酶

医学生思维导图——《生物化学》，酶（Enzyme）是一类由活细胞产生的，对其底物具有高度特异性和高度催化效能的蛋白质或RNA分子。酶（Enzyme）是一类由活细胞产生的，对其底物具有高度特异性和高度催化效能的蛋白质或RNA分子。

酶

• 催化剂
  • 改变反应速率，不改变反应平衡点
  • 反应前后本身不发生质和量的变化
  • 形成中间复合物
• 定义
  • 活细胞产生的，对其底物具有高效催化作用和高度特异性的蛋白质。少数化学本质是核酸。
  • 核酶
    • 化学本质是核酸的酶，参与RNA的自身剪切
  • 核酸酶
    • 分解核酸的酶
      • 什么酶，没什么！
        • 引物酶
        • 端粒酶
          • 补偿性延伸端粒
• 酶促反应
  • 特点
    • 高效性
    • 对底物具有高度特异性
      • 绝对专一性
        • 只作用于特定结构的底物，进行特定反应，生成特定产物（一个人）
      • 相对专一性
        • 作用于相同化学键或化学基团的一类化合物（一类人）
    • 可调节性
      • 以适应内外环境的变化
    • 不稳定性
      • 反应条件温和
        • 高温失活（高烧，浑身难受，某些酶失活）
• 概念
  • 单体酶
    • 仅具有三级结构的酶
  • 寡聚酶
    • 多个亚基以非共价键连接
  • • 单纯酶
      • 仅由肽链构成
    • 结合酶
      • 酶蛋白及辅因子组成
    • • 多功能酶（串联酶）
        • 一条多肽链多种催化功能（多个结构域）
      • 多酶体系
        • 多种酶靠彼此聚合形成的复合物
          • 丙酮酸脱氢酶复合体
      • • 同工酶
          • 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
            • 一级结构存在差异，但活性中心的三维结构相同或相似
              • 乳酸脱氢酶（5种）
                • LDH1-心肌 LDH5-肝脏和骨骼肌
              • 己糖激酶
                • 葡萄糖激酶（肝脏）
• 分子组成
  • 单纯酶
  • 结合酶（全酶）
    • 酶蛋白：决定反应特异性（who）
    • 辅助因子 （金属离子或小分子有机化合物「维生素」）
      • 辅基
        • 结合牢固，共价键结合，不易通过透析或超滤除去（好基友一辈子）
      • 辅酶
        • 结合疏松，非共价键结合，容易通过透析或超滤除去
    • 决定反应类型，同一种酶可以有多种辅因子（how）
  • 酶的活性中心
    • 必需基团：一些与酶活性密切相关的基团
      • 位于活性中心内部
        • 结合基团
          • 结合底物和辅酶
        • 催化基团
      • 位于活性中心外部
        • 维持酶活性中心的空间构象 作为调节剂的结合部位所必需
• 酶促动力学
  • 酶的作用机制
    • 降低反应活化能
    • 多元催化
  • 酶与底物
    • 1、诱导契合作用
      • 酶和底物靠近时，酶和底物相互诱导，相互变形和相互适应，最后形成酶-底物复合物
    • 2、邻近效应和定向排列
      • 酶在反应中将各底物结合到酶活性中心，使它们相互接近并形成有利于反应的正确定向关系
    • 3、表面效应
      • 酶的活性中心为疏水“口袋”，让酶促反应在疏水结构中进行，让底物去溶剂化，避免受到周围水分子的影响，利于底物和酶的结合
  • 米氏方程式
    • • Km米氏常数
        • Km值等于酶促反应速率为最大反应速率一半时的底物浓度
          • 表示酶对底物的亲和力，两者呈反比
          • 不同的酶对底物亲和力不同
    • 反应速度与浓度关系的方程式
      • 子主题
• 酶的抑制剂
  • 可逆抑制剂
    • 竞争性抑制剂
      • 丙二酸对琥珀酸脱氢酶的抑制 5-氟尿嘧啶 磺胺类药物对细菌FH2合成酶的抑制—底物：对氨基苯甲酸 氨甲蝶呤抑制
      • Vmax不变，Km升高
      • 与底物结构相似与底物竞争酶活性中心
        • 磺胺类药物竞争性抑制FH2合成酶，抑制细菌DNA的生成，氨甲蝶呤抑制FH2还原酶，抑制FH4的合成，抑制DNA合成
    • 非竞争性抑制剂
      • Vmax下降，Km不变
      • 抑制剂结合酶活性中心之外的调节位点，使抑制剂-酶-底物复合物不能进一步释放出产物
    • 反竞争性抑制剂
      • Vmax下降，Km下降
      • 抑制剂与酶-底物复合物结合，使其不能转变为产物，酶-底物复合物减少，使酶对底物的亲和力增加
  • 不可逆抑制剂
    • 中毒
      • 抑制剂以共价键与酶活性中心的必需基团结合，使酶失活
        • 有机磷杀虫剂
          • 羟基酶
• 酶的调节
  • 酶含量的调节
    • 长期缓慢调节
      • 酶合成的调节
      • 酶降解的调节
      • 基因表达调控
  • 酶活性的调节（快速调节）
    • 酶原激活
      • 实质是酶活性中心的形成或暴露
    • 共价修饰（化学修饰）
      • 酶基团与化学基团可逆地结合改变酶活性
      • 甲乙腺S——（磷酸化与去磷酸化）
    • 别构调节
      • 酶的构象改变
        • 与代谢物（变构剂）与酶活性中心外的部位可逆结合
        • 关键酶-大多具有四级结构-催化亚基（催化底物）和结合亚基（结合变构剂） 单体酶无四级结构
          • 不遵守米氏方程