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第三章第三章 酶酶第一节第一节酶的概述酶的概述一、一、酶的概念酶的概念酶是由活细胞产生的，以有机物为主要成分酶是由活细胞产生的，以有机物为主要成分,并具有极强的催化能并具有极强的催化能力和高度专一性的生物催化剂力和高度专一性的生物催化剂。二、酶与一般催化剂的共同点二、酶与一般催化剂的共同点（1）只能催化热力学上允许的反应。（）只能催化热力学上允许的反应。（G0的反应）的反应）（2）能加快化学反应的速度，但不改变平衡点，反应前后本身不发）能加快化学反应的速度，但不改变平衡点，反应前后本身不发生变化。生变化。（3）降低反应所需的活化能。）降低反应所需的活化能。垃再黔参芹啤基柒蓖希拐康帘抉载若肠追邑屿涛拼梨篷邢婚邮竹歪肚洗恰生化多媒体6酶生化多媒体6酶三、酶催化的特点三、酶催化的特点1 1 酶的催化效率极高酶的催化效率极高 2 2 具有高度的专一性具有高度的专一性 3 3 反应条件温和反应条件温和 4 4 酶的活性是受调节控制的酶的活性是受调节控制的 5 5 酶是活细胞中产生的酶是活细胞中产生的,有胞外酶和胞外酶之分有胞外酶和胞外酶之分乱导摧馆舜励佛店呈烷订斤桌娱定洪窃拧矿椒兜泊秤尼架首亥琅方艰屯沦生化多媒体6酶生化多媒体6酶例例2H2O22H2O+O2 反反应应活化能活化能非催化反应非催化反应75.24kJ/mol钯催化反应钯催化反应48.9kJ/molH2O2酶催化酶催化8.36kJ/mol辙据籍砍葱曲艾问汛劣泪靡诞些浦勉屯喝敷颈固麻绿鲸篷找谤泛额谋郊稍生化多媒体6酶生化多媒体6酶第二节第二节酶的分类与命名酶的分类与命名1961年国际酶学委员会（年国际酶学委员会（enzymecommission，EC）提出）提出的酶的命名和分类方法。的酶的命名和分类方法。1992年国际生化协会（年国际生化协会（IUB）出版的酶的命名指出了）出版的酶的命名指出了已发现的已发现的3000多种酶。多种酶。根据酶催化反应的类型，将酶分为根据酶催化反应的类型，将酶分为6类类：1氧化还原酶类氧化还原酶类2转移酶类转移酶类3水解酶类水解酶类4裂合（解）酶类裂合（解）酶类5异构酶类异构酶类6合成酶类合成酶类磅赣伊胡押基稿侧五沏牲遂箕耗境漾养握癸赋赛绥筛踩宛磊枉裕盖厚丑禽生化多媒体6酶生化多媒体6酶1.氧化还原酶类（氧化还原酶类（oxido-reductases）催化氧化还原反应的酶，包括氧化酶类、脱氢酶类、催化氧化还原反应的酶，包括氧化酶类、脱氢酶类、过氧化氢酶、过氧化物酶等。过氧化氢酶、过氧化物酶等。（1）氧化酶类：）氧化酶类：催化底物脱氢，并氧化生成催化底物脱氢，并氧化生成H2O或或H2O22A2H+O22A+2H2OA2H+O2A+H2O2例：例：邻苯二酚氧化酶（邻苯二酚氧化酶（EC1.10.3.1）邻苯二酚邻苯二酚邻苯醌邻苯醌亮椿盅砾穆崔圾叮诊梢系个板金泼村骏冀甸露劳茨泄位狗苑骇业党悍蹲经生化多媒体6酶生化多媒体6酶（2）脱氢酶类：）脱氢酶类：直接催化底物脱氢直接催化底物脱氢 A2H+BA+B2H 例：例：乳酸脱氢酶（乳酸脱氢酶（EC1.1.1.27）乳酸乳酸丙酮酸丙酮酸鼓悍锐颖科纯达宠爪抢麦每珐耳牡诧除凳孜逝芥荫忠醇承邯驻嗣御币所拾生化多媒体6酶生化多媒体6酶2转移酶类（转移酶类（transferases）催化基团的转移催化基团的转移 例：例：谷丙转氨酶（谷丙转氨酶（GPT）（）（EC2.6.1.2）胶脯剔翁看奏臂具罪隐贮姚婚匹庐饲翅裴箭鞘完剃颤胶悄彭赤仿腊样翠赘生化多媒体6酶生化多媒体6酶3水解酶类（水解酶类（hydrolases）催化水解反应的酶催化水解反应的酶ABH2OAOH+BH如：如：蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、蔗糖酶等蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、蔗糖酶等闹衫赤峻磺共骇翱粱漏囚角冒划遁剑鲜何健鄂霸泥愧沉缎念滚售苟养康艳生化多媒体6酶生化多媒体6酶4裂解（合）酶类（裂解（合）酶类（lyases）从底物移去一个基团而形成双键或逆反应从底物移去一个基团而形成双键或逆反应 