生物化学酶的作用机制和酶的调节省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

-1-7上海大学生命科学学院第十章第十章 酶作用机制和酶调整酶作用机制和酶调整一、酶活性部位一、酶活性部位二、酶催化反应独特征质二、酶催化反应独特征质三、影响酶催化效率相关原因三、影响酶催化效率相关原因四、酶催化反应机制实例四、酶催化反应机制实例五、酶活性调整控制五、酶活性调整控制六、同工酶六、同工酶第第1 1页页-1-7上海大学生命科学学院一、酶活性部位一、酶活性部位活活性性中中心心：酶酶分分子子中中结结合合底底物物并并起起催催化化作作用用少少数数氨氨基基酸酸残残基基，包包含含底底物物结结合合部部位位（决决定定酶酶专专一一性性）、催催化化部部位位（决定酶所催化反应性质）。（决定酶所催化反应性质）。频频率率最最高高活活性性中中心心氨氨基基酸酸残残基基：SerSer、HisHis、CysCys、TyrTyr、AspAsp、GluGlu、LysLys。不不需需要要辅辅酶酶酶酶：活活性性中中心心是是酶酶分分子子在在三三维维结结构构上上比比较较靠靠近少数几个氨基酸残基或是这些残基一些基团。近少数几个氨基酸残基或是这些残基一些基团。需需要要辅辅酶酶酶酶：辅辅酶酶分分子子或或辅辅酶酶分分子子某某一一部部分分结结构构往往往往就就是活性中心组成部分。是活性中心组成部分。（一）酶活性部位特点（一）酶活性部位特点第第2 2页页-1-7上海大学生命科学学院接接触触残残基基：R1、R2、R6、R8、R9、R163辅辅助助残残基基：R3、R4、R5、R164、R165结结 构构 残残 基基：R10、R162、R169非贡献残基：其它非贡献残基：其它第第3 3页页-1-7上海大学生命科学学院酶蛋白酶蛋白必需残基必需残基非必需残基非必需残基活性中心活性中心活性中心外活性中心外接触残基接触残基辅助残基辅助残基结构残基结构残基结合残基结合残基催化基团催化基团（1 1）接触残基：）接触残基：结合基团，催化基团。结合基团，催化基团。（2 2）辅辅助助残残基基：不不与与底底物物接接触触，辅辅助助酶酶与与底底物物结结合合，帮帮助助接触残基。接触残基。上述两类残基组成上述两类残基组成酶活性中心酶活性中心。（3 3）结结构构残残基基：维维持持酶酶分分子子三三维维构构象象，与与酶酶活活性性相相关关，但但不在酶活性中心范围内，属于酶活性中心以外必需残基。不在酶活性中心范围内，属于酶活性中心以外必需残基。上述三类残基统称酶上述三类残基统称酶必需基团必需基团（4 4）非贡献残基（非必需基团）非贡献残基（非必需基团）可可能能在在免免疫疫，酶酶活活性性调调整整，运运输输转转移移，预预防防降降解解等等方方面面起起作作用。用。第第4 4页页-1-7上海大学生命科学学院酶活性部位特点：酶活性部位特点：（1 1）活活性性部部位位在在酶酶分分子子总总体体中中只只占占相相当当小小部部分分，往往往往只占整个酶分子体积只占整个酶分子体积1%-2%1%-2%；（2 2）酶酶活活性性部部位位是是一一个个三三维维实实体体，含含有有三三维维空空间间结结构构。活活性性中中心心空空间间构构象象不不是是刚刚性性，在在与与底底物物接接触触时时表表现现出出一一定柔性和运动性。（邹承鲁研究酶变性工作）定柔性和运动性。（邹承鲁研究酶变性工作）（3 3）经过诱导契合酶和底物结合；）经过诱导契合酶和底物结合；（4 4）酶酶活活性性部部位位是是位位于于酶酶表表面面一一个个裂裂隙隙内内，裂裂隙隙内内是是一个相当疏水环境，从而有利于同底物结合一个相当疏水环境，从而有利于同底物结合；（5 5）底物经过次级键较弱力结合到酶上。）底物经过次级键较弱力结合到酶上。第第5 5页页-1-7上海大学生命科学学院（二）研究酶活性部位方法（二）研究酶活性部位方法（1 1）经经过过酶酶专专一一性性：研研究究酶酶专专一一性性底底物物结结构构特特点点、酶酶竞争性抑制剂结构特点等。