酶、维生素

这是一个关于酶、维生素的思维导图，梳理了酶的活性中心、酶与一般催化剂对比、酶的调节、酶促反应速率相关方程、抑制剂以及结合酶/复合酶/全酶和维生素等方面的知识。

酶、维生素

• 酶的活性中心（2000）
  • 必需基团
    • 在活性中心内：催化、结合
    • 在活性中心外：稳定酶的构象，作为某些物质的结合部位
  • 同工酶：活性中心类似（催化相同反应），但其它特性不同（1998，2001，2006）
• 酶 VS 一般催化剂（2007）
  • 催化效率更高：更有效地降低反应活化能
  • 导导致产物：底物的改变朝向产物
  • 邻近效应与定向排列：使诸底物正确定位在活性中心
  • 表面效应：防止形成水化膜
  • 多元化（2010）：酸化（质子转移）、共价（亲核/亲电子）
  • 特异性更高（2019）：绝对（特定结构）、立体异构（旋光性）、相对（化学键）
  • 不稳性高：反应条件更温和关键酶可被调节
• 调节（2008，2013，2018）
  • 快速（活性）
    • 变构调节（1999，2004）
      • S曲线
      • 改变酶的构象（非共价键变化）、代谢物反馈调节（与活性中心外必需基团可逆结合）
    • 化学修饰（2002，2012）
      • 酶的两种活性构象应不同活性（可逆共价键变化）、激素（消耗ATP，有放大效应）
      • 举例：去/磷酸化（主要，2012）、去/乙酰化、去/甲基化、去/糖苷化、-SH与-S-S-互变
    • 酶原激活—— 水解特定肽键形成或暴露活性中心
  • 慢速（含量）：合成（诱导和阻遏）、降解
• 酶促反应速率/米曼氏方程（1997，2000，2003，2005，2008，2013）
  • 矩形双曲线：V = (Vmax·S) / (Km+S)
  • Km：V = 1/2Vmax时底物浓度，Km越小-亲和力越强、与酶浓度无关
  • 最适温度、最适pH（改变酶蛋白状态）：酶活性最大
• 抑制剂
  • 不可逆—— 重金属：与蛋白酶的巯基等共价结合
    • 有机磷农药；与胆碱酯酶丝氨酸的羟基共价结合
  • 可逆
    • 竞争
      • 结构相似
        • 结合部位相同、活性中心内的结合基团
        • 抑制效应与它们浓度有关
      • Km↑、Vm不变
        • 丙二酸抑制琥珀酸脱氢酶（2014）
        • 磺胺抑制二氢蝶酸合酶（2004，2018）
        • 核苷酸抗代谢物
    • 非竞争
      • 结构不相似
        • 结合部位不同、活性中心外的必需基团
        • 抑制效应与底物浓度无关
      • Km不变、Vm↓
        • 亮氨酸抑制糖氨酶
        • 哇巴因抑制钠泵
        • 麦芽糖抑制α-淀粉酶
    • 反竞争
      • 结构不相似
        • 结合部位不同
        • 抑制效应随底物浓度增大而增大
      • Km↓、Vm↓
        • 苯丙氨酸抑制胎盘型碱性磷酸酶
• 结合酶/复合酶/全酶（2002）
  • 酶蛋白：决定特异性（1999）
    • 可作为活性中心内的组成成分（使底物与催化基团形成正确的空间排列）
    • 可作为活性中心内连接酶与底物的桥梁
    • 可与辅离子产生静电斥力（利于底物和酶的结合）
    • 可促进底物的裂解
  • 辅因子：决定类型（2009）
    • 金属离子
      • VitB—— 传递电子、氢、基团（如甲基）
• 维生素
  • 含辅酶时的辅因子：FAD（VitB2）、NAD（VitPP）、NADP（VitPP）、CoA（VitB5）、ACP（VitB5）等（1996，2011）
  • 抗氧化：VitA/E等（2013）
  • 脂溶性：VitA/D/E/K（排泄少、易蓄积）
  • VitPP/VitB3/烟酸/尼克酸（色氨酸可转变为烟酸）
    • 抑制脂肪动员→VLDL合成↓→治疗高胆固醇血症
    • 扩张血管、胃肠不适
  • 缺乏
    • VitA：暗适应时间延长、夜盲症（2013）
    • VitB1：脚气病
    • VitB12、叶酸：巨幼贫
    • VitPP：癞皮病
    • VitC：坏血病
    • VitD：佝偻病
    • VitE：溶血性贫血、神经功能障碍
    • VitK：易出血