酶与酶促反应

酶与酶促反应，酶的分子结构与功能，酶的工作原理，酶促反应动力学，酶的调节。酶的分类与命名，酶在医学中的应用。

酶与酶促反应

• 酶的分子结构与功能
  • 分子组成
    • 单纯酶
      • 水解后仅有氨基酸组分
      • 脲酶、某些蛋白酶、淀粉酶、脂酶、核酸酶等
    • 缀合酶（结合酶）
      • 蛋白质部分（酶蛋白）
        • 决定酶促反应的特异性及其催化机制
      • 非蛋白质部分（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
          • 多通过非共价键与酶蛋白相连
          • 结合比较疏松
          • 可用透析或超滤的方法除去
          • 作为底物接受质子或基团后离开酶蛋白，参加另一酶促反应并将所携带的质子或基团转移出去，或者相反
        • 辅基
          • 与酶蛋白形成共价键
          • 结合较为紧密
          • 不易通过透析或超滤的方法除去
          • 在酶促反应中辅基不能离开酶蛋白
  • 活性中心
    • 酶分子执行其催化功能的部位
    • 有些必需基团位于酶的活性中心内
      • 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
        • 影响底物中的某些化学键的活性
        • 不直接参与催化作用
        • 维持酶活性中心的空间构象和（或）作为调节剂的结合部位所需
    • 具有三维结构，形成裂缝或凹陷
  • 同工酶
    • 催化相同的化学反应
    • 酶蛋白的分子结构、理化性质及化学免疫性质不同的一组酶
    • 活性中心的三维结构相同或相似
• 酶的工作原理
  • 酶的催化特点
    • 极高的催化效率
    • 对底物具有高度的特异性
      • 绝对特异性
      • 相对特异性
    • 可调节性
    • 不稳定性
  • 酶的作用方式
    • 促进底物形成过渡态而提高反应速率
    • 比一般催化剂更有效地降低反应的活化能
    • 酶与底物结合形成中间产物
    • 多元催化作用
• 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
    • 米-曼方程:v=Vmax[S]/（Km+[S])
    • Km米氏常数）
      • 米氏常数
      • 等于酶促反应速率为最大反应速率一半时的底物浓度
      • 酶的特征性常数
      • 值的大小并非固定不变
      • 与酶的结构、底物结构、反应环境的PH、温度和离子强度有关
      • 与酶浓度无关
      • 在一定条件下可表示酶对底物的亲和力
    • Vmax是酶被底物完全饱和时的反应速率
    • 酶的转换数
      • 达到Vmax时，单位时间内每个酶分子催化底物转变成产物的分子数
      • 可表示酶的催化效率
  • Km和Vmax常通过林-贝作图法（双倒数作图法）求取
  • 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
  • 抑制剂可降低酶促反应速率
• 酶的调节
  • 酶活性的调节
    • 是对酶促反应的快速调节
    • 别构调节
    • 酶的化学修饰调节
    • 酶原需通过激活才能转变为有活性的酶
  • 酶含量的调节是对酶促反应速率的缓慢调节
• 酶的分类与命名
  • 催化的反应类型
    • 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
  • 系统名称和推荐名称
• 酶在医学中的应用
  • 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相关
      • 酶的先天性缺陷是先天性疾病的重要病因之一
      • 一些疾病可引起酶活性或量的异常
    • 体液中酶活性的改变可作为疾病的诊断指标
    • 作为药物治疗疾病
      • 助消化药物
      • 清洁伤口和抗炎
      • 溶解血栓
  • 作为试剂用于临床检验和科学研究
    • 酶偶联测定法中的指示酶或辅助酶
    • 酶标记测定法中的标记酶
    • 基因工程常用的工具酶