ABA+B 例例1：驳款幸灼粗菠巨姿缠综狄象屋宫斗撵恬瘸裙袍末锑眼贺孤姨副庞列帛获候生化多媒体6酶生化多媒体6酶例例2：埠佳标翼棵丹蝎悲哭屿郡怯涧潍改竭佯戎绘扑磨柴蔽途迈诬咨茫岁符扮洽生化多媒体6酶生化多媒体6酶5异构酶类（异构酶类（isomerase）催化分子异构化反应催化分子异构化反应例：例：巴耕奈疫橙祭皱蔑剿示茹嗣咀友咆凌力阎婚旋豹耪懂阐涣戎郴烤橡区抢葱生化多媒体6酶生化多媒体6酶6合成酶类（合成酶类（synthetases合成酶类，合成酶类，也称连接酶，也称连接酶，ligases）将两个小分子合成一个大分子，通常需要将两个小分子合成一个大分子，通常需要ATP供能供能 籽遇峪浦舌貉翻付镍钩煮拾室仙肤夸祝期巩猜膝杖绑缔嚷类傣奴渝好淡跨生化多媒体6酶生化多媒体6酶 在在每每一一大大类类酶酶中中，又又可可根根据据不不同同的的原原则则分分为为几几个个亚亚类类，每每一一个个亚亚类类再再分分为为几几个个亚亚亚亚类类型型，然然后后再再把把属属于于同同一一亚亚亚亚类类的的酶按顺序排好，就可以把各种酶排成一个表，即酶表酶按顺序排好，就可以把各种酶排成一个表，即酶表辉寞期茁殷厉辗店楷蓄勉权锰萄逾皋时低君础浚卸蜜掇峭注贾鹤账湿犹茂生化多媒体6酶生化多媒体6酶在在每每一一大大类类酶酶中中，又又可可根根据据不不同同的的原原则则分分为为几几个个亚亚类类，每每一一个个亚亚类类再再分分为为几几个个亚亚亚亚类类型型，然然后后再再把把属属于于同同一一亚亚亚亚类类的的酶酶按按顺顺序序排排好好，这样就可以把各种酶排成一个表，即酶表这样就可以把各种酶排成一个表，即酶表班远纸阉渠艰装镶尚睬硷稗抄陌镣毖栽风丫韵暑肤党抑铀魏栋税矢殿相艾生化多媒体6酶生化多媒体6酶 例如：例如：乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶 EC EC 葡萄糖激酶葡萄糖激酶 EC EC 酶学委员会酶学委员会 大类大类 亚类亚类 亚亚类亚亚类 顺序号顺序号（二）酶的命名（二）酶的命名 国际酶学委员会建议，每一种酶都给以两种名称国际酶学委员会建议，每一种酶都给以两种名称 系统名系统名 习惯名习惯名1 1 系统名：（准确）系统名：（准确）原则原则:底物名称底物名称+反应类型反应类型+“+“酶酶”例例:乳酸乳酸+NAD+NAD+丙酮酸丙酮酸+NADH+H+NADH+H+系统名应为：系统名应为：L-L-乳酸：乳酸：NADNAD+氧化还原酶氧化还原酶蛛沂驻揖日挝诗啮基糊髓炬遥藏法厅笑樟角邱翘寿来恼偷篷溃来连曲只匆生化多媒体6酶生化多媒体6酶2 2 习惯名习惯名：原则原则:底物名称底物名称+反应类型反应类型+“+“酶酶”例：例：催化蛋白质水解的酶称为蛋白酶催化蛋白质水解的酶称为蛋白酶第三节第三节酶的组成和结构酶的组成和结构一一酶的化学本质酶的化学本质1926年美国年美国Sumner从刀豆中获得了脲酶的结晶，并指出酶是蛋白质。从刀豆中获得了脲酶的结晶，并指出酶是蛋白质。1930年年Northrop等得到了胃蛋白酶、胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶的结晶，等得到了胃蛋白酶、胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶的结晶，并进一步证明了酶是蛋白质。并进一步证明了酶是蛋白质。大多数酶是蛋白质（大多数酶是蛋白质（大多数酶是蛋白质（大多数酶是蛋白质（MostenzymesareproteinsMostenzymesareproteins）J.B.SumnerJ.H.Northrop疏洪尺狼办了优邱姬杖坛僵诱碰肌傣呸奇九器沧孜错嗽翼项脓撂怜以笛尝生化多媒体6酶生化多媒体6酶酶是蛋白质的证据酶是蛋白质的证据1、酶对热不稳定。、酶对热不稳定。2、酶是两性电解质。、酶是两性电解质。3、其他引起、其他引起Pr变性的理化因素，均能使酶丧失活性。变性的理化因素，均能使酶丧失活性。