生物化学与分子生物学—酶

第三章酶第一节酶的分子结构和功能酶:是由活细胞产生的/对其底物具有高度特异性和高度催化效能的蛋白质。（本质是具有催化活性的蛋白质）生物催化剂：是由活性细胞产生的具有催化作用蛋白质和核酸，包括酶、核酶、脱氧核酶等。辅助因子：包括无机金属离子及小分子有机物及金属有机物（辅酶）名称概念说明酶由活细胞合成，对其特异性底物起高效催化作用的蛋白质。。。单体酶由单一亚基构成的酶（仅具有三级结构的酶）牛胰核糖核酸酶A、溶菌酶、羧肽酶A寡聚酶由多个相同或不同的亚基以非共价键连接组成的酶蛋白激酶A、磷酸果糖激酶-1多酶复合物/体系由几种具有不同催化功能的酶彼此聚合形成丙酮酸脱氢酶复合物多功能酶/串联酶一些多酶体系在进化过程中，由于基因的整合，多种不同催化功能存在于一条多肽链中嘧啶核苷酸从头合成的酶单纯酶仅由肽链构成的酶脲酶、淀粉酶、酯酶、核酸酶结合酶由酶蛋白和辅助因子组成的酶全酶：酶蛋白与辅助因子结合在一起；二者单独存在时无催化活性。。。辅助因子①金属离子为主的无机物②辅酶：小分子有机物辅基：与酶蛋白以共价键结合的辅酶其他金属酶金属离子为辅助因子，与酶结合紧密，提取过程中不易丢失。其金属离子不作为连接金属酶与底物的桥梁。黄嘌呤氧化酶金属激活酶金属离子为辅助因子，但与酶结合疏松，可逆结合。其中的金属离子可作为连接激活酶与底物的桥梁。可用透析或超滤的方法除去？？己糖激酶、肌酸激酶酶必需基团酶分子中氨基酸残基的侧链由不同的化学集团组成，其中一些与酶的活性密切相关的化学基团酶活性中心或称活性部位(activesite)，指必需基团在空间结构上彼此靠近，组成具有特定空间结构、能与底物特异结合并将底物转化为产物的区域。同工酶(isoenzyme)指催化相同的化学反应，但酶蛋白的分子结构、理化性质乃至免疫学性质不同的一组酶（一级结构上存在差异，但其活性中心的三维结构相同或相似）动物的乳酸脱氢酶(LDH):催化乳酸与丙酮酸之间的氧化还原反应金属离子作为辅助因子的作用：①酶活性中心的组成部分②连接酶与底物的桥梁③中和电荷④与酶结合可稳定酶的空间构象。辅酶1：NAD+酶对底物的亲和力越大，Km值越小。酶的活性中心是酶分子执行其催化功能的部位辅助因子常参与酶活性中心的组成。酶的活性中心具有三维结构，往往形成裂缝或凹陷。这些裂缝或凹陷由酶的特定空间构象所维持，深入到酶分子内部，且由氨基酸残基的疏水基团组成，形成疏水“口袋”。单纯酶与结合酶的活性中心活性中心单纯酶酶分子在三维结构上比较接近的少数几个氨基酸残基，通过肽链的盘绕、折叠而在空间构象熵相互靠近；活性中心常见必需基团：His残基的咪唑基、Ser残基的羟基、Cys残基的巯基、Glu残基的γ-羧基结合酶辅酶分子或辅酶分子上的某一部分结构往往就是活性中心的组成部分酶单纯酶（分子结构仅由氨基酸组成）结合酶（conjugatedenzyme）酶蛋白（决定酶促反应的特异性及其催化机制）辅助因子（决定酶促反应的性质和类型）金属离子为主的无机物辅酶coenzyme（小分子有机物）辅基（与酶蛋白以共价键结合的辅酶，不能用透析或超滤的方法去除。）其他必需基团活性中心内的结合基团（识别与结合底物和辅酶，形成酶-底物过渡态复合物）催化基团（影响底物中的某些化学键的稳定性，催化底物发生化学反应）活性中心外的不参与催化作用。维持酶活性中心的空间构象和（或）作为调节剂的结合部分所需。第二节酶的工作原理（一）酶促反应的特点1.极高的效率：降低反应的活化能，但不改变反应的平衡点2.高度的特异性①绝度的专一性：仅作用于特定结构的底物，进行一种专一的反应，生成一种特定的产物。如脲酶和琥珀酸脱氢酶。②相对的专一性：作用于一类化合物或一种化学键。如脂肪酶、磷酸酶、蛋白酶等。3.酶促反应的可调节性①酶量调节②酶的活性调节③改变底物浓度进行调节（二）酶促反应机制的诱导契合假说酶与底物接近时二者相互诱导、相互形变、相互适应。酶促反应的机制很复杂，在酶的活性中心内底物可发生邻近效应和定向排列，酶对底物可进行酸-碱多元催化，底物在酶活性中心的疏水性“口袋”里发生表面效应。第三节酶促反应动力学（一）底物浓度对酶促反应速率的影响是呈矩形双曲线1.Km值的含义：酶促反应速率为最大速率一半时的底物浓度。①是酶的特征性常数之一，只与酶的结构、底物和反应环境有关，与酶的浓度无关。②可用来表示酶与底物的亲和力。Km值越小，酶与底物的亲和力越大，表示不需要很高的底物浓度就可容易达到最大反应速度。反之亦然。2.Vmax是酶完全被底物饱和时的反应速率（初速度），与酶浓度呈正比。3.Km与Vmax的测定