竞争性抑制剂结构特点等。（2 2）酶酶化化学学修修饰饰法法：比比如如1.1.用用共共价价修修饰饰试试剂剂作作用用于于酶酶，查查明明保保持持酶酶活活力力必必需需基基团团；2.2.亲亲和和标标识识（合合成成底底物物类类似似物）；物）；3.3.SHSH保护剂使用。保护剂使用。（3 3）X X射线晶体衍射法射线晶体衍射法（4 4）分子生物学方法）分子生物学方法第第6 6页页-1-7上海大学生命科学学院二、酶催化反应独特征质二、酶催化反应独特征质（1 1）酶酶反反应应分分为为两两类类：仅仅包包括括电电子子转转移移和和包包括括电电子子和和质子二者或者其它基团转移质子二者或者其它基团转移。（2 2）催催化化作作用用是是以以氨氨基基酸酸侧侧链链上上功功效效基基团团和和辅辅酶酶为为媒媒介。介。（3 3）酶催化反应最适）酶催化反应最适pHpH范围通常狭小。范围通常狭小。（4 4）酶酶分分子子很很大大，而而活活性性部部位位通通常常只只比比底底物物稍稍大大一一些些，一个巨大酶结构对稳定活性部位构象是必要。一个巨大酶结构对稳定活性部位构象是必要。（5 5）酶含有复杂折叠结构。）酶含有复杂折叠结构。第第7 7页页-1-7上海大学生命科学学院三、影响酶催化效率相关原因三、影响酶催化效率相关原因（一）底物和酶（一）底物和酶邻近效应与定向效应邻近效应与定向效应邻邻近近效效应应：酶酶与与底底物物形形成成中中间间复复合合物物后后使使底底物物之之间间、酶酶催催化化基基团团与与底底物物之之间间相相互互靠靠近近，提提升升了了反反应应基基团团有有效效浓浓度。度。定定向向效效应应：因因为为酶酶构构象象作作用用，底底物物反反应应基基团团之之间间、酶酶与与底物反应基团之间正确取向效应。底物反应基团之间正确取向效应。酶酶把把底底物物分分子子从从溶溶液液中中富富集集出出来来，使使它它们们固固定定在在活活性性中中心心附附近近，反反应应基基团团相相互互邻邻近近，同同时时使使反反应应基基团团分分子子轨轨道道以正确方位相互交叠，反应易于发生。以正确方位相互交叠，反应易于发生。第第8 8页页-1-7上海大学生命科学学院邻近效应与定向效应对反应速度影响：邻近效应与定向效应对反应速度影响：使底物浓度在活性中心附近很高使底物浓度在活性中心附近很高酶对底物分子电子轨道含有导向作用酶对底物分子电子轨道含有导向作用酶使分子间反应转变成份子内反应酶使分子间反应转变成份子内反应邻近效应和定向效应对底物起固定作用邻近效应和定向效应对底物起固定作用 第第9 9页页第第1010页页-1-7上海大学生命科学学院（二）底物形变和诱导契合（二）底物形变和诱导契合酶酶中中一一些些基基团团可可使使底底物物分分子子敏敏感感键键中中一一些些基基团团电电子子云云密密度度改变，产生电子张力，降低了底物活化能。改变，产生电子张力，降低了底物活化能。酶酶从从低低活活性性形形式式转转变变为为高高活性形式，利于催化。活性形式，利于催化。底底物物形形变变，利利于于形形成成ESES复复合物。合物。底底物物构构象象改改变变，过过分分态态结结构，大大降低活化能。构，大大降低活化能。第第1111页页-1-7上海大学生命科学学院ZnZnGlu270Tyr248Arg145底物底物 羧羧羧羧肽肽肽肽酶酶酶酶结结结结合合合合底底底底物物物物前前前前后后后后构构构构象象象象改改改改变变变变第第1212页页-1-7上海大学生命科学学院（三）（三）酸碱催化酸碱催化酶分子一些功效基团起瞬时质子供体或质子受体作用。酶分子一些功效基团起瞬时质子供体或质子受体作用。影影响响酸酸碱碱催催化化反反应应速速度度两个原因两个原因酸酸碱碱强强度度(pK(pK值值）。组组氨氨酸酸咪咪唑唑基基解解离离常常数数为为6 6，在在pH6pH6附附近近给给出出质质子子和和结结合合质质子子能能力力相相同同，是最活泼催化基团是最活泼催化基团。