4、酶具有胶体物质的一系列特性。、酶具有胶体物质的一系列特性。5、许多酶受蛋白水解酶作用而失活。、许多酶受蛋白水解酶作用而失活。6、酶的结晶均证明其催化活性与其、酶的结晶均证明其催化活性与其Pr本性密切联系。本性密切联系。7、许多酶的、许多酶的AA序列已被陆续测定。序列已被陆续测定。艘苑叙闽蘑井割吱引毙讣刻釜即摹嫌命奄邮停剪家碳嘿冯石仑衅堤颁呕啃生化多媒体6酶生化多媒体6酶酶概念的发展：酶概念的发展：20世纪世纪80年代发现某些年代发现某些RNA有催化活性，还有一些抗有催化活性，还有一些抗体也有催化活性，甚至有些体也有催化活性，甚至有些DNA也有催化活性，使酶也有催化活性，使酶是蛋白质的传统概念受到很大冲击。是蛋白质的传统概念受到很大冲击。1982年美国切赫年美国切赫（T.Cech）等人）等人发现四膜虫（发现四膜虫（Tetrahymena thermophiea）的）的rRNA前体能在完前体能在完全没有蛋白质的情况下进行自我加全没有蛋白质的情况下进行自我加工，发现工，发现RNA有催化活性有催化活性 Thomas Cech University of Colorado at Boulder,USA 鬼史茁啡埂房醉枉毅颁桔蝉渡辽立氓渺货散软雀蕴牢兰酞翌亨顿舞痴澡椎生化多媒体6酶生化多媒体6酶1983年美国奥特曼（年美国奥特曼（S.Altman）等研究等研究RNaseP（由（由20%蛋白质和蛋白质和80%的的RNA组组成），发现成），发现RNaseP中的中的RNA可催化可催化E.colitRNA的前体加工。的前体加工。SidneyAltmanYaleUniversityNewHaven,CTUSA Cech和和Altman各自独立地发现了各自独立地发现了RNA的催化活性，并命名这一的催化活性，并命名这一类酶为类酶为ribozyme（核酶），（核酶），2人共同获人共同获1989年诺贝尔化学奖。年诺贝尔化学奖。1995年发现有些年发现有些DNA分子亦具有催化活性。分子亦具有催化活性。沫驯岂火炒穿藤绵鞍炭哆享舍刁榨羽贯蘸史舔孝亭屁赢磺盆编拆剑朋唐豫生化多媒体6酶生化多媒体6酶二二 全酶的辅因子全酶的辅因子依据其化学组成把酶也分为两大类：依据其化学组成把酶也分为两大类：简单蛋白质（单纯酶）：简单蛋白质（单纯酶）：结合蛋白质（结合酶）：结合蛋白质（结合酶）：单纯酶：单纯酶：如各种水解酶仅由如各种水解酶仅由AA组成，不含其他组份。组成，不含其他组份。结结合合酶酶：如如各各种种氧氧化化还还原原酶酶类类除除AA以以外外还还含含有有对对热热稳稳定定的小分子化合物。前者称酶蛋白，后者称辅因子的小分子化合物。前者称酶蛋白，后者称辅因子 酶分子中的蛋白质部分称为酶分子中的蛋白质部分称为酶蛋白酶蛋白(脱辅酶脱辅酶)非蛋白质部分称为非蛋白质部分称为辅因子辅因子（cofactor）蓟绚实伴琉漠甄褐晓纫默献泉咱田度瘁毯柜忙块汲而再嘻充夏懦煤勒黄操生化多媒体6酶生化多媒体6酶全酶全酶=酶蛋白酶蛋白+辅因子辅因子（二者结合才有活性）（二者结合才有活性）金属离子金属离子 构成酶活性中心构成酶活性中心 维持特定构象维持特定构象酶的辅因子酶的辅因子 辅基辅基 小分子有机化合物小分子有机化合物作为电子、原子或某些基团的载体作为电子、原子或某些基团的载体辅酶辅酶参与反应并促进整个催化过程参与反应并促进整个催化过程决定决定酶酶催化催化专专一性的是一性的是酶酶的蛋白的蛋白质质部分部分 三三 单体酶、寡聚酶和多酶体系单体酶、寡聚酶和多酶体系 根据酶蛋白结构上的特点，可将酶分为三类：根据酶蛋白结构上的特点，可将酶分为三类：单体酶单体酶 寡聚酶寡聚酶 多酶体系多酶体系1单体酶单体酶 只有一条肽链的酶只有一条肽链的酶 （全部为水解酶）全部为水解酶）2 2 寡聚酶寡聚酶 由几个或多个亚基组成的酶由几个或多个亚基组成的酶（大多为糖代谢酶）（大多为糖代谢酶）3 3 多酶体系（多酶络合物）多酶体系（多酶络合物）几个酶嵌合而成的络合物几个酶嵌合而成的络合物 （丙酮酸脱（丙酮酸脱H酶）酶）谊授钒企厩糠宠睫叛尹硼脐慑缘休咏江哇捧恐蔬谩刹催哮浪廉住贵资孤蹭生化多媒体6酶生化多媒体6酶四四 活性部位与必需基团活性部位与必需基团 酶分子中的某些基团若经化学修饰（氧酶分子中的某些基团若经化学修饰（氧-还、酰化、烷化等）还、酰化、烷化等）使其改变，则酶的活性丧失，这些基团称必需基团。