黄卓烈《生物化学》课后习题答案 第四章 酶

第四章 酶

酶的活性中心：酶分子中直接参与底物分子结合及催化作用的氨基酸残基的侧

链基团根据一定空间结构组成的区域。

酶原激活：某些酶先以无活性的酶原形式合成及分泌，然后在到达作

用部位时由另外的物质作用，使其失去部分肽段从而形成或暴露活性中心

形成有活性的酶分子的过程。如胃蛋白酶原是无活性的，它在胃液中经胃

酸的作用或有活性的胃蛋白酶的作用变成有活性的胃蛋白酶分子。

别构效应：调节物（或效应物）与别构酶酶分子的别构中心结合后，

诱导出或稳定住酶分子的某种构象，使酶活性中心对底物的结合与催化作

用受到影响，从而调节酶的反应速度及代谢过程，此效应称为酶的别构效

应。

辅酶和辅基：大多数情况下，可通过透析或其他物理方法从全酶中除

去，与酶蛋白结合松弛的辅助因子叫辅酶。以共价键和酶蛋白牢固结合，

不易用透析等方法除去的辅助因子叫辅基。二者的区别只在于与酶蛋白结

合的牢固程度不同，无严格绝对的界限。

酶的活力单位（ U）：酶活力的度量单位。 1961年国际酶学委员会

规定： 1个酶活力单位是指特定条件下，在 lmin内能转化 1μmol底

物的酶量，特定条件：温度 25℃，其他条件采用最适，另外也存在人们

普通采用的其他酶活力单位。

同工酶：指催化同一种化学反应，而其酶蛋白本身的分子结构组成及

理化性质有所不同的一组酶。

共价调节酶：由于其他的酶对某一酶的结构进行共价修饰而使其在活

性形式与非活性（或高活性与低活性）形式之间相互转变，这种调节酶即

为共价调节酶。

2，酶作为生物催化剂与非酶催化剂有何异同点?

（1）酶作为生物催化剂和一般催化剂相比，在许多方面是相同的，如

用量少而催化效率高。和一般催化剂一样，酶仅能改变化学反应的速度，

并不能改变化学反应的平衡点，酶在反应前后本身不发生变化，所以在细

胞中相对含量很低的酶在短时间内能催化大量的底物发生变化，体现酶催

化的高效性。酶可降低反应的活化能（activationenergy），但不改变反

应过程中自由能的变化（△G），因而使反应速度加快，缩短反应到达平衡

的时间，但不改变平衡常数（equilibriumconstant）。

（2）然而酶是生物大分子，具有其自身的特性：（1）酶催化的高效

性：酶的催化作用可使反应速率提高 10^6～10^12倍，比普通催化剂效能

至少高几倍以上。（2）酶催化剂的高度专一性：包括反应专一性、底物专

一性、手性专一性、几何专一性等，即一种酶只能作用于某一类或某一种

特定的物质。如糖苷键、酯键、肽键等都能被酸碱催化而水解，但水解这

些化学键的酶却各不相同，分别为相应的糖苷酶、酯酶和肽酶，即它们分

别被具有专一性的酶作用才能水解。（3）酶催化的反应条件温和：酶促反

应一般在 pH＝5～8的水溶液中进行，反应温度范围为 20～40℃

3，影响酶促反应速度的因素有哪些?

答案：a．酶浓度的影响 b．底物浓度的影响 c．温度的影响 d．酸碱

度的影响 e．激活剂的影响 f．抑制剂的影响

4．米氏方程的实际意义和用途是什么?

答案：①米氏方程是根据中间产物学说推导出酶促反应中的 [S]与 v

关系的数学式，它反应了 [S]与 v之间的定量关系，可以根据其中的 Km

对酶进行一系列研究（参阅上题），另外将米氏方程的 1/v对 1/[S]作

图，可直接从图中求出 Vmax及 Km；将米氏方程变为（ v－ Vmax）＝

－ vKm时，与（ x－a）（ y＋b）＝K的典型双曲线方程一致，因此公

式推导和实验得到的 [S]对 v的曲线完全相同，给中间复合物理论一个

有力的证据。

②局限性：米氏方程假定形成一个中间复合物因而其动力学只适合单

底物反应，对实际存在的多底物、多产物的酶促反应均不适用；对体内的

多酶体系催化的反应过程也不能很好解释；在一些变构酶催化的反应中表

现出的协同效应也与米氏方程表示的 [S]与 v的关系不大相符。

5．何谓米氏常数，它的意义是什么?

答案：①米氏常数（ Km值）是酶促反应动力学中间产物理论中的一

个常数，即 Km＝（ K2＋ K3）/K1。因此 Km可看作是 ES形成和

解离趋势的代表。在特殊情况下， Km在数值上等于酶促反应速度达到

Vmax/2时的 [S]，单位 mol/L。 Km值在 K3<<K2时，与 Ks涵义相同。

（E＋ S＝＝ES→ E＋ P）

② Km的意义：米氏方程：，当 v＝Vmax/2时，Km＝[S]；Km是酶的

特征常数，其大小反映了酶与底物的亲和力。

6．磺胺类药物的作用机理

答案：细菌不能直接利用其生长环境中的叶酸，而是利用环境中的对

氨苯甲酸（PABA）和二氢喋啶、谷氨酸在菌体内的二氢叶酸合成酶催化下

合成二氢叶酸。二氢叶酸在二氢叶酸还原酶的作用下形成四氢叶酸，四氢

叶酸作为一碳单位转移酶的辅酶，参与核酸前体物（嘌呤、嘧啶）的合成。

而核酸是细菌生长繁殖所必须的成分。磺胺药的化学结构与 PABA类似，能

与 PABA竞争二氢叶酸合成酶，影响了二氢叶酸的合成，因而使细菌生长和

繁殖受到抑制。

7．有机磷农药的毒性机理?

答案：a。有机磷农药中毒的主要机理是抑制胆碱酯酶的活性。有机磷

与胆碱酯酶结合，形成磷酰化胆碱酯酶，使胆碱酯酶失去催化乙酰胆碱水

解作用，积聚的乙酰胆碱对胆碱有神经有两种作用：a．毒蕈碱样作用 b．烟

碱样作用

b。有机磷化合物（包括有机磷杀虫剂）的作用机制，除上述酶抑制学

说外，尚有：有机磷直接作用于胆碱能受体；直接损害神经元，造成中枢

神经细胞死亡；抑制神经病靶酯酶，造成退行性多神经病等。

8．请分析下列现象的生化机理：“酵母汁将蔗糖变成酒精称为乙醇发

酵；酵母汁经透析或加热至 50°C，失去发酵能力，而透析的酵母汁与加热

的酵母汁混合后又具有发酵能力”。

答案：蔗糖加水等于葡萄糖和果糖，葡萄糖＋2Pi＋2ADP＋2氢正＝2

乙醇＋2ATP＋2水＋2二氧化碳 透析过程：除去了全部的酵母；加热：是

一种可逆变性，酵母暂时失去了活性。混合：又恢复了原来温度，变性蛋

白质恢复了正常活性。