酶与酶促反应

这是一篇关于酶与酶促反应的思维导图，主要内容有酶促反应动力学、酶的调节、酶的工作原理、酶的分子结构与功能。

酶与酶促反应

• 酶促反应动力学
  • 底物浓度对酶促反应速率的影响呈矩形双曲线——只适用于单底物反应的米-曼方程：v=(Vmax[S])/Km+[S]
    • Km等于酶促反应速率为最大反应速率一半时的底物浓度；是酶的特征性常数；在一定条件下可表示酶对底物的亲和力
  • 温度对酶促反应速率的影响具有双重性
    • 高温可以使酶变性
  • 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
    • 强酸强碱都可以使酶变性，也具有双重性
  • 抑制剂
    • 降低酶促反应速率
    • 不可逆性抑制剂
      • 与酶活性中心的必需基团共价结合
        • 应用：有机磷农药使胆碱酯酶失活
          • 解药：阿托品，解磷定
        • 路易士气使巯基酶失活
          • 解药：二巯基丙醇
    • 可逆性抑制剂
      • 与酶非共价结合
      • 竞争性抑制剂
        • 与底物竞争酶的活性中心
          • Km变小，Vmax不变
            • 磺胺类药物抑菌机制（服用药物时必须保证足够的药物浓度）
      • 非竞争性抑制剂
        • 结合酶活性中心之外的调节位点
          • Km不变，Vmax变小
      • 反竞争性抑制剂
        • 结合酶活性中心之外的调节位点
          • Km变小，Vmax变小
  • 激活剂：大多为金属离子
    • 提高酶促反应速率
• 酶的调节
  • 酶活性的调节——快速调节
    • 别构效应通过改变酶的构象实现
    • 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实现
    • 酶原的激活（大多通过蛋白酶的水解作用，使酶的活性中心暴露）
  • 酶含量的调节——缓慢调节
    • 诱导或阻遏酶蛋白合成
    • 酶的降解
• 酶的工作原理
  • 酶具有不同于一般催化剂的显著特点
    • 具有极高的催化效率
    • 具有极高的特异性
      • 绝对特异性
        • 只作用于特定结构的底物分子
      • 相对特异性
        • 作用于特定的化学键或者基团
    • 具有可调节性
    • 具有不稳定性
  • 活化能
    • 1mol反应物从基态转变成过渡态所需要的自由能，是化学反应的能障，化学反应速率的内因
    • 酶与底物形成中间产物
      • 诱导契合假说
      • 邻近效应与定向排列
      • 表面效应
• 酶的分子结构与功能
  • 酶的存在形式
    • 单体酶
    • 寡聚酶
    • 多酶体系
    • 多功能酶
  • 酶的分子组成中常含有辅因子
    • 多为小分子的有机化合物（多为B族维生素的衍生物或卟啉化合物）或金属离子。往往是酶活性中心的组成成分
    • 辅酶
      • 与酶蛋白以非共价键相连
    • 辅基
      • 与酶蛋白以共价键相连
    • 主要参与传递电子，质子（或基团）或起运载体的作用
  • 酶的活性中心是酶分子执行其催化功能的部位
    • 酶活性中心内的必需基团
      • 结合基团
      • 催化基团
  • 同工酶催化相同的化学反应
    • 同工不同功
• 酶的化学修饰
  • 磷酸化和去磷酸化（大多数）
  • 乙酰化和去乙酰化
  • 甲基化和去甲基化
  • 腺苷化和去腺苷化
  • -SH与-S-S互变
• 酶是一类生物催化剂，它能通过降低反应的活化能加快反应速率，但不改变反应的平衡点。
• 酶的分类与命名
  • 氧化还原酶类——例如：细胞色素氧化酶
  • 转移酶类——例如：甲基转移酶
  • 水解酶类——例如：蛋白酶
  • 聚合酶类——例如：水化酶
  • 异构酶类——例如：异构酶
  • 连接酶类——例如：氨基酰-tRNA合成酶