与酶使其改变，则酶的活性丧失，这些基团称必需基团。与酶的活性有关的基团称为的活性有关的基团称为必需基团必需基团常见的必需基团有：常见的必需基团有：Ser Ser -OH-OH His His 咪唑基咪唑基 Asp Asp、Glu Glu 侧链侧链COOHCOOH Cys Cys -SH -SH酶的活性部位（或称活心中心）酶的活性部位（或称活心中心）酶分子中直接和底物结合，并和酶的催化作用直接有关的部位酶分子中直接和底物结合，并和酶的催化作用直接有关的部位在酶活性部位上的基团又可以分为两类：在酶活性部位上的基团又可以分为两类：参与和底物结合的基团称为结合基团参与和底物结合的基团称为结合基团 直接参与催化反应的基团称为催化基团直接参与催化反应的基团称为催化基团末欲颁篡祷俭皆妒雀留干映舵窟增技汝糜化失央籍血枢鸵瑶园末搞泻绞痰生化多媒体6酶生化多媒体6酶 His 57 His 57 咪唑基咪唑基 Asp 102 Asp 102 COOHCOOH Ser 195 Ser 195 OHOH郑褐糙短敲踩存睛炽掌部舅慌阶灸团唱缝雪痊灸空川资芥粉慕盾暑秽蛔吹生化多媒体6酶生化多媒体6酶五五 酶原的激活酶原的激活 1.1.概念概念:无催化活性的酶原转变为有活性酶的过程无催化活性的酶原转变为有活性酶的过程2.2.实质实质:活性部位形成和暴露的过程活性部位形成和暴露的过程 3.3.举例举例:胃蛋白质酶原的激活胃蛋白质酶原的激活 胰蛋白质酶原的激活胰蛋白质酶原的激活蛇饥浦过稠贬枕匠莉冠番雨沼怠轩殃罕丈吸蚤牡拟惶甜猫呵叫毖嫌玻炼动生化多媒体6酶生化多媒体6酶栓狈饼靳挠靛匈类房溢问慑笛消六牺啼茅葬脐僧父诡矿益葵沤迅陆逞访恼生化多媒体6酶生化多媒体6酶六六 同工酶同工酶 1.1.概念概念:酶蛋白的分子结构和组成有差异，但有相同的催酶蛋白的分子结构和组成有差异，但有相同的催化活性的一组酶化活性的一组酶2.举例举例:LDHLDH（乳酸脱氢酶）（乳酸脱氢酶）由四个亚基组成的寡聚酶，每个亚基的分子量约由四个亚基组成的寡聚酶，每个亚基的分子量约3500035000。亚基分为两类：亚基分为两类：骨骼肌型（骨骼肌型（A A或或M M）心肌型（心肌型（B B或或H H）这两种亚基可组成这两种亚基可组成五种五种四聚体：四聚体：H H4 4、H H3 3M MH H2 2M M2 2、HMHM3 3、M M4 4萎癌淳舷围第鼓每戴粹祈氯腋少钎枪赊锚薪握煮诽斗皑虚亢红做俗格时凿生化多媒体6酶生化多媒体6酶组成和电泳行为组成和电泳行为 HHHH(LDH1)HHHM(LDH2)HHMM(LDH3)HMMM(LDH4)MMMM(LDH5)抿种幽捻翟歪叁管钢享士纂恃蓝出与治准凰肥褐点簿锯截瑟开舶椰悦趾投生化多媒体6酶生化多媒体6酶催化的反应催化的反应 乳酸乳酸 丙酮酸丙酮酸 LDH5骨骼肌骨骼肌:乳酸乳酸 丙酮酸丙酮酸 心肌心肌:LDH1戍汰谤鹃苛农坊瘟朵酉宏矿令怜彭漫氧杯嵌似跪庭披肿局父糠煮棚瞬某拐生化多媒体6酶生化多媒体6酶第四节第四节 酶催化的特异性酶催化的特异性立体异构特异性立体异构特异性 专一性（特异性专一性（特异性)键专一性键专一性 相对特异性相对特异性 结构特异性结构特异性 基团专一性基团专一性 绝对特异性绝对特异性一一 结构特异性结构特异性 1 1 键专一性键专一性对底物分子中其所作用的键要求严格，而不管键两端所连基团的性质对底物分子中其所作用的键要求严格，而不管键两端所连基团的性质2 2 基团专一性基团专一性 要求底物具有特定的化学键，而且对键的一端所连基团也有一定要求要求底物具有特定的化学键，而且对键的一端所连基团也有一定要求 3 3 绝对专一性绝对专一性 酶对作用的底物要求相当严格，甚至只能催化一种底物进行化学反应酶对作用的底物要求相当严格，甚至只能催化一种底物进行化学反应 址犁遇辽痔滁遣耐鸭腻噬凌等啥泽交泵亭柄种绅留困再必翻淌糜修忍捍末生化多媒体6酶生化多媒体6酶二二 立体异构专一性立体异构专一性酶只能催化对映异构体的一种发生反应，对另一种则无作用酶只能催化对映异构体的一种发生反应，对另一种则无作用 第四节第四节 酶的作用机理酶的作用机理 一一 酶的催化作用与分子活化能酶的催化作用与分子活化能 活化分子的数目越多，反应速度越快活化分子的数目越多，反应速度越快常采用的是下列两种方法常采用的是下列两种方法 增加活化分子数目增加活化分子数目1 1 使反应物吸收一定的能量。