酶

考研414统考之生物化学笔记整理，酶是由活细胞产生的、对其底物具有高度特异性和高度催化效能的蛋白质或RNA。

酶

• 基本概念和作用特点
  • 酶是由细胞产生的一类具有催化活性的生物大分子
  • J. summer 从刀豆中分理处脲酶结晶，证明酶是蛋白质
  • 核酶的发现
  • 作用特点（4点）
    • 催化效率高
    • 高度专一性
    • 活力受到严格调节
    • 反应条件温和
• 化学本质
  • 除少数具有催化活性的RNA分子外，所有的酶都以蛋白质为主要成分
  • 依据（5点）
    • 相似元素组成相对分子质量范围
    • 胶体性质
    • 两性性质可电泳分离
    • 酸碱水解得氨基酸，水解失活，颜色反应
    • 变性失活
• 酶的国际分类和命名
  • 习惯命名法
  • 系统命名法
  • 国际分类编号方案
    • 编号同时分为六类
      • 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
• 酶的作用机制
  • 酶的活性中心
    • 辅酶、辅基往往是活性中心组成部分
    • 功能部位（2个）
      • 识别、结合特定底物
        • 底物专一性
      • 催化部位
        • 催化效率
    • 特点（4点）
      • 占很小一部分
      • 三维实体
      • 柔性
      • 凹穴
  • 酶的专一性和高效性机制
    • 专一性
      • 锁钥模型（早）
      • 诱导契合学说（晚）
        • 酶构象变化
    • 高效性
      • 实质
        • 降低反应活化能
      • 因素（6点）
        • 邻近与定向效应
        • 诱导契合
        • 酸碱催化
        • 共价催化
        • 金属离子催化
        • 酶活性中心的疏水微环境
• 酶的活力测定和分离纯化
  • 酶活力测定基本原则（3点）
    • 初速度v0
      • 曲线平衡原因（3点）
        • 逆反应速率上升
        • 产物反馈抑制
        • 酶失活
    • 底物浓度大大超过酶量
    • 最适条件
  • 酶活力的表示（3种）
    • 酶活力单位（IU）
      • 酶量
    • 酶比活
      • 酶制品纯度
    • 酶转换数（Kcat）
      • 酶催化效率
  • 酶分离纯化参照蛋白质
    • 要点是保持酶的活性
• 酶促反应动力学
  • 底物浓度对酶促反应速率的影响
    • 酶促反应速率v0与底物浓度【s】
      • 双曲线
    • 米氏方程
      • v0=Vmax【s】/Km+【s】
        • 变形形式：1/v0＝Km/Vmax×【s】 + 1/Vmax
          • 图像横轴-1/Km
          • 图像纵轴1/Vmax
      • Km的意义（4点）
        • 酶促反应最大速度一半时的底物浓度（物理意义）
        • 亲和力
          • Km值越大，亲和力越小
        • Km最小--最适底物
        • 判断反应、代谢方向
  • 温度对酶促反应速率的影响
    • 温度升高，活化底物分子增加，速率加快
    • 过高酶变性
  • pH对酶促反应速率的影响
    • 酶构象稳定性
    • 酶解离状态
    • 底物解离
  • 抑制剂对酶促反应速率的影响
    • 可逆抑制
      • 抑制剂与酶非共价结合
        • 竞争性抑制
          • 抑制剂似底物
            • Vmax不变，Km增大
              • 增加底物浓度解除抑制
        • 非竞争性抑制
          • 三元复合物
            • Vmax变小，Km不变
              • 适量巯基乙醇解除抑制
        • 反竞争抑制
          • ESI复合物
            • Vmax变小，Km降低
    • 不可逆抑制
      • 抑制剂与酶共价结合
        • 透析、超滤不可解除抑制
• 酶活性的调节
  • 别构调节
    • 别构酶，非催化部位，可逆非共价结合，构象变化，调节灵敏
    • 别构酶的v0-【s】曲线
      • S型
    • 别构酶的特点（3点）
      • 寡聚酶，常多个调节部位
      • 非共价结合，可逆调节
      • S型曲线
  • 共价调节
    • 酶分子某基团受到共价修饰使酶活性变化
      • 促进或抑制
    • 下游底物一类酶，极大调控作用
    • 可逆共价修饰调节特点（2点）
      • 级联反应放大信号，快速调节
      • 细胞信号转导系统
  • 酶原激活
    • 无活性的酶前体即酶原
      • 生物体调控酶活性重要方式
  • 调节蛋白
    • 如钙调蛋白CaM
  • 同工酶
    • 催化同种化学反应的一组酶
• 维生素和辅酶
  • 维生素B1
    • 硫胺素，可转化为焦磷酸硫胺素（TPP）--脱羧酶辅酶
  • 维生素B2
    • 核黄素，以FMN、FAD形式存在--脱氢酶辅基--传递2H
  • 维生素B3
    • 维生素PP，包括烟酸和烟酰胺，烟酰胺可转化成NAD和NADP--NAD+和NADP+--脱氢酶辅酶--传递一个氢负离子
  • 维生素B5
    • 泛酸，转化为CoA或ACP（酰基载体）参与脂肪酸代谢
  • 维生素B6
    • 磷酸吡哆醛--转氨酶辅酶
  • 维生素B7
    • 生物素，羧化酶辅基
      • 常吃生鸡蛋缺乏
  • 维生素B11
    • 叶酸，四氢叶酸--转移酶辅酶
  • 维生素B12
    • 钴胺素--多种变位酶辅基
  • 硫辛酸
    • 脱氢酶辅基
  • 维生素C
    • 抗坏血酸
  • 维生素A
    • 视黄醇
  • 维生素D
    • 类固醇衍生物，抗佝偻病
  • 维生素E
    • 生育酚，抗氧化剂和自由基清除剂
  • 维生素K
    • 凝血维生素
• 酶工程
  • 化学工程技术或基因重组技术
  • 应用（5点）
    • 微生物发酵获酶
    • 固定化酶
    • 基因工程生产克隆酶
    • 定点突变突变酶
    • 全新设计优质酶