给给出出质质子子或或结结合合质质子子速速度度。咪咪唑唑基基最最快快，半半寿期小于寿期小于1010-10-10秒秒第第1313页页-1-7上海大学生命科学学院（四）共价催化（四）共价催化酶作为亲核基团或亲电基团，与底物形成一个反应活性酶作为亲核基团或亲电基团，与底物形成一个反应活性很高共价中间物。很高共价中间物。酶酶亲亲核核基基团团：Ser-OHSer-OH，Cys-SHCys-SH，His-NHis-N、Asp-COOHAsp-COOH；底底物物亲亲电电中中心心：磷磷酰酰基基（-P=O-P=O），酰酰基基（-C=O-C=O），糖糖基基（Glu-C-Glu-C-OHOH）一一些些辅辅酶酶，如如焦焦磷磷酸酸硫硫胺胺素素和和磷磷酸酸吡吡哆哆醛醛等等也也能能够够参参加加共共价价催催化化作用。作用。催催化化剂剂经经过过与与底底物物形形成成反反应应活活性性很很高高共共价价过过渡渡产产物物，使使反反应应活活化化能能降降低低，从从而而提提升升反反应应速速度度过过程程，称称为为共共价价催催化化。第第1414页页-1-7上海大学生命科学学院（五）（五）金属离子催化金属离子催化金金属属酶酶（metalloenzyme):metalloenzyme):含含紧紧密密结结合合金金属属离离子子，FeFe2+2+、CuCu2+2+、ZnZn2+2+、MnMn2+2+、CoCo3+3+。金属金属-激活酶（激活酶（metal-activated enzyme):metal-activated enzyme):含涣散结合金含涣散结合金属离子，属离子，NaNa+、K K+、MgMg2+2+、CaCa2+2+。金属离子参加四种主要催化路径金属离子参加四种主要催化路径（1 1）经过结合底物为反应定向）经过结合底物为反应定向（2 2）经过本身价数改变参加氧化还原反应）经过本身价数改变参加氧化还原反应（3 3）屏蔽底物或酶活性中心负电荷）屏蔽底物或酶活性中心负电荷（4 4）金属离子经过水离子化促进亲核催化。）金属离子经过水离子化促进亲核催化。第第1515页页-1-7上海大学生命科学学院（六）多元催化和协同效应（六）多元催化和协同效应在酶催化反应中，经常是几个基元催化反应配合在一在酶催化反应中，经常是几个基元催化反应配合在一起共同起作用。起共同起作用。第第1616页页-1-7上海大学生命科学学院（七）活性部位微环境影响（七）活性部位微环境影响 疏水环境疏水环境介电常数低，加强极性基团间作用。介电常数低，加强极性基团间作用。电荷环境电荷环境在酶活性中心附近，往往有一电荷离子，可稳定过渡在酶活性中心附近，往往有一电荷离子，可稳定过渡态离子态离子 第第1717页页-1-7上海大学生命科学学院四、酶催化反应机制实例四、酶催化反应机制实例（一）溶菌酶（一）溶菌酶（lysozymelysozyme）NAG:N-乙酰氨基葡萄糖乙酰氨基葡萄糖NAM:N-乙酰氨基葡萄糖乳酸乙酰氨基葡萄糖乳酸第第1818页页 溶菌酶溶菌酶-底物复合物底物复合物酶切位点酶切位点第第1919页页溶菌酶活性中心与底物结合示意图溶菌酶活性中心与底物结合示意图Asp52Glu35（极性区）（极性区）（非极性区）（非极性区）第第2020页页溶菌酶催化反应机理溶菌酶催化反应机理C1+非极性区非极性区极性区极性区HO-E环环H2O（广义酸碱催化）（广义酸碱催化）第第2121页页-1-7上海大学生命科学学院（二）（二）RNase ARNase A RNase-RNase-底物复合物底物复合物底物复合物底物复合物第第2222页页RNase活性中心酸碱催化机理活性中心酸碱催化机理第第2323页页核糖核酸链受核糖核酸链受Rnase水解位点水解位点第第2424页页-1-7上海大学生命科学学院（三）羧肽酶（三）羧肽酶 A A 