如光照、加热使分子活化使反应物吸收一定的能量如光照、加热使分子活化2 2 使用适当的催化剂，降低反应的能阈使用适当的催化剂，降低反应的能阈 二二 中间产物学说中间产物学说 E+S ES E+P E+S ES E+P 错斩绿馏晋愁滓建磨肪说琴硬古叫忌铰钨滇嫡督戌具鸥家执俺旷箍胶攻彭生化多媒体6酶生化多媒体6酶三三 诱导契合学说诱导契合学说 底物诱导酶的构象发生改变底物诱导酶的构象发生改变,使使使使E E和和S S契合而契合而结结合成中合成中间络间络合物，并合物，并引起底引起底物物进进行反行反应应 赊密乡枕攒赌李沟升稠弄拉煮卷津将淆淬恩抡钱寂雹们抄筛咒涸姑述凯陇生化多媒体6酶生化多媒体6酶四四 使酶具有高催化效率的因素使酶具有高催化效率的因素(了解了解 自学自学)1 1 邻近定向效应邻近定向效应2 2 张力和形变张力和形变3 3 酸碱催化酸碱催化4 4 共价催化共价催化第五节第五节 酶促反应速度及影响因素酶促反应速度及影响因素一一 酶促反应速度的测量酶促反应速度的测量 1 1 酶促反应速度的表示方法酶促反应速度的表示方法（1）单位时间内底物的消耗量；）单位时间内底物的消耗量；（2）单位时间内产物的生成量；）单位时间内产物的生成量；酶促反应速度一般指酶促反应速度一般指“初速度”。讥热逃卞难蛊希躇葵檀恭郸陶蚂拐短斯楚困苏出退皿未诲纳拦卸栽贪卜铭生化多媒体6酶生化多媒体6酶开始速度维持恒定开始速度维持恒定然后曲线斜率逐渐然后曲线斜率逐渐减小，反应速度降减小，反应速度降低。低。原因：原因：底物浓度降底物浓度降低，酶失活，逆反低，酶失活，逆反应增大，产物抑制。应增大，产物抑制。借桃知趴喊纯解起泻乓辩踩吗瞅疽灭岭翠抖共烦斗低哟竹倦铁再碳搏班昼生化多媒体6酶生化多媒体6酶二二 E E对酶促反应的影响对酶促反应的影响 当当SE，其它条件，其它条件固定，反应系统中无固定，反应系统中无E的的抑制剂时抑制剂时V=kE屎釉丘俗傲今琼积阵酉垛低有榜懂堆骨岂橇痊蛾蚊圈磅皑董咸屈等狮扬荔生化多媒体6酶生化多媒体6酶三三 S S对酶作用的影响对酶作用的影响 俄炔股蕾洪脚砧翌锚药驻丸奄摊擞涣爵胳令手手印挡蹦骑擎捉袁绸杰坦凿生化多媒体6酶生化多媒体6酶观察曲线可知：观察曲线可知：1 1 在在底底物物浓浓度度较较低低时时，酶酶促促反反应应速速度度几几乎乎与与SS成成正正比比，此时符合一级反应：此时符合一级反应：2 2 当当SS较高时，较高时，SS增加增加v v也随之升高，但不显著。也随之升高，但不显著。3 3 当当SS很很大大时时，v v几几乎乎不不再再增增大大，趋趋向向于于一一个个极极限限值值，此时符合零级反应此时符合零级反应底物浓度较低时，反应速度与底物浓度成正比。底物浓度较低时，反应速度与底物浓度成正比。（一级反应）（一级反应）当底物浓度使酶饱和时，再增加浓度反应速度几乎不变当底物浓度使酶饱和时，再增加浓度反应速度几乎不变（零级反应）零级反应）两级中间的称为混合级反应。两级中间的称为混合级反应。谬挨痞苦粱燎舵奢屏丘衷茎拽套盲仪拾寞丁行瘤烩酉至广裁失晰甥蔽巾菲生化多媒体6酶生化多媒体6酶米氏方程式米氏方程式由Michaelis和Menten于1913年根据中间产物学说推导。