酶

酶是生物系统的催化剂，几乎所有生物体内的化学反应都需要酶催化，一起来学习酶的分子结构与催化功能、酶促反应动力学、酶与医学、酶的命名与分类、酶促反应的特性知识吧。

酶

• 酶的分子结构与催化功能
  • 酶的分类
    • 核酶
      • 属于原始的酶类
      • 锤头核酶能够在没有蛋白质参与的条件切割RNA
      • 由蛋白质构成的酶切割RNA时需要水分子的参与，称为水解反应，锤头核酶切割RNA不需要水分子参与，属于异构化反应
      • 核酶的催化机制遵循米氏动力学，但催化效率低
    • 脱氧核酶
      • 是人工合成的一类具有催化功能的单链DNA片段
      • 具有更高的催化效率，有可能成为基因治疗药物的工具酶
    • 以蛋白质为化学基础的酶
      • 和普通的蛋白质相同，由多肽链折叠形成三级，四级等高级结构，依据结构特征可分为三类：单体酶，寡聚酶和多功能酶
  • 酶的分子组成
    • 仅由氨基酸蛋白质构成的酶是纯蛋白质，称为单纯酶
    • 由蛋白质和非蛋白质组成构成的酶称为缀合酶
      • 非蛋白部分称为辅因子
      • 酶蛋白+辅因子=全酶
  • 酶的活性中心
    • 酶活性相关的氨基酸侧链在一级序列上相距很远，但在三维结构上彼此靠近，形成特定空间结构的区域，称为活性中心
  • 酶的催化机制理论
  • 酶促反应高效性的原理
    • 只能催化热力学允许的化学反应，即底物的自由能大于产物的自由能
    • 酶不能改变化学反应的能量平衡，却可以提高反应的速度
    • 提高反应速率的原理是降低反应的活化能
  • 酶促反应特异性原理
    • 酶对底物具有选择性
      • 绝对特异性：只能作用于特定的底物
      • 相对特异性：能够作用于一类底物
      • 立体异构特异性：只能作用于底物的一种立体异构体
• 酶促反应动力学
  • 酶促反应动力学研究反应速度及影响速率的各种因素，是理解酶反应原理的重要方法，动力学研究对理解酶的结构与功能也提供了重要的依据。
  • 影响反应速度的因素：酶浓度，底物浓度，ph值，温度，离子强度，抑制剂，激活剂
  • 研究反应速率的方法：传统的整体研究方法和前沿的单分子法
  • 环境因素对反应速度的影响
    • 由于酶的化学本质是蛋白质，蛋白质只有在适宜的温度下才能保持正确的构象
    • 氢离子的浓度对酶蛋白的折叠也有影响
    • 盐浓度是影响酶蛋白溶解度和折叠的重要因素
  • 底物浓度对反应速度的影响
    • 米-曼方程
      • 当【S】《KM.反应速度与底物浓度成正比，一级反应
      • 当【S】》KM，反应速度与底物浓度成正比，零级反应
  • KM越小，E：S的亲和力越大，KM越大，E:S亲和力越小：KM是酶的特征常数，与酶浓度无关，可用于比较不同酶的活性：kat表示：在单位时间里每个酶活性中心将底物转化为产物的分子数，是比较酶催化活力的重要参数
  • 酶与抑制剂
    • 不可逆抑制剂
    • 可抑制剂对反应速度的影响
      • 竞争性抑制
      • 非竞争性抑制
      • 反竞争性抑制
• 酶与医学
  • 酶与疾病的发生
  • 酶与疾病的诊断
• 酶的命名与分类
  • 系统命名法和习惯命名法
  • 6大类
• 酶促反应的特性
  • 酶促反应的调节
    • 酶促反应和普通催化反应的重要区别之一是可调节性
      • 酶原激活
      • 酶的别构调节
      • 酶的共价修饰调节
      • 酶含量的调节
  • 胰蛋白酶原的激活机制
  • 毒蛋白的活性受到磷酸化的调节
  • 同工酶
    • 同工酶是所催化的化学反应相同，但酶蛋白的分子结构，理化性质和免疫学性质不同的一组酶
    • 同工酶能够反应发育过程中的代谢特征
    • 同工酶可以作为遗传标记，用于遗传分析
• 什么是酶
  • 酶是生物系统的催化剂，几乎所有生物体内的化学反应都需要酶催化
  • 酶是精密，高效的分子器件，绝大多数酶的化学本质是蛋白质
  • 少数酶的化学本质是核酸，包括了核酶和脱氧核酶等