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生物化学--酶

2021-05-01 来源:年旅网
酶是一类由活细胞产生的,对其特异底物具有高效催化作用的蛋白质。

酶是一类具有高效率、高度专一性、活性可调节的生物催化剂(biocatalyst) 单体酶(monomeric enzyme):仅具有三级结构的酶。

寡聚酶(oligomeric enzyme):由多个相同或不同亚基以非共价键连接组成的酶。 多酶体系(multienzyme system):由几种不同功能的酶彼此聚合形成的多酶复合物。

多功能酶(multifunctional enzyme)或串联酶(tandem enzyme):一些多酶体系在进化过程中由于基因的融合,

酶的化学修饰调节:以引起酶分子共价键的变化、化学结构的改变而影响酶活性。酶的化学修饰是在另一种酶的催化下完成的,是体内快速调节的另一种重要方式。 酶的变构调节:指小分子化合物与酶蛋白分子活性中心以外的某一部位特异结合,引起酶蛋白分子构像变化、从而改变酶的活性。

酶的别构调节:酶分子的非催化部位与某些化合物可逆地非共价结合后发生构象的改变,进而改变酶活性状态,称为酶的别构调节。

金属离子是最多见的辅助因子;多种不同催化功能金属离子的作用:参与催化反应,传递电子;在酶与底物间起桥梁作用;稳定酶的构象;中和阴离子,降低反应中的静电斥力等。存在于一条多肽链中,这类酶称为多功能酶。

辅酶 (coenzyme):与酶蛋白结合疏松,可用透析或超滤的方 法除去。

辅基 (prosthetic group):与酶蛋白共价紧密结合,不能用透析或超滤的方法除去。在反应中不能离开酶蛋白,如FAD、FMN、生物素等。

维生素是机体维持正常生命活动所必不可少的一类有机物质。

酶的活性中心:酶的必需基团在空间结构上彼此靠近,组成具有特定空间结构的区域,能与底物特异结合并将底物转化为产物,酶分子中执行其催化功能的部位

酶原的激活:是指有些酶在细胞内合成和初分泌时,并不表现有催化活性,这种无活性状态的酶的前身物称为酶原。酶原在一定条件下,受某种因素的作用,酶原分子的部分肽键被水解,使分子结构发生改变,形成酶的活性中心,无活性的酶原转化成有活性的酶称酶原的激活

同工酶:指催化相同的化学反应,而酶蛋白的分子结构理化性质乃至免疫学性质不同的一组酶。

抗体酶 :通过改变抗体中与抗原结合的微环境,并在适当的部位引入相应的催化基团,所产生的具有催化活性的抗体。可由两种途径获得抗体酶:①采用过渡态的底物类似物诱导;②在现有的抗体基础上,通过化学修饰或通过蛋白质工程向其配体结合部位导入催化基团 酶促反应的特点:酶促反应具有极高的效率,酶促反应的可调节性、酶促反应具有高度的特异性

活化能(activation energy):底物分子从初态转变到活化态所需的能量。 底物浓度对反应速率影响的作图(呈矩形双曲线):在其他因素不变的情况下,底物浓度对反应速率的影响呈矩形双曲线关系当底物浓度较低时:反应速率与底物浓度成正比;反应为一级反应。随着底物浓度的增高:反应速率不再成正比例加速;反应为混合级反应。当底物

浓度高达一定程度:反应速率不再增加,达最大速率;反应为零级反应

底物足够时酶浓度对反应速率的影响:呈直线关系,在酶促反应系统中,当[S] >> [E] ,酶被底物饱和时,反应速率达最大速率。此时,反应速率和酶浓度变化呈正比关系。 可逆性抑制类型及特点:

竞争性抑制:抑制酶的可逆性抑制包括竞争性抑制、非竞争性抑制、反竞争性抑制作用①

剂与底物竞争与酶的同一活性中心结合,从而干扰了酶与底物的结合,使酶的催化活性降低,这种作用就称为竞争性抑制作用。其特点为:a.竞争性抑制剂往往是酶的底物类似物或反应产物;b.抑制剂与酶的结合部位与底物与酶的结合部位相同;c.抑制剂浓度越大,则抑制作用越大;但增加底物浓度可使抑制程度减小;d.动力学参数:Km值增大,Vm值不变。典型的例子是丙二酸对琥珀酸脱氢酶(底物为琥珀酸)的竞争性抑制和磺胺类药物(对氨基苯 反竞争性抑制:抑磺酰胺)对二氢叶酸合成酶(底物为对氨基苯甲酸)的竞争性抑制。 ②

制剂不能与游离酶结合,但可与ES复合物结合并阻止产物生成,使酶的催化活性降低,称酶的反竞争性抑制。其特点为:a.抑制剂与底物可同时与酶的不同部位结合;b.必须有底物 非竞争性存在,抑制剂才能对酶产生抑制作用;c.动力学参数:Km减小,Vm降低。 ③

抑制:抑制剂既可以与游离酶结合,也可以与ES复合物结合,使酶的催化活性降低,称为非竞争性抑制。其特点为:a.底物和抑制剂分别独立地与酶的不同部位相结合;b.抑制剂对酶与底物的结合无影响,故底物浓度的改变对抑制程度无影响;c.动力学参数:Km值不变,Vm值降低。

激活剂:使酶由无活性变为有活性或使酶活性增加的物质

调节酶活性实现对酶促反应速率的快速调节:

1、变构酶通过变构调节酶的活性:变构调节,一些代谢物可与某些酶分子活性中心外的某部分可逆地结合,使酶构象改变,从而改变酶的催化活性,此种调节方式称变构调节。变构效应剂:变构激活剂,变构抑制剂

2、 酶的化学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 3、酶原的激活使无活性的酶原转变成有催化活性的酶

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