考研生化 酶

临床医学考研--生化--酶，介绍了酶的活性中心(催化的部位，所有酶都有)、酶VS一般催化剂、调节、酶促反应速率（米曼氏方程）、抑制剂、结合酶(缀合酶/全酶)的内容。

酶

• 酶的活性中心（催化的部位，所有酶都有）
  • 必需基团
    • • 在活性中心内：结合 / 催化基团
        • 组氨酸残基的咪唑基、丝氨酸残基的羟基、半胱氨酸残基的巯基、酸性氨基酸的羧基
          • 记忆：祖师拌蒜
      • 在活性中心外：稳定酶的构象、作为某些物质的结合部位（调节剂、抑制剂）
  • 同工酶
    • *活性中心类似（催化相同反应），但其他特性不同
    • eg.乳酸脱氢酶同工酶
• 酶 VS 一般催化剂
  • 共同点
    • 只催化热力学允许的反应
      • *丙酮酸→乙酰CoA不可逆（绝大多数脂肪酸无法糖异生）
    • 提高反应速率（缩短达到反应平衡点的时间）
    • 不能改变反应进行的方向（不能改变平衡点）
    • 反应前后化学性质、质量不改变
    • 促使过渡态的形成→降低反应活化能（过渡态比基态高出的能量）
      • *活化能：酶结合底物时释放的结合能
  • 酶特点
    • 催化效率更高
      • 更有效降低反应活化能
    • 诱导契合
      • 底物和酶相互诱导→构象改变
    • 邻近效应 & 定向排列
      • 使诸底物正确定位在活性中心
    • 表面反应
      • 防止形成水化膜（酶使底物去溶剂化）
    • 多元催化
      • 酸碱（质子转移）、共价（亲核 / 亲电子）
    • 特异性最高
      • 绝对～（特定结构、立体异构）、相对～（化学键）
    • 不稳定性
      • 反应条件更温和
    • 关键酶（催化单向反应）可被调节
• 调节
  • 快速（活性）
    • 别构调节
      • 改变酶的构象（非共价键变化）
      • 代谢物反馈调节：与活性中心外必需基团（调节部位）可逆结合）
        • *变构酶
          • 一定有催化部位（结合底物）、调节部位（结合调节剂）
          • 不一定有催化亚基、调节亚基（催化、调节部位可以在一个亚基上）
      • S曲线（不遵守米氏方程矩形）
        • *别构酶的正协同效应
    • 化学修饰
      • 酶的两种结构—不同活性（可逆共价变化）
      • 激素：消耗ATP、有放大效应
      • eg.（去）磷酸化、（去）乙酰化、（去）甲基化、（去）腺苷化、-SH与-S-S-互变
    • 酶原激活
      • 水解特定肽链，形成 / 暴露活性中心
        • eg.胰蛋白酶原在Ca2+存在下受肠激酶作用—激活
  • 慢速（含量）：合成（诱导 & 阻遏）、降解
• 酶促反应速率（米曼氏方程）
  • 矩形双曲线
    • • • Km：V = 1/2Vm的底物浓度，与酶浓度无关
          • *Km越高—亲和力越低
        • 最适温度、最适pH（改变酶解离状态）：酶活性最大
      • *总结
        • 底物浓度—酶促反应速率：矩形双曲线
        • 酶浓度—酶促反应速率：直线
        • 酶的别构调节、氧离曲线：S形曲线
        • pH—酶促反应速率：钟形曲线
• 抑制剂
  • 不可逆（和酶活性中心的必需基团共价结合，不能用透析、超滤去除）
    • 有机磷农药：与胆碱酯酶丝氨酸的羟基共价结合
      • 解毒剂：解磷定
    • 低浓度重金属离子、路易士气：与蛋白酶的巯基共价结合
      • 解毒剂：二巯基丙醇
  • 可逆（和酶非共价结合，能用透析、超滤去除）
    • 竞争性～（以假乱真）
      • • 结合酶的活性中心（谁结合？—看浓度）
          • Km ↑（酶的底物被抢走，亲和力小—Km大）
          • Vmax不变（虽有竞争，但只要结合了就能反应）
        • 抑制剂与底物
          • 结构相似
          • 结合部位相同：酶活性中心内的结合基团
          • 抑制程度取决于抑制剂和酶的相对亲和力、抑制剂与底物浓度的相对比例
        • eg.
          • 丙二酸抑制琥珀酸脱氢酶
            • *丙二酸类似丁二酸（琥珀酸）
          • 磺胺抑制二氢蝶酸合酶
            • *复方新诺明（急性膀胱炎一线药） = 磺胺（甲恶唑） + 甲氧苄啶（抑制二氢叶酸还原酶）
          • 核苷酸抗代谢物
    • 非竞争性～（互不打扰）（先）
      • • 结合酶、酶-底物复合物
          • Km不变（不与底物直接结合，不会改变亲和力）
            • *总结
          • Vmax ↓（不能进一步释放出产物）
        • 抑制物与底物
          • 结构不相似
          • 结合部位不同：活性中心外的必需基团
          • 抑制程度与底物浓度无关
        • eg.
          • 亮氨酸抑制精氨酸酶
          • 哇巴因抑制钠钾泵
          • 麦芽糖抑制淀粉酶
    • 反竞争～（小三造反）（后）
      • • 结合酶-底物复合物
          • Km ↓（IES生成，ES量↓，酶对底物亲和力↑ ）
          • Vmax ↓（一部分ES与I结合，生成不能转变为产物的IES）
        • 抑制物与底物
          • 结构不相似
          • 结合部位不同：活性中心外的必需集团
          • 抑制程度随底物浓度增大而增大
        • eg.
          • 苯丙氨酸抑制胎盘型碱性磷酸酶
• 结合酶（缀合酶 / 全酶）
  • *酶蛋白无辅因子：单纯酶
  • *酶蛋白有辅因子：结合酶
    • 酶蛋白—决定特异性
    • 辅因子—决定类型
      • VitB：传递电子、氢、基团（eg.甲基）
      • 金属离子
        • 可作为活性中心内的组成成分：使底物与催化基团形成正确的空间排列
        • 可作为活性中心内连接酶与底物的桥梁
        • 可中和阴离子—降低静电斥力：利于底物和酶结合
        • 可稳定酶的构象
      • *一种辅因子—可结合多种酶蛋白，一种酶蛋白—只结合一种辅因子