第03章：酶与酶促反应

生物化学与分子生物学第九版，人民卫生出版社。

酶与酶促反应

• 概述
  • 酶（enzyme)：酶是催化特定反应的蛋白质，是一种生物催化剂。
    • 按分子组成
      • 单纯酶
        • 水解后仅有氨基酸组分而无其他组分的酶。
      • 缀合酶
        • 酶蛋白
        • 辅因子
          • 辅基
          • 辅酶
  • 催化效率高、专一性强、作用条件温和
• 第一节 酶的分子结构与功能
  • 一、分子组成中常有辅因子
  • 二、酶的活性中心是酶分子执行器催化功能的部位
  • 三、同工酶催化相同的化学反应
• 第二节 酶的工作原理
  • 一、酶具有不同于一般催化剂的显著特点
    • （一）酶对底物具有极高的效率
    • （二）酶对底物具有高度的特异性
      • 1、绝对特异性
      • 2、相对特异性
    • （三）酶的活性与酶量具有可调节性
      • 酶促反应受多种因素的调控，以适应机体对不断变化的内外环境和生命活动的需要。
    • （四）酶具有不稳定性
      • 酶的化学本质主要是蛋白质。在某些理化因素（如高温、强酸、强碱等）的作用下，酶会发生变性而失去催化活性。因此，酶促反应往往都是在常温、常压和接近中性的条件下进行的。
  • 二、酶通过促进底物形成过渡态而提高反应速率
    • （一）酶比一般催化剂更有效地降低反应活化能
    • （二）酶和底物的结合有利于底物形成过渡态
      • 1.诱导契合作用使酶与底物密切结合：E + S= ES= E + P
      • 2.邻近效应与定向排列使诸底物正确定位于酶的活性中心
      • 3.表面效应使底物分子去溶剂化
        • 活性中心的疏水性“口袋”有利于E与底物密切接触。排除水分子对酶与底物功能基团干扰，利于底物与酶分子的密切接触和结合。-表面效应
    • （三）酶的催化机制呈多元催化作用
• 第三节 酶促反应动力学
  • 一、底物浓度对酶促反应速率的影响呈矩形双曲线
  • 二、底物足够时酶浓度对酶促反应速率的影响呈直线关系
  • 三、温度对酶促反应速率的影响具有双重性
  • 四、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
  • 五、抑制剂降低酶促反应速率
    • （一）不可逆性抑制作用
    • （二）可逆性抑制作用
      • 1.竞争性抑制作用
      • 2.非竞争性抑制作用
      • 3.反竞争性抑制作用
        • 仅与酶和底物形成的中间产物结合，使中间产物ES的量下降。
  • 六、激活剂提高酶促反应速率
• 第四节 酶的调节
  • 一、酶活性的调节是对酶促反应速率的快速调节
    • （一）变构酶通过变构调节酶的活性
      • 别构酶
      • 别构效应剂
      • 催化亚基
      • 调节亚基
      • 别构激活剂
      • 别构抑制剂
    • （二）酶的共价修饰调节是通过某些化学基团与酶的共价结合与分离实现的
      • 磷酸化与去磷酸化
    • （三）酶原与酶原的激活
  • 二、酶含量的调节是对酶促反应速率的慢调节
    • （一）酶蛋白合成的诱导与阻遏
      • 诱导剂(inducer): 在转录水平上促进酶生物合成的化合物。
        • 诱导作用(induction):诱导剂诱发酶蛋白生物合成的作用
      • 阻遏剂(corepressor): ----减少－－－
        • 阻遏作用(repression):辅阻遏剂与无活性的阻遏蛋白结合，影响基因的转录。缓慢且长效的调节
    • （二）酶降解的调控
      • 溶酶体蛋白酶降解途径；非溶酶体蛋白酶降解途径
• 第五节 酶的分类与命名
  • 一、酶可根据其催化的反应类型予以分类
    • 1.氧化还原酶类oxidoreductase 2.转移酶类tansferase 3.水解酶类hydrolases 4.裂合酶类lyases 5.异构酶类isomerases 6.合成酶类（连接酶类ligases）
  • 二、每一种酶均有其系统名称和推荐名称
• 第六节 酶的医学应用