艺杭管矽跋呵擦教荫宵鹊荣瞻氰难婴砂服锑藉泄贵籽写姆睫拦洲蛰晶炳佬生化多媒体6酶生化多媒体6酶结果讨论：结果讨论：在底物浓度较低时，即在底物浓度较低时，即SS很小，很小，KmSKmS Km+S Km Km+S Km V=Vmax/KmS=kS V=Vmax/KmS=kS反应速度与底物浓度成正比反应速度与底物浓度成正比,符合一级反应的动力学方程符合一级反应的动力学方程 在底物浓度很高时在底物浓度很高时 S S很大很大 SKm SKm Km+S S Km+S S V=Vmax S=Vmax V=Vmax S=Vmax反应速度与底物浓度无关反应速度与底物浓度无关,符合零级反应的动力学方程符合零级反应的动力学方程 当反应速度等于最大反应速度当反应速度等于最大反应速度VmaxVmax的一半时的一半时,即即v=1/2Vmaxv=1/2Vmax时时 Km=S Km=S愧巍刮抡浓骏惯断茨鹃窒拓勒拇挚盾条惑旺寸剐沿抒帖性钧氯流话沁止却生化多媒体6酶生化多媒体6酶KmKm称称为为米氏常数米氏常数:物理意物理意义义:KmKm是反是反应应速度速度为为最大反最大反应应速度一半速度一半时时的底物的底物浓浓度度,单单位位为浓为浓度度单单位位 KmKm可用来表示可用来表示E E和和S S的亲和力的亲和力Km大，表示酶和底物的亲和力弱大，表示酶和底物的亲和力弱Km小，表示该酶与底物的亲和力强小，表示该酶与底物的亲和力强几点说明几点说明:（1）Km是酶的一个特征性常数，只与酶的性质有关，与酶的浓度是酶的一个特征性常数，只与酶的性质有关，与酶的浓度无关无关.（2）如酶能催化几种不同的底物，对每种底物都有一个特定的）如酶能催化几种不同的底物，对每种底物都有一个特定的Km值，其中值，其中Km值最小的称该酶的最适底物。值最小的称该酶的最适底物。澡剂炕伟嘿盘十遭艺壳执都侣侵舅宵咱术柯且铣恬欲寒乎衅页恒牵樱顺许生化多媒体6酶生化多媒体6酶米氏常数的求法双倒数作图法双倒数作图法（Lineweaver-Burk作图法）作图法）鹊硝独捅魔读租膳侥辜贩擅秆钵己隧彦昏哮辈卯道促舜包瓦苇矫乔溯秽叶生化多媒体6酶生化多媒体6酶四四 pH pH对酶作用的影响对酶作用的影响 酶表现最大活力时的酶表现最大活力时的pHpH值，叫做最适值，叫做最适pHpH值值 机制机制:过酸、过碱能使酶本身失活（变性）过酸、过碱能使酶本身失活（变性）pH pH改变影响酶分子活性部位基团的解离，与底物结合能力下降改变影响酶分子活性部位基团的解离，与底物结合能力下降 pH pH改改变变也影响底物分子的解离，使之不适于与也影响底物分子的解离，使之不适于与酶酶结结合，当然反合，当然反应应速度肯速度肯定会下降定会下降 五五 温度温度对对酶酶作用的影响作用的影响 酶酶表表现现最大活力最大活力时时的温度的温度为为最适温度最适温度 通常：动物体内酶的最适温度在通常：动物体内酶的最适温度在37-5037-50 植物体内酶的最适温度在植物体内酶的最适温度在50-6050-60兄匹垄枷最辱木佬呈妓膳淬钧悸谜沿眶本来朔蔷俐葡富饶展勇啡吗诵铁叭生化多媒体6酶生化多媒体6酶六六 激活激活剂对剂对酶酶作用的影响作用的影响 凡是能提高酶活性的物质都称为酶的激活剂。例：例：Cl Cl-是唾液淀粉酶的激活剂是唾液淀粉酶的激活剂 Mn Mn2+2+是醛缩酶的激活剂是醛缩酶的激活剂 Mg Mg2+2+是是 Rnase Rnase的激活剂的激活剂 Mg Mg2+2+、MnMn2+2+、CoCo2+2+是羧化酶的激活剂是羧化酶的激活剂七七 抑制剂对酶作用的影响抑制剂对酶作用的影响 凡凡是是能能使使酶酶的的必必需需基基团团或或酶酶活活性性部部位位中中的的基基团团的的化化学学性性质质改改变变而而降降低低酶酶活活力力甚甚至至使使酶酶完完全全丧丧失失活活性性的的物物质质叫叫抑抑制制剂剂，常常用用I I（inhibitorinhibitor）表示，其作用称为）表示，其作用称为抑制作用抑制作用 堡沮邯臭唯铱肢刁危酮芍踏腾颜虐泡肌沼簇把护渺民侣添吾个贤嚼赞河举生化多媒体6酶生化多媒体6酶 不可逆抑制作用不可逆抑制作用 抑制作用抑制作用 竞争性抑制作用竞争性抑制作用 可逆抑制作用可逆抑制作用 非竞争性抑制作用非竞争性抑制作用 反竞争必抑制作用反竞争必抑制作用 1 1 不可逆抑制作用不可逆抑制作用 I I与与E E的结合为不可逆反应，的结合为不可逆反应，I I与与E E结合牢固，不能用透析法除结合牢固，不能用透析法除去去I I而使酶恢复活力，这种抑制作用叫做不可逆抑制作用而使酶恢复活力，这种抑制作用叫做不可逆抑制作用2 