酶与酶促反应思维导图

下面的这份思维导图是关于生物化学酶与酶促反应的知识点的整合，分子结构与功能、影响酶促反应的因素、工作原理、酶的调节、酶在医学上的应用等内容都可以在下图中找到相关知识点。

酶与酶促反应

• 影响酶促反应的因素
  • 底物浓度
    • p
  • 酶浓度
    • 当底物足够时，酶浓度对酶促反应速率的影响呈直线关系
  • 温度
    • 温度对酶促反应速率有双重影响 将酶促反应速率最大是时反应的体系温度，称为酶的最适温度 最适温度不是酶的特征性常数
  • PH
    • 酶催化活性最高时反应体系的pH，称为酶促反应的最适PH 最适PH不是酶的特征性常数
  • 抑制剂
    • 不可逆性抑制
      • 与酶活性中心的必需基团共价结合
      • 有机磷农药
        • 敌百虫 敌敌畏 乐果 马拉硫磷
        • 作用机制
          • 抑制胆碱酯酶
        • 解毒剂
          • 阿托品 解磷定
      • 重金属离子
        • Hg2+ Ag+ Pb2+ As3+
        • 作用机制
          • 抑制酶的巯基
        • 解毒剂
          • 二巯基丙醇
      • 路易斯气
        • 砒霜的气态
        • 作用机制
          • 抑制酶的巯基
        • 解毒剂
          • 二巯基丙醇
    • 可逆性抑制
      • 与酶非共价结合
      • 竞争性抑制
        • 作用机制
          • 抑制剂与底物竞争酶的活性中心
        • 抑制剂去除方法
          • 可用透析、超滤方法去除抑制剂
        • 例子
          • 丙二酸抑制琥珀酸脱氢酶 磺胺药抑制二氢蝶酸合酶
        • 表观Km
          • 增大
        • 最大速度Vmax
          • 不变
      • 非竞争性抑制
        • 作用机制
          • 抑制剂与酶活性中心外的必需基团结合
        • 抑制剂去除方法
          • 可用透析、超滤方法去除抑制剂
        • 例子
          • 亮氨酸抑制精氨酸酶 哇巴因抑制钠泵 麦芽糖抑制α淀粉酶
        • 表观Km
          • 不变
        • 最大速度Vmax
          • 降低
      • 反竞争性抑制
        • 作用机制
          • 抑制剂与酶和底物形成的中间产物结合
        • 抑制剂去除方法
          • 可用透析、超滤方法去除抑制剂
        • 例子
          • 苯丙氨酸对胎盘碱性磷酸酶的抑制
        • 表观Km
          • 减小
        • 最大速度Vmax
          • 不变
  • 激活剂
    • 酶有无活性变为有活性的物质
    • 必需激活剂
      • 大多数是金属离子 反应中不变
    • 非必激活剂需
      • 例如Cl-是唾液淀粉酶的非必需激活剂
• 酶的调节
  • 快速调节
    • 别构调节
      • 与酶活性中心外非共价可逆结合
      • 特点
        • p p
    • 化学修饰
      • 与某些化学基团共价结合
      • 例子
        • 磷酸化和脱磷酸化 乙酰化和脱乙酰化 甲基化和脱甲基化 腺苷化和脱腺苷化 -SH -S-S-
    • 酶原的激活
      • 酶活性中心形成和暴露的过程
      • 例子
        • p
  • 缓慢调节
    • 酶含量调节
    • 合成阻遏
      • 转录水平调节，缓慢长效
    • 酶降解
      • 溶酶体途径
        • 膜结合蛋白，长半寿期蛋白，cell外蛋白
      • 胞质途径
        • 异常，损失蛋白，短半寿期蛋白
• 酶在医学上的应用
  • 疾病引起酶含量异常
  • 酶活性的改变可作为疾病诊断
    • 急性肝炎时血清谷丙转氨酶升高 急性胰腺炎时血、尿淀粉酶升高
  • 酶可用于疾病治疗
• 工作原理
  • 特点
    • 极高的催化效率
    • 高度的特异性
    • 可调节性
    • 不稳定性
  • 酶通过促进底物形成过渡态提高反应速率
    • 更有效降低反应的活化能
    • 与底物结合形成中间产物
    • 催化机制呈多元催化作用
• 分子结构与功能
  • 基本概念
    • 定义
      • 是催化特定反应的蛋白质，是一种生物催化剂
  • 分类
    • 单纯酶
      • 水解后仅有氨基酸组分
    • 结合酶
      • 酶蛋白
        • 物质成分
          • 蛋白质
        • 结合特点
          • 一种酶与一种辅因子结合成全酶
        • 参与反应
          • 催化一定的化学反应
        • 特性
          • 决定酶促反应的特异性和催化机制
      • 辅因子
        • 物质成分
          • 非蛋白质
        • 结合特点
          • 一种辅因子可与不同的酶蛋白结合形成不同的全酶
        • 参与反应
          • 催化不同的化学反应
        • 特性
          • 决定酶促反应的类型
        • 分类
          • 辅酶
            • 结合
              • 松弛（非共价键）
            • 去除
              • 可用透析、超滤的方法去除
            • 成分
              • 小分子有机物，NAD+、NADP+
          • 辅基
            • 结合
              • 紧密（共价键）
            • 去除
              • 不能用透析、超滤的方法去除
            • 成分
              • 金属离子、小分子有机物、FAD、FMN
    • 同工酶
      • 定义
        • 催化相同的化学反应
      • 生化意义
        • 诊断疾病
        • 临床诊断
        • 遗传分析研究
      • 测定
        • 乳酸脱氢酶
          • LDH1——LDH5 心肌LDH1最高 骨骼肌LDH3最高 肝脏LDH5最高
        • 肌酸激酶
          • 脑中含CK1 心肌中含CK2 骨骼肌中含CK3
  • 酶的活性中心
    • 定义
      • 酶分子中能与底物特异性结合并催化底物转换为产物的特定三维结构区域 疏水口袋
    • 组成
      • 辅酶和辅基
        • 往往是酶活性中心的组成成分
      • 必需集团
        • 常见的
          • 丝氨酸残基羟基 组氨酸残基的咪唑基 半胱氨酸残基的巯基 酸性氨基酸残基的羟基
        • 酶活性中心内
          • 分类
            • 结合基团
              • 识别与结合底物和辅酶
            • 催化基团
              • 影响底物化学键的稳定性
        • 酶活性中心外
          • 不直接参与 维持酶活性中心的空间构象和作为调节剂的结合部位所必需