酶

这是一篇关于酶的思维导图，主要内容包括：酶的分子结构与催化功能，酶促反应的特性，酶促反应动力学，酶的命名及分类，酶与医学的关系。

酶

• 酶的分子结构与催化功能
  • 酶的分子组成
    • 酶的分子组成分为单纯酶和结合酶：前者仅含氨基酸（如脲酶）；后者由酶蛋白（决定专一性）和辅助因子（如金属离子、辅酶）组成，两者结合成全酶才具活性。
  • 酶的活性中心
    • 酶的活性中心是其分子中直接与底物结合并催化反应的特定空间区域，含结合基团（识别底物）和催化基团（促进化学键断裂 / 形成），多由氨基酸残基侧链基团构成，空间构象对活性至关重要。
  • 酶的催化作用机制
    • 酶通过邻近效应与定向排列、诱导契合改变底物构象、酸碱催化（供 / 受质子）、共价催化（形成中间产物）及金属离子催化等机制，降低反应活化能，加快反应速率。
• 酶促反应的特性
  • 高效性
    • 催化效率远高于无机催化剂
  • 特异性
    • 一种酶仅作用于特定底物
  • 调节性
    • 活性受温度、pH、抑制剂 / 激活剂等因素调控
• 酶促反应动力学
  • 底物浓度对反应速率的影响
    • 底物浓度较低时，反应速率随浓度升高呈正比增加（一级反应）；达到一定浓度后，酶被饱和，速率达最大值（零级反应），符合米氏方程规律。
  • 酶浓度对反应速率的影响
    • 在底物充足时，酶浓度与反应速率呈正比（一级反应），因酶分子越多，活性中心结合底物概率越高，催化效率随浓度增加线性上升。
  • 温度对反应速率的影响
    • 温度通过双重作用影响反应速率：低温抑制酶活性使速率降低，适温（如人体 37℃）时催化效率最高，高温则因酶变性失活致速率骤降。
  • PH对反应速率的影响
    • pH 通过改变酶活性中心构象及底物解离状态影响速率，存在最适 pH 值（如胃蛋白酶 1.5），偏离时活性下降，过酸过碱可致酶变性失活。
  • 抑制剂对反应速率的影响
    • 抑制剂降低反应速率，可逆抑制可恢复，不可逆抑制永久失活。
  • 激活剂对反应速率的影响
    • 激活剂可增强酶活性，提高反应速率
• 酶的命名及分类
  • 命名
    • 习惯命名法：根据底物（如淀粉酶）、功能（如氧化酶）或来源（如胃蛋白酶）命名，简单直观但缺乏系统性。
    • 2. 系统命名法：标明底物和反应类型，用 “：” 分隔，如乳酸：NAD⁺氧化还原酶（催化乳酸脱氢生成丙酮酸）。
  • 分类
    • 氧化还原酶类：催化氧化还原反应（如乳酸脱氢酶）。 转移酶类：转移功能基团（如转氨酶）。 水解酶类：催化水解反应（如淀粉酶）。 裂合酶类：断裂化学键并生成双键（如醛缩酶）。 异构酶类：催化同分异构体转化（如葡萄糖异构酶）。 合成酶类（连接酶类）：消耗 ATP 合成化学键（如 DNA 连接酶）。
• 酶与医学的关系
  • 疾病诊断：血清中酶活性异常可辅助诊断，如心肌梗死时肌酸激酶升高，肝癌时碱性磷酸酶升高。 治疗应用：酶作为药物直接参与代谢调节，如溶栓酶（链激酶）治疗血栓，胃蛋白酶辅助消化。 药物研发：以酶为靶点设计抑制剂，如他汀类抑制 HMG-CoA 还原酶降血脂，逆转录酶抑制剂用于抗 HIV。 遗传代谢病：酶缺陷导致代谢障碍（如苯丙酮尿症缺乏苯丙氨酸羟化酶），需针对性干预。