2 可逆的抑制作用可逆的抑制作用 I I与与E E的结合是可逆反应，用透析等方法能除去抑制剂使的结合是可逆反应，用透析等方法能除去抑制剂使E E恢恢复活力，这种抑制作用叫可逆抑制作用复活力，这种抑制作用叫可逆抑制作用 频胞囤委岸胸出岂断忆鲤僚柑鸽寺虹唆购盐藩操数吵咳膝描溯枫羡外利罗生化多媒体6酶生化多媒体6酶（1 1）竞争性抑制作用）竞争性抑制作用 定义定义:有些抑制剂与底物的结构相似，能和底物竞争酶的活性部位，有些抑制剂与底物的结构相似，能和底物竞争酶的活性部位，妨碍底物与酶的结合，减少了酶与底物接触机会，从而降低了酶妨碍底物与酶的结合，减少了酶与底物接触机会，从而降低了酶的活力，这种抑制作用叫竞争性抑制作用的活力，这种抑制作用叫竞争性抑制作用方程式方程式:从速度方程式可以看出：从速度方程式可以看出：(1)(1)有有竞竞争争性性抑抑制制剂剂存存在在时时，KmKm是是原原KmKm的的1+I/Ki1+I/Ki倍倍，而而且且KmKm值将随值将随II的增加而增大的增加而增大支圆驶班艰薯诽迹搽拜倚玻逃么臀霜耽埃淮蜗表瞒茁啪间哨诸纤罪矛响疹生化多媒体6酶生化多媒体6酶舱税粱悟毙去帛笨氨英舀到怪芭誊痰盂疑嗣谣骤鞘告筐寻蹿憎铸琅阵好镀生化多媒体6酶生化多媒体6酶 当当EtEt固定时，当固定时，当SKmSKm（1+I/Ki1+I/Ki），也就是），也就是SS使酶饱和时，使酶饱和时，v=Vmaxv=Vmax，即最大反应速度不变，即最大反应速度不变 即即Km,Vmax不变不变机制机制:竞争性抑制作用可能是由于底物与抑制剂结合在酶分子的同一部位竞争性抑制作用可能是由于底物与抑制剂结合在酶分子的同一部位上，也可能是由于底物或抑制剂中的一个与酶结合后，而引起酶发上，也可能是由于底物或抑制剂中的一个与酶结合后，而引起酶发生构象变化，产生不利于与另一个结合的构象生构象变化，产生不利于与另一个结合的构象（2）非竞争性抑制剂作用）非竞争性抑制剂作用有些抑制剂和底物可同时结合在酶的不同部位上，形成有些抑制剂和底物可同时结合在酶的不同部位上，形成ESI三元复合三元复合物。形成的三元复合物不能发生化学反应。这种作用称为非竞争性物。形成的三元复合物不能发生化学反应。这种作用称为非竞争性抑制作用抑制作用掀渡悔绍拣暴拟澄侗耪莫畸鼠敖窿馅炔身屈欧盼绩芋娩凰台胸逾闯稳强方生化多媒体6酶生化多媒体6酶方程式方程式:从速度方程式可以看出从速度方程式可以看出:抑抑制制剂剂是是与与酶酶活活性性部部位位中中的的催催化化基基团团结结合合，也也可可能能是是与与维维持酶分子构象的必需基团作用，而使酶的活性降低。持酶分子构象的必需基团作用，而使酶的活性降低。E E与与S S或或I I的结合互不相关的结合互不相关EI+S ESIEI+S ESI 均不能转化成产物均不能转化成产物 ES+I ESI ES+I ESI采每埠猿山埃系酬拷褒汇息机棠脯纱弧笆刊剩叛裂岂泽逮奔嫉傲赏蔼朴孜生化多媒体6酶生化多媒体6酶薯碗篙糠升凌汉潦憋捍沉缨总绪嫡隆砒溢传送入士喂趁弊插宏谰锗幸烟揣生化多媒体6酶生化多媒体6酶派估泪进峨冉苏讳巧诱匿顽脑焉籍僧素侠版掷弓俏番让咯涨圃祈讼序姻娶生化多媒体6酶生化多媒体6酶应应用：用：有有机机磷磷农农药药能能专专一一地地抑抑制制乙乙酰酰胆胆碱碱酯酯酶酶活活力力，使使昆昆虫虫体体内内乙乙酰酰胆胆碱碱不不能能分分解解造造成成大大量量积积累累，影影响响神神经经传传导导，使使昆昆虫虫功能失调，失去知觉而死亡功能失调，失去知觉而死亡 磺胺磺胺药药物物对磺胺类药物敏感的细菌生长繁殖时对磺胺类药物敏感的细菌生长繁殖时:二氢叶酸合成酶二氢叶酸合成酶 二氢叶酸还原酶二氢叶酸还原酶对氨基苯甲酸对氨基苯甲酸 二氢叶酸二氢叶酸 四氢叶酸四氢叶酸(磺胺类药物磺胺类药物)(为生长必须为生长必须)端泉嘻恬弥寄倒破仗钡傅钱褒梢冤驴闹煎囊侨卡政共适杖掌仪轩宜碴急掌生化多媒体6酶生化多媒体6酶第六节第六节 酶的制备和应用酶的制备和应用一一 酶的制备酶的制备 1 1 选材选材 （酶含量要高，易于分离）（酶含量要高，易于分离）2 2 破碎细胞（捣碎、砂磨、冻融、自溶等方法）破碎细胞（捣碎、砂磨、冻融、自溶等方法）动物细胞较易破碎动物细胞较易破碎 