酶与酶促反应

生物化学与分子生物学之酶与酶促反应笔记，包括酶的分子结构与功能、酶的工作原理、酶的调节、酶促反应动力学等内容。

酶与酶促反应

• 酶的分子结构与功能
  • 化学本质
    • 蛋白质
  • 分类
    • 分子组成
      • 单纯酶
      • 缀合酶
        • 酶蛋白
          • 决定酶促反应的特异性及催化机制
        • 辅因子
          • 决定酶促反应的类型
            • 多为小分子的有机化合物或金属离子
              • 辅酶
                • 通过非共价键与酶蛋白结合
              • 辅基
                • 通过共价键与酶蛋白结合
  • 酶的活性中心
    • 辅酶和辅基是酶活性中心的组成部分
      • 酶的必需基团
        • 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
          • 催化底物变为产物
  • 同工酶
    • 概念
    • 生理及临床意义
• 酶的工作原理
  • 酶与一般催化剂的共同点
    • (1)
    • （2）
    • (3)
  • 酶具有不同于一般催化剂的显著特点
    • 酶对底物具有极高的催化效率
    • 酶对底物具有高度的特异性
      • 相对特异性
      • 绝对特异性
    • 酶具有可调节性
    • 酶具有不稳定性
  • 反应速率
    • 降低活化能
    • 酶与底物结合形成中间产物
      • 诱导契合作用使酶与底物密切结合
      • 邻近效应与定向排列使诸底物正确定位于酶的活性中心
      • 表面效应使底物分子去溶剂化
    • 多元催化作用
• 酶促反应动力学
  • 概念
  • 底物浓度对酶促反应速率的影响呈矩形双曲线
    • 米-曼方程
    • Km与Vmax是重要的酶促反应动力学参数
      • Km值等于酶促反应速率为最大酶促反应速率一半时的底物浓度
      • Km值是酶的特征性常数
      • Km在一定条件下可以表示酶对底物的亲和力
      • Vmax=K3【Et】
      • 酶的转换数
    • Km与Vmax常通过林-贝作图法求取
  • 底物足够时酶浓度对酶促反应反应速率的影响呈直线关系
  • 温度对酶促反应速率的影响具有双重性
  • pH通过改变酶分子及底物分子的解离状态影响酶促反应速率
  • 抑制剂可以降低酶促反应速率
    • 不可逆性抑制剂与酶共价结合
      • 非可逆性抑制剂和酶活性中心的必需基团共价结合，使酶失活
    • 可逆性抑制剂与酶非共价结合
      • 竞争性抑制剂与底物竞争结合酶的活性中心
        • 动力学特点
          • Vmax不变
          • Km增大
      • 非竞争性抑制剂结合活性中心之外的调节位点
        • 动力学特点
          • Vmax降低
          • Km不变
      • 反竞争性抑制剂的结合位点由底物诱导产生
        • 动力学特点
          • Vmax降低
          • Km降低
  • 激活剂可以提高酶促反应速率
    • 酶的激活剂
      • 概念
• 酶的调节
  • 酶活性的调节是对酶促反应速率的快速调节
    • 別构效应剂通过改变酶的构象而调节酶的活性
      • 别构酶
      • 别构效应剂
        • 别构效应剂
        • 别构抑制剂
      • 别构部位
    • 酶的化学修饰调节是通过某些化学基团与酶的共价可逆结合来实现
      • 最常见的形式是磷酸化与去磷酸化
    • 酶原需要通过激活过程才能转变为有活性的酶
      • 酶原
        • 概念
        • 激活的实质
  • 酶含量的调节是对酶促反应速率的缓慢调节
    • 酶蛋白合成可被诱导或阻遏
    • 酶的降解与一般蛋白质降解途径相同
• 酶的分类与命名
  • 酶可根据其催化的反应类型分类
    • 氧化还原酶类
    • 转移酶类
    • 水解酶类
    • 裂合酶类
    • 异构酶类
    • 连接酶类
  • 每一种酶都有系统名称和推荐名称
• 酶在医学中的应用
  • 酶与疾病的发生，诊断及治疗密切相关
    • • 许多疾病与酶的质和量的异常有关
        • 酶的先天性缺陷是先天性疾病的重要病因之一
        • 一些疾病引起酶活性或量的异常
      • 体液中酶活性的改变可以作为疾病的诊断指标
      • 某些酶可以作为药物用于疾病的治疗
        • 作为助消化的药物
        • 用于清洁伤口和抗炎
        • 具有溶解血栓的疗效
  • 酶可作为试剂用于临床检验和科学研究
    • 可作为酶偶联测定法中的指示酶或辅助酶
    • 可作为酶标记测定法中的标记酶
    • 成为基因工程常用的工具酶