羧肽酶活性中心羧肽酶活性中心羧肽酶活性中心羧肽酶活性中心ZnZnZnZn2+2+2+2+中心作用中心作用中心作用中心作用第第2525页页-1-7上海大学生命科学学院羧肽酶活性中心必需基团与底物羧肽酶活性中心必需基团与底物羧肽酶活性中心必需基团与底物羧肽酶活性中心必需基团与底物间结合间结合间结合间结合第第2626页页-1-7上海大学生命科学学院ZnZn羧羧羧羧肽肽肽肽酶酶酶酶结结结结合合合合底底底底物物物物前前前前后后后后构构构构象象象象改改改改变变变变第第2727页页-1-7上海大学生命科学学院羧肽酶活性中心共价催化机理羧肽酶活性中心共价催化机理羧肽酶活性中心共价催化机理羧肽酶活性中心共价催化机理 145第第2828页页-1-7上海大学生命科学学院（四）丝氨酸蛋白酶（胰凝乳蛋白酶）（四）丝氨酸蛋白酶（胰凝乳蛋白酶）胰凝乳蛋白酶分子中催胰凝乳蛋白酶分子中催胰凝乳蛋白酶分子中催胰凝乳蛋白酶分子中催化三联体构象化三联体构象化三联体构象化三联体构象His57Asp102Ser195Asp102His57Ser195His57102AspSer195A.酶分子中电荷中继网酶分子中电荷中继网B.加上底物后，从加上底物后，从Ser转移一个质子给转移一个质子给His，带正电荷咪唑基经过带负电荷带正电荷咪唑基经过带负电荷Asp静电相互静电相互作用被稳定作用被稳定Ser195102AspHis57底物底物第第2929页页-1-7上海大学生命科学学院氢键体系氢键体系-电荷中继网电荷中继网第第3030页页胰凝乳蛋白酶反应详细机制（胰凝乳蛋白酶反应详细机制（1）结合底物结合底物His57 质子供体质子供体形成共价形成共价ES复合物复合物C-N键断裂键断裂底物底物第第3131页页胰凝乳蛋白酶反应详细机制（胰凝乳蛋白酶反应详细机制（2）氨基产物释放氨基产物释放四面体中间物四面体中间物瓦解瓦解水亲核攻击水亲核攻击羧基产物释放羧基产物释放H2OR-NH2第第3232页页-1-7上海大学生命科学学院五、酶活性调整控制五、酶活性调整控制（一）别构调控（一）别构调控概概念念：酶酶分分子子非非催催化化部部位位与与一一些些化化合合物物可可逆逆地地非非共共价价结结合合后后造造成成酶酶分分子子发发生生构构象象改改变变，进进而而改改变变酶酶活活性性状状态态，称称为为酶酶别别构构调调整整(allosteric(allosteric regulation)regulation)，含含有有这这种种调调整整作作用用酶酶称称别别构构酶酶(allosteric(allosteric enzyme)enzyme)。别别构构酶酶促促反反应应底底物物浓度和反应速度关系不符合米氏方程，呈浓度和反应速度关系不符合米氏方程，呈S S型曲线型曲线。凡凡能能使使酶酶分分子子发发生生别别构构作作用用物物质质称称为为效效应应物物(effector)(effector)，通通常常为为小小分分子子代代谢谢物物或或辅辅因因子子。如如因因别别构构造造成成酶酶活活性性增增加加物物质质称称为为正正效效应应物物(positive(positive effector)effector)或或别别构构激激活活剂剂，反之称负效应物反之称负效应物(negative effector)(negative effector)或别构抑制剂。或别构抑制剂。别别构构调调整整普普遍遍存存在在于于生生物物界界，许许多多代代谢谢路路径径关关键键酶酶利利用用别别构构调调整整来来控控制制代代谢谢路路径径之之间间平平衡衡，研研究究别别构构调调控控有有主主要要生生物学意义。物学意义。第第3333页页A-非调整酶非调整酶B-正协同别构酶正协同别构酶 S形曲线形曲线 别构酶与米氏酶动力学曲线比较别构酶与米氏酶动力学曲线比较当底物浓度发生很小当底物浓度发生很小改变时，别构酶就改变时，别构酶就极极大大地地控控制制着着反反应应速速度。度。在在正正协协同同效效应应中中使使得得酶酶反反应应速速度度对对底底物物浓浓度改变极为敏感。度改变极为敏感。