰富3、体内不易储存4、无中毒症：过多即随尿排出三.水溶性维生素12/16/2019维生素B族包括：B1、B2、B6、B12、PP、泛酸、叶酸、生物素等。构成辅酶成分，参与物质代谢，1.维生素B1：又称硫胺素（Thiamine）（1）化学结构：由一含S的噻唑环和一含NH2的嘧啶环组成。12/16/2019121212/16/2019（2）生物化学功能及缺乏病功能：肝中与焦磷酸（PP）结合形成Thiaminepyrophosphate（TPP）硫胺素+ATPMg2+硫胺素激酶TPP+AMP12/16/2019焦磷酸硫胺素12/16/2019①.TPP是-酮酸脱氢酶系辅酶，参与-酮酸的氧化脱羧，以辅酶方式参加糖的分解代谢。（功能部位在噻唑环的C2上。)②促进年幼动物的发育。维生素B1促进肠胃蠕动，增加消化液的分泌，因而能促进食欲。③保护神经系统。促进糖代谢，为神经活动提供能量，又能抑制胆碱酯酶的活性。12/16/2019缺乏症：①丙酮酸、乳酸堆积，神经肌肉兴奋性异常，脚气病（多发性神经炎）及中枢神经糖代谢失常。②抑制胆碱酯酶，胃肠蠕动缓慢，消化不良。(肠胃糖代谢失常)12/16/2019（1）化学结构:2.维生素B2核黄素（riboflavin），在自然界多与蛋白质结合成黄素蛋白核糖醇与6，7—二甲基异咯嗪缩合物12/16/2019H2C—C—C—C—CHOHOHOHOHHHHH1′2′3′4′5′NNNCCONHOCH3CH31234578910核糖醇基异咯嗪基12/16/2019VB2+ATP→F