生物化学考研整理第三章：酶

第三章：酶

第一节：酶的分子结构与功能

酶：是由活细胞产生的、对其底物具有高度特异性和高度催化效能的蛋白质。

酶的分类：由单一亚基构成的酶称为单体酶。由多个相同或不同的亚基以非共价键组成的为寡聚酶。几种具有不同催化功能的酶可以彼此聚合形成复合物，称为多酶体系。在一条肽链上具有不同的催化功能，这类酶称为多功能酶或串联酶。

一：酶的分子组成中常含有辅助因子

单纯酶：仅含有蛋白质的酶。如淀粉酶，核酸酶等

结合酶：由蛋白部分和非蛋白部分组成。其中蛋白部分称为酶蛋白，非蛋白部分称为辅助因子。酶蛋白决定酶促反应的特异性及其催化机制，辅助因子主要决定酶促反应的性质和类型酶蛋白和辅助因子结合在一起称为全酶，只有全酶才具有催化作用。

辅助因子按与酶蛋白结合的程度分为辅酶和辅基

与酶蛋白结合程度较为疏松的为辅酶，可用透析或超滤的方法除去

与酶蛋白结合程度较为紧密的为辅基，不可用透析或超滤的方法除去

二：酶的活性中心是酶分子执行其催化功能的部位

酶的活性中心=活性部位：酶分子中能与底物特异的结合并催化底物转变为产物的具有三维结构的区域。与酶密切相关的化学基团称为必需基团，必需基团又可分为结合基团和催化基团。

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

绝对专一性：有的酶只作用于特定结构的底物分子，进行一种专一的反应，生成一种特定结构的产物。

相对专一性：有些酶对底物的专一性不是根据底物的分子结构，而是依据底物分子中特定的化学键或特定的基团，因而可以作用于含有相同化学键或化学基团的一类化合物，这种选择性称为相对专一性

诱导契合学说：酶在发挥作用前需先于底物结合，酶与底物相互接近时，两者在结构上相互诱导，相互变性和相互适应，进而结合并形成酶-底物复合物。

定向效应：相互靠近的底物分子之间以及底物与酶的活性部位的基团之间还必须要有正确的立体化学排列才能发生反应。

亲核催化：酶活性中心中的亲核基团释放出电子攻击过渡态中间物上的带正电的原子或基团，形成瞬时共价键，此时底物被激活，并很容易进一步水解形成产物和游离的酶

亲电催化：酶活性中心内亲电基团与富含电子的底物形成共价键，激活底物，进一步水解形成产物和游离的酶。

第三节：酶促反应动力学

一：底物浓度对酶促反应速率的影响呈矩形双曲线

Km：等于酶促反应速率为最大反应速率一半时的底物浓度，是酶的特征性常数，不同的酶km值不同，km也可表示酶对底物的亲和力，km越小，酶对底物的亲和力越大。

二：底物足够时酶浓度对酶促反应速率的影响呈直线关系

三：温度对酶促反应速率的影响具有双重性

酶在最适温度时的反应速率最大，升高温度或者降低温度都可改变酶的活性。

四：PH通过改变酶分子及底物的解离状态影响酶促反应速率

PH可影响酶对底物的亲和力，也可改变酶分子的空间构象，从而影响酶的活性。酶在最适PH时反应速率最大。

五：抑制剂可降低酶促反应速率

（一）不可逆性抑制剂与酶共价结合

抑制剂与酶的活性中心的必须基团共价结合，使酶失活。

（二）可逆性抑制剂与酶非共价结合

竞争性抑制作用：抑制剂与酶的底物结构相似，可与底物竞争结合酶的活性中心，从而阻碍酶与底物形成中间产物

磺胺类药物的抑菌机制

细菌利用对氨基苯甲酸合成二氢叶酸，进而合成四氢叶酸。磺胺类药物与对氨基苯甲酸的结构相似，竞争性抑制二氢叶酸合成酶的活性中心，抑制二氢叶酸的合成，从而干扰细菌的核酸合成，使细菌的生长受到抑制。人可以直接利用食物中的叶酸，体内核酸的合成不受磺胺类药物的影响。

非竞争性抑制作用：抑制剂与酶活性中心外的部位结合，不影响酶与底物的结合，但抑制剂-酶-底物复合物不能进一步释放出产物。

反竞争性抑制剂作用：此类抑制剂也与酶活性中心外的部位结合，当底物与酶结合后，抑制剂与酶-底物复合物结合，使酶-抑制剂-底物复合物不能释放出产物。

六：激活剂可提高酶促反应速率

激活剂可分为两类：必须激活剂和非必须激活剂

别构调节=变构调节：代谢物与某些酶的活性中心外的某个部位非共价可逆结合，引起酶的构象改变，从而改变酶的活性，酶的这种调节称为别构调节

别构酶：受别构调节的酶称为别构酶。

酶的共价修饰=酶的化学修饰：酶蛋白的肽链上的一些基团可在其他酶催化下，与某些化学基团共价结合，同时又在另一种酶的催化下，去掉已结合的化学基团，从而改变酶的活性。此种调节称为酶的化学修饰或共价修饰。最常见的是磷酸化和去磷酸化

酶原和酶原的激活：有些酶在细胞内合成或初分泌时、或在功能发挥前处于无活性状态，这种无活性状态的酶称为酶原。酶原经过水解酶的作用，去除一个或几个肽段后，空间构象发生改变，从而表现出酶的活性。酶原转变成有活性的酶的过程称为酶原的激活。

酶的活力：也称酶的活性，指酶催化指定化学反应的能力，酶活性是研究酶的特性，分离纯化以及酶制剂生产和应用时的不可缺少的指标，酶活力是用在一定条件下，它所催化某一反应的反应初速度来表示。

酶的比活力是酶浓度的量度，即指单位重量的蛋白质中所具有酶的活力单位数，一般来说，对于同一种酶，比活力越大，表示酶的纯度越高。

维生素：人体不能合成或合成量很少、不能满足机体的需要，必须由食物供给，维持正常生命活动过程所必需的一组低分子量有机化合物。

维生素的分类及其功能

（1）脂溶性维生素

维生素a：维持正常视觉功能，对基因表达和组织分化具有调节作用，体内有效的抗氧化剂

维生素d：调节血钙和影响细胞分化

维生素e：体内重要的抗氧化剂，调节基因表达，促进血红素的合成

维生素k：促凝血作用，对骨代谢有重要作用

（2）水溶性维生素

维生素b1：糖代谢中具有重要作用

维生素b2：主要起传递氢的作用

维生素b6：多种酶的辅酶

维生素b12：影响一碳单位的代谢和脂肪酸的合成

维生素pp：活化形式作为脱氢酶的辅酶参与氧化还原反应

维生素c：羟化酶的辅酶，作为抗氧化剂可直接参与体内氧化还原反应，增强免疫力

泛酸：酰基转移酶的辅酶

生物素：羧化酶的辅酶

叶酸：活性形式四氢叶酸是一碳单位的载体

a-硫辛酸：抗脂肪肝和降低胆固醇的作用