第第3434页页-1-7上海大学生命科学学院区分酶类型有两种标准区分酶类型有两种标准a.Koshlanda.Koshland标准：标准：CICI（cooperativity indexcooperativity index）协同）协同指数：酶分子中结合位点被底物饱和指数：酶分子中结合位点被底物饱和90%90%和和10%10%时底物时底物浓度比值。亦称饱和比值浓度比值。亦称饱和比值Rs(saturation ratio)Rs(saturation ratio)Rs=Rs=酶与底物结合达酶与底物结合达90%90%饱和度时底物浓度饱和度时底物浓度酶与底物结合达酶与底物结合达10%10%饱和度时底物浓度饱和度时底物浓度 Rs=81 Rs=81 米氏类型酶米氏类型酶 RsRs 81 81 含有正协同效应别构酶含有正协同效应别构酶 RsRs 81 81 含有负协同效应别构酶含有负协同效应别构酶b.Hillb.Hill系数：系数：HillHill系数系数=1 =1 米氏类型酶米氏类型酶 HillHill系数系数 1 1 含有正协同效应别构酶含有正协同效应别构酶 HillHill系数系数 1 1 含有负协同效应别构酶含有负协同效应别构酶第第3535页页1-非调整酶非调整酶2-正协同别构酶正协同别构酶3-负协同别构酶负协同别构酶 正、负协同别构酶与非调整酶动力学曲线比较正、负协同别构酶与非调整酶动力学曲线比较正、负协同别构酶与非调整酶动力学曲线比较正、负协同别构酶与非调整酶动力学曲线比较含含有有负负协协同同效效应应酶酶在在底底物物浓浓度度较较低低范范围围内内酶酶活活力力上上升升快快，但但再再继继续续下下去去，底底物物浓浓度度虽虽有有较较大大提提升升，但但反反应应速速度度升升高高却却较较小小。使使得得酶酶反反应应速速度度对底物浓度改变不敏感对底物浓度改变不敏感第第3636页页天冬氨酸转氨甲酰酶（天冬氨酸转氨甲酰酶（ATCaseATCase）ATCaseATP+氨甲酰磷酸氨甲酰磷酸天冬氨酸天冬氨酸CTP-UTPUMP氨甲酰天冬氨酸氨甲酰天冬氨酸第第3737页页-1-7上海大学生命科学学院E.coliE.coliATCaseATCase亚基排列亚基排列亚基排列亚基排列c:催化亚基（催化亚基（catalytic subunit）r:调整亚基（调整亚基（regulative subunit）第第3838页页-1-7上海大学生命科学学院ATCaseATCase半分子（半分子（c3r3)c3r3)结构结构第第3939页页-1-7上海大学生命科学学院ATCaseATCase别构过渡作用别构过渡作用别构过渡作用别构过渡作用低催化活性构象低催化活性构象T(tense)-态态CCCCCC R R R R R RCCCCCC高催化活性构象高催化活性构象R(relax)-态态R RR RR RPALA第第4040页页-1-7上海大学生命科学学院PALA(N-PALA(N-磷乙酰磷乙酰磷乙酰磷乙酰-L-L-天冬氨酸天冬氨酸天冬氨酸天冬氨酸)结合到结合到结合到结合到ATCaseATCase活性中心模型活性中心模型活性中心模型活性中心模型第第4141页页ATCase变构效应动力学特征变构效应动力学特征ATP（正效应剂）（正效应剂）CTP（负效应剂）（负效应剂）低催化活性构象低催化活性构象T(tense)-态态CCCCCC R R R R R RCCCCCC高催化活性构象高催化活性构象R(relax)-态态R RR RR RVmax1/2VmaxKm第第4242页页别构酶齐变模型别构酶齐变模型S SSSS SSS SST状态（对称亚基）状态（对称亚基）R状态（对称亚基）状态（对称亚基）SSSS对称亚基对称亚基对称亚基对称亚基齐步改变齐步改变第第4343页页-1-7上海大学生命科学学院别构酶序变模型别构酶序变模型SS SS SSSSSSSSSS亚基全部亚基全部处于处于R型型亚基全部亚基全部处于处于T型型依次序改变依次序改变第第4444页页-1-7上海大学生命科学学院（二）酶共价修饰（二）酶共价修饰 一一些些酶酶能能够够经经过过其其它它酶酶对对其其多多肽肽链链上上一一些些基基团团进进行行可可逆逆共共价价修修饰饰，使使其其处处于于活活性性与与非非活活性性互互变变状状态态，从从而而调调整整酶酶活活性性。