生物化学第三章 酶与酶促反应②

生物化学第三章 酶与酶促反应②，本章主要介绍了酶的调节以及酶促反应动力学

第三章 酶与酶促反应

• 酶促反应动力学
  • 酶促反应动力学：研究各种因素对酶促反应速率的影响
  • 影响因素包括：酶浓度、底物浓度、pH、温度、抑制剂、激活剂等
  • 1.底物浓度对反应速率影响的作图呈矩形双曲线
    • 在其他因素不变的情况下，底物浓度对反应速率的影响呈矩形双曲线关系
      • 当底物浓度较低时，反应速率与底物浓度成正比；反应为一级反应
      • 随着底物浓度的增高，反应速率不再成正比例加速；反应为混合级反应
      • 当底物浓度高达一定程度，反应速率不再增加，达最大速率；反应为零级反应
    • 米氏方程式
    • Km与Vm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反应速率一半时的底物浓度
      • Km值是酶的特征性常数
        • Km值的大小只与酶的结构、底物和反应环境有关 与酶浓度无关
        • 同一酶对于不同底物有不同的Km值
      • Km可近似表示酶对底物的亲和力
        • Km代表酶对底物的亲和力，Km越大，表示酶对底物的亲和力越小，成反比
      • Vmax是酶完全被底物饱和时的反应速率，与酶浓度成正比
      • 酶的转换数
        • 定义：当酶被底物充分饱和时，单位时间内每个酶分子催化底物转变为产物的分子数
        • 意义：可用来比较每单位酶的催化能力
    • Ｋm值与Ｖmax值可以通过作图法求取
      • 双倒数作图法，又称为 林-贝氏作图法 ，呈直线
  • 2.底物足够时酶浓度对反应速率的影响呈直线关系
  • 3.温度对反应速率的影响具有双重性
    • 酶促反应速率最快时反应体系的温度称为酶促反应的最适温度
    • 酶的活性虽然随温度的下降而降低，但低温一般不使酶破坏。温度回升后，酶又恢复其活性
  • pH通过改变酶和底物分子解离状态影响反应速率
  • 抑制剂可逆地或不可逆地降低酶促反应速率
    • 酶的抑制剂
      • 凡能使酶的催化活性下降而不引起酶蛋白变性的物质称为酶的抑制剂
    • 酶的抑制作用分为
      • 不可逆性抑制
        • 抑制剂通常以共价键与酶活性中心的必需基团相结合，使酶失活
        • 抑制剂不能用透析、超滤等方法去除
        • 有机磷化合物——羟基酶 解毒 -- -- -- 胆碱酯酶抑制剂 解磷定(PAM)
        • 重金属离子及砷化合物 ——巯基酶 解毒 -- -- -- 二巯基丙醇(BAL)
      • 可逆性抑制
        • 类型
          • 竞争性抑制
          • 非竞争性抑制
          • 反竞争性抑制
        • 概念
          • 抑制剂通常以非共价键与酶或酶-底物复合物可逆性结合，使酶的活性降低或丧失
          • 抑制剂可用透析、超滤等方法除去
        • 竞争性抑制作用的抑制剂与底物竞争结合酶的活性中心
          • 定义：抑制剂与底物的结构相似，能与底物竞争酶的活性中心，从而阻碍酶－底物复合物的形成
          • 特点
            • 抑制程度取决于抑制剂与酶的相对亲和力及底物浓度
            • 动力学特点
              • Vmax不变，表观Km增大
          • 例如：丙二酸与琥珀酸竞争琥珀酸脱氢酶
          • 磺胺类药物的抑菌机制
            • 与对氨基苯甲酸竞争二氢叶酸合成酶
        • 非竞争性抑制作用的抑制剂不改变酶对底物的亲和力
          • 定义：抑制剂与酶活性中心外的必需基团相结合，互不影响
          • 特点
            • 底物与抑制剂之间无竞争关系
            • 抑制程度取决于抑制剂的浓度
            • 动力学特点
              • Vmax降低，表观Km不变
        • 反竞争性抑制作用的抑制剂仅与酶-底物复合物结合
          • 定义：抑制剂与酶活性中心外的调节位点结合，当底物与酶结合后，酶才能与抑制剂结合，仅与酶和底物形成的中间产物(ES)结合，使中间产物ES的量下降
          • 特点
            • 抑制剂只与酶－底物复合物结合
            • 抑制程度取决与抑制剂的浓度及底物的浓度
            • 动力学特点
              • Vmax降低，表观Km降低
• 酶的调节
  • 调节对象：关键酶
  • 调节方式
    • 酶活性的调节（快速调节）
      • （一）变构调节
        • 别构效应剂通过改变酶的构象而调节酶活性
          • 代谢物与关键酶分子活性中心外的某个部位可逆结合，使酶发生变构而改变其催化活性，称为酶的别构调节
        • 概念
          • 变构调节
            • 酶的变构调节是体内代谢途径的重要快速调节方式之一
          • 变构效应剂
            • 变构激活剂 ：酶活性增加
            • 变构抑制剂 ：酶活性减弱
          • 正协同效应
            • 效应剂与酶的一个亚基结合，此亚基的变构效应使相邻亚基也发生变构，并增加对此效应剂的亲和力
          • 负协同效应
            • 效应剂与酶的一个亚基结合，此亚基的变构效应使后续亚基的变构降低对此效应剂的亲和力
        • 不具有级联放大效应
      • （二）化学修饰调节
        • 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的
        • 酶的化学修饰是体内快速调节的另一种重要方式
        • 磷酸化与脱磷酸化（最常见）
      • （三）酶原
        • 酶原需要通过激活过程才能产生有活性的酶
        • 酶原激活的机理
        • 酶原存在和酶原激活的意义
          • 消化道蛋白酶以酶原形式分泌可避免胰腺的自身消化和细胞外基质蛋白在手蛋白酶的水解破坏，同时还能保证酶 在特定环境和部位发挥其催化作用
    • Ø酶含量的调节（缓慢调节）
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