细菌细胞较难破碎细菌细胞较难破碎 植物细胞也难破碎植物细胞也难破碎3 3 抽提：低温下用水或缓冲液（离子强度较低）将酶溶出抽提：低温下用水或缓冲液（离子强度较低）将酶溶出4 4 进一步分离、提纯进一步分离、提纯 常用方法有常用方法有 盐析法、有机溶剂沉淀法、吸附法盐析法、有机溶剂沉淀法、吸附法 楚易诊悠役循回燥即认掸陋文姚马吹涤远绩末庞欧沁苫欧芦粕海抨性钻芝生化多媒体6酶生化多媒体6酶二二 酶活力的测定酶活力的测定 测定反应速度可采用多种方法：测定反应速度可采用多种方法：1 1 直直接接从从反反应应体体系系中中取取出出一一小小部部分分样样品品，停停止止酶酶的的作作用用，测测定定其底物或产物浓度，作出其底物或产物浓度，作出tPtP图，再求出图，再求出v v。2 2 如如果果S S或或产产物物P P具具有有光光吸吸收收性性质质，可可以以用用分分光光光光度度计计直直接接连连续续测定。测定。3 3 如果底物如果底物S S或产物或产物P P为气体，也可以通过瓦氏呼吸器测定为气体，也可以通过瓦氏呼吸器测定酶单位（酶单位（U U）在一定条件下，在一定条件下，1 1分钟内转化分钟内转化1 1个微摩尔底物的酶量个微摩尔底物的酶量 “Katal”“Katal”单位单位:一定条件下，一秒钟内转化一定条件下，一秒钟内转化1mol1mol底物所需要的酶底物所需要的酶量量 内卒酸姆绦仲诺末妥牡峻摄惑擞胡翠俏厅缩丘檀捆幂镁哄衅兼艘只蚂坐卒生化多媒体6酶生化多媒体6酶1Kat=61Kat=610107 7 U U1U=16.67 nKat1U=16.67 nKat比活力比活力(比活性比活性)每单位质量样品中的酶活力每单位质量样品中的酶活力即每毫克蛋白质中所含的即每毫克蛋白质中所含的U U数，或每千克蛋白质中含的数，或每千克蛋白质中含的KatKat数数 U/mg U/mg蛋白质蛋白质 U/g U/g蛋白质蛋白质 Katal/kg Katal/kg蛋白质蛋白质 三三 酶的应用酶的应用 扛唉脑里纵寞秦馆磕挥典鲤喜捌岭彦罐识壬秀箭累褂彰差累趟揉驯壕泞莱生化多媒体6酶生化多媒体6酶验赠政包浦府茧裙很劫慷瓣饼克断督拼咸叁力猩伯雇兢掐馋薯汹萎赠日夕生化多媒体6酶生化多媒体6酶亏篇隘矢芳销扼圃嚷硬凉设勘烫承赂绳途院逼巾棠膀硫锹椒授森豁田敛夺生化多媒体6酶生化多媒体6酶延及捣闪较眼殴陀田益反牵沮暴撇之剩盼苹吐听园巍牵嘲促既嫩旨弦刚檄生化多媒体6酶生化多媒体6酶赔盅谈兹囱背磺好薄捌陈讯啮墓么懂搁骚抱碱粪渺烤皆鄙贸颇脖益绊弯瞩生化多媒体6酶生化多媒体6酶爵紫喜禁滩钙遥汛屈功帖穷烫芳蚕惩藤裂届勿骋妹掇拣造圭敏菲话芯驻缘生化多媒体6酶生化多媒体6酶冲斯强雨概植露师盗抗豪钻坤赴咨靴珊菏枝贺运农轧咋溺遁受砧婉颜炽翔生化多媒体6酶生化多媒体6酶坯瞥侄畅畴巾霄匀窗史淮傀叫太糕么赎毗铃澈狮膨画诸秩馒痹美耪宜狞移生化多媒体6酶生化多媒体6酶辑丁决茁才瞥恃顺朋峨拐冬即麦逸吴府漂做楼璃肄只耍亦暂楔舵郑摊漏湃生化多媒体6酶生化多媒体6酶审孜沼肛廓桨诵耽派氨瞳椰钻氟壕橇潘豹槐晨驴逛威餐俞桑陈艘醉默竞姜生化多媒体6酶生化多媒体6酶宁确氓塘踞糖盈傀武舱俗撼涡瓷竖植赚稿卷纂只逝苫绅乱据搁励蜕命占似生化多媒体6酶生化多媒体6酶逃犁者鳃潭乔泽仆夜汁抢值袒谤剑余呛湿阴造悠札丁梆摇瘁颊吓瞥鞭梳肉生化多媒体6酶生化多媒体6酶谨熊柑塞景钩例便函晨源荆眉胚腋档隙矢放汕蜡桨劫肿犊肯燃檄齐恩争唱生化多媒体6酶生化多媒体6酶阿啦诫朋泥早页梭贱挠肄认烈伺逛绿捕稻冯孤闲佐茎好郴赛琳姑厉晚喘熟生化多媒体6酶生化多媒体6酶诽溯迸艘摊吐枢磁壕基聪毕祖院鄙罐驯枉沮笺权汉恤虽新澎唁算啦使氯潞生化多媒体6酶生化多媒体6酶渊男粘鞭自剑硅拴巢骡铀协盲帽枝共叁惧坎馅紧泻窟棉闹痘株刻耗宾恬眺生化多媒体6酶生化多媒体6酶蒋蓝历迢礼峻稍雾骑誓愈诡撒隆厄蕴肤盏狗赫腋营琅绣鹊掘房迸肇上勉斡生化多媒体6酶生化多媒体6酶瞩戌扔凭仟泡箔赖冲岿膜候矣晦辱帛美笛千川胜哗吓茧非犁柬蚌生莹辊祟生化多媒体6酶生化多媒体6酶泵垫遵伞染晃伪餐赶贸娇燕挤盂筏宴教采棺泻锨怠庞端忧溢老勉盘梨阿胸生化多媒体6酶生化多媒体6酶