这这类类酶酶称称为为共共价价修修饰饰酶酶。当当前前发发觉觉有有数数百百种种酶酶被被翻翻译译后后都都要要进进行行共共价价修修饰饰，其其中中一一部部分分处处于于分分支支代代谢谢路路径径，成成为为对对代代谢谢流流量量起起调整作用关键酶或限速酶。调整作用关键酶或限速酶。因因为为这这种种调调整整生生理理意意义义广广泛泛，反反应应灵灵敏敏，节节约约能能量量，机机制制多多样样，在在体体内内显显得得十十分分灵灵活活，加加之之它它们们常常受受激激素素甚甚至至神神经经指指令令，造造成成级级联联放放大大反反应应，所所以以日益引人注目。日益引人注目。AP1GEDCBHEa-bEc-dEc-g关键酶（限速酶）关键酶（限速酶）P2第第4545页页-1-7上海大学生命科学学院蛋白质磷酸化和脱磷酸化蛋白质磷酸化和脱磷酸化 蛋白激酶蛋白激酶ATPADP蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质Pn蛋白磷酸酶蛋白磷酸酶nPiH2O第一类：第一类：第一类：第一类：Ser/ThrSer/Thr型型型型第二类：第二类：第二类：第二类：TyrTyr型型型型 第一类：第一类：第一类：第一类：Ser/ThrSer/Thr型型型型 第二类：第二类：第二类：第二类：TyrTyr型型型型 第三类：双重底物型第三类：双重底物型第三类：双重底物型第三类：双重底物型第第4646页页反应类型反应类型 共价修饰共价修饰 被修饰氨基酸残基被修饰氨基酸残基共共共共价价价价修修修修饰饰饰饰反反反反应应应应例例例例子子子子磷酸化磷酸化腺苷酰化腺苷酰化尿苷酰化尿苷酰化Tyr,Ser,Thr.HisTyrTyr甲基化甲基化GluS-腺苷腺苷-MetS-腺苷腺苷-同型同型 Cys第第4747页页ATP ADP肾上腺素或肾上腺素或胰高血糖素胰高血糖素132 102 104 106 108葡萄糖葡萄糖456级联络统调控级联络统调控级联络统调控级联络统调控糖原分解示意图糖原分解示意图糖原分解示意图糖原分解示意图意意义义：因因为为酶酶共共价价修修饰饰反反应应是是酶酶促促反反应应，只只要要有有少少许许信信号号分分子子（如如激激素素）存存在在，即即可可经经过过加加速速这这种种酶酶促促反反应应，而而使使大大量量另另一一个个酶酶发发生生化化学学修修饰饰，从从而而取取得得放放大大效效应应。这这种种调调整整方方式式快快速速、效效率率极极高。高。肾上腺素或肾上腺素或胰高血糖素胰高血糖素1、腺苷酸环化酶、腺苷酸环化酶（无活性）（无活性）腺苷酸环化酶（活性）腺苷酸环化酶（活性）2、ATPcAMPR、cAMP3、蛋白激酶、蛋白激酶（无活性）（无活性）蛋白激酶（活性）蛋白激酶（活性）4、磷酸化酶激酶、磷酸化酶激酶（无活性）（无活性）磷酸化酶激酶（活性）磷酸化酶激酶（活性）5、磷酸化酶、磷酸化酶 b（无活性）（无活性）磷酸化酶磷酸化酶 a（活性）（活性）6、糖原、糖原6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖葡萄糖葡萄糖血液血液ATP ADP（极微量）（极微量）（大量）（大量）第第4848页页-1-7上海大学生命科学学院（三）酶原激活（三）酶原激活体体内内合合成成出出来来酶酶，有有时时不不含含有有生生物物活活性性，经经过过蛋蛋白白水水解解酶酶专专一一作作用用后后，构构象象发发生生改改变变，形形成成活活性性中中心心，变变成成有有活活性性酶酶。这这个个不不具具活活性性蛋蛋白白质质称称为为酶酶原原（zymogenzymogen或或proenzymeproenzyme），这个过程称为酶原激活。），这个过程称为酶原激活。该该改改变变过过程程，是是生生物物体体一一个个调调控控机机制制。这这种种调调控控作作用用特特点点是是，蛋蛋白白质质由由无无活活性性状状态态转转变变成成活活性性状状态态是是不不可逆。可逆。第第4949页页-1-7上海大学生命科学学院牛胰蛋白酶牛胰蛋白酶第第5050页页胰蛋白酶原胰蛋白酶原胰蛋白酶胰蛋白酶六肽六肽肠肠激激酶酶活性中心活性中心胰蛋白酶原激活示意图胰蛋白酶原激活示意图胰蛋白酶原激活示意图胰蛋白酶原激活示意图第第5151页页胰蛋白酶原胰蛋白酶原胰蛋白酶胰蛋白酶六肽六肽肠肠激激酶酶胰蛋白酶对各种胰脏蛋白酶激活作用胰蛋白酶对各种胰脏蛋白酶激活作用胰凝乳蛋白酶原胰凝乳蛋白酶原胰凝乳蛋白酶胰凝乳蛋白酶弹性蛋白酶原弹性蛋白酶原弹性蛋白酶弹性蛋白酶羧肽酶原羧肽酶原羧肽酶羧肽酶第第5252页页-1-7上海大学生命科学学院六、同工酶六、同工酶存存在在于于同同一一个个属属或或不不一一样样种种属属，同同一一个个体体不不一一样样组组织织或或同同一一组组织织、同同一一细细胞胞，含含有有不不一一样样分分子子形形式式但但却却能能催催化化相相同同化化学学反反应应一一组组酶酶，称称之之为为同同工工酶酶（isoenzymeisoenzyme）。乳酸脱氢酶是研究最多同工酶。乳酸脱氢酶是研究最多同工酶。生物学功效：生物学功效：遗传标志遗传标志 和个体发育及组织分化亲密相关和个体发育及组织分化亲密相关 适应不一样组织或不一样细胞器在代谢上不一样需要适应不一样组织或不一样细胞器在代谢上不一样需要 第第5353页页-1-7上海大学生命科学学院第第5454页页-1-7上海大学生命科学学院乳酸脱氢酶同工酶形成示意图乳酸脱氢酶同工酶形成示意图乳酸脱氢酶同工酶形成示意图乳酸脱氢酶同工酶形成示意图多肽多肽亚基亚基mRNA四聚体四聚体结构基因结构基因a b乳酸脱氢酶同乳酸脱氢酶同工酶电泳图谱工酶电泳图谱+H4MH3M2H2M3HM4点样线点样线第第5555页页不一样组织中不一样组织中LDH同工酶电泳图谱同工酶电泳图谱LDH1(H4)LDH2(H3M)LDH3(H2M2)LDH4(HM3)LDH5(M4)心肌心肌 肾肾 肝肝 骨骼肌骨骼肌 血清血清-+原点原点 心、肝病变时引发血清心、肝病变时引发血清LDHLDH同工酶改变规律：同工酶改变规律：心脏疾病心脏疾病 LDHLDH2 2和和LDHLDH2 2上升，上升，LDHLDH3 3和和LDHLDH5 5下降。下降。急性肝炎急性肝炎 LDHLDH5 5显著上升，随病情好转而恢复正常。显著上升，随病情好转而恢复正常。第第5656页页-1-7上海大学生命科学学院同工酶在各学科中应用同工酶在各学科中应用同工酶在各学科中应用同工酶在各学科中应用 (1)遗传学和分类学：提供了一个精良判别遗传标志工具。遗传学和分类学：提供了一个精良判别遗传标志工具。(2)发育学：有效地标志细胞类型及细胞在不一样条件下分化情发育学：有效地标志细胞类型及细胞在不一样条件下分化情况，以及个体发育和系统发育关系。况，以及个体发育和系统发育关系。(3)生物化学和生理学：依据不一样器官组织中同工酶动力学、生物化学和生理学：依据不一样器官组织中同工酶动力学、底物专一性、辅助因子专一性、酶变构性等性质差异，从而解释底物专一性、辅助因子专一性、酶变构性等性质差异，从而解释它们代谢功效差异。它们代谢功效差异。（4）医学和临床诊疗：体内同工酶改变，可看作机体组织损伤，）医学和临床诊疗：体内同工酶改变，可看作机体组织损伤，或遗传缺点，或肿瘤分化分子标志。或遗传缺点，或肿瘤分化分子标志。第第5757页页-1-7上海大学生命科学学院DFP作用作用用共价修饰试剂作用于酶，查明保持酶活力用共价修饰试剂作用于酶，查明保持酶活力必需基团必需基团二异丙基氟磷酸二异丙基氟磷酸第第5858页页