生物化学知识点及习题解析---第三章 酶与辅酶

第三章   酶与辅酶

 

一、知识要点

 

在生物体的活细胞中每分每秒都进行着成千上万的大量生物化学反应，而这些反应却能有条不紊地进行且速度非常快，使细胞能同时进行各种降解代谢及合成代谢，以满足生命活动的需要。生物细胞之所以能在常温常压下以极高的速度和很大的专一性进行化学反应，这是由于生物细胞中存在着生物催化剂——酶。酶是生物体活细胞产生的具有特殊催化能力的蛋白质。

酶作为一种生物催化剂不同于一般的催化剂，它具有条件温和、催化效率高、高度专一性和酶活可调控性等催化特点。酶可分为氧化还原酶类、转移酶类、水解酶类、裂解酶类、异构酶类和合成酶类六大类。酶的专一性可分为相对专一性、绝对专一性和立体异构专一性，其中相对专一性又分为基团专一性和键专一性，立体异构专一性又分为旋光异构专一性、几何异构专一性和潜手性专一性。

影响酶促反应速度的因素有底物浓度（S）、酶液浓度（E）、反应温度（T）、反应pH值、激活剂（A）和抑制剂（I）等。其中底物浓度与酶反应速度之间有一个重要的关系为米氏方程，米氏常数（Km）是酶的特征性常数，它的物理意义是当酶反应速度达到最大反应速度一半时的底物浓度。竞争性抑制作用、非竞争性抑制作用和反竞争性抑制作用分别对Km值与Vmax的影响是各不相同的。

酶的活性中心有两个功能部位，即结合部位和催化部位。酶的催化机理包括过渡态学说、邻近和定向效应、锁钥学说、诱导楔合学说、酸碱催化和共价催化等，每个学说都有其各自的理论依据，其中过渡态学说或中间产物学说为大家所公认，诱导楔合学说也为对酶的研究做了大量贡献。

胰凝乳蛋白酶是胰脏中合成的一种蛋白水解酶，其活性中心由Asp102、His57及Ser195构成一个电荷转接系统，即电荷中继网。其催化机理包括两个阶段，第一阶段为水解反应的酰化阶段，第二阶段为水解反应的脱酰阶段。

同工酶和变构酶是两种重要的酶。同工酶是指有机体内能催化相同的化学反应，但其酶蛋白本身的理化性质及生物学功能不完全相同的一组酶；变构酶是利用构象的改变来调节其催化活性的酶，是一个关键酶，催化限速步骤。

酶技术是近年来发展起来的，现在的基因工程、遗传工程、细胞工程、酶工程、生化工程和生物工程等领域都有酶技术的参与。

维生素是生物生长和生命活动中所必需的微量有机物，在天然食物中含量极少，人体自身不能合成，必须从食物中摄取。这些维生素既不是构成各种组织的主要原料，也不是体内能量的来源，它们的生理功能主要是在物质代谢过程中起着非常重要的作用，因代谢过程离不开酶，而结合蛋白酶中的辅酶和辅基绝大多数都含有维生素成份。机体缺乏某种维生素时，代谢受阻，表现出维生素缺乏症，而植物体内能合成维生素。

 

二、习  题

 

（一）名词解释

1．米氏常数（Km值）

2．底物专一性（substrate specificity）

3．辅基（prosthetic group）

4．单体酶（monomeric enzyme）

5．寡聚酶（oligomeric enzyme）

6．多酶体系（multienzyme system）

7．激活剂（activator）

8．抑制剂（inhibitor inhibiton）

9．变构酶（allosteric enzyme）

10．同工酶（isozyme）

11．诱导酶（induced enzyme）

12．酶原（zymogen）

13．酶的比活力（enzymatic compare energy）

14．活性中心（active center）

 

（二）英文缩写符号

1．NAD+（nicotinamide adenine dinucleotide） 

2．FAD（flavin adenine dinucleotide）

3．THFA（tetrahydrofolic acid）

4．NADP+（nicotinamide adenine dinucleotide phosphate）

5．FMN（flavin mononucleotide）

6．CoA（coenzyme A）

7．ACP（acyl carrier protein）  

8．BCCP（biotin carboxyl carrier protein）

9．PLP（pyridoxal phosphate）

 

（三）填空题

1．酶是           产生的，具有催化活性的                        。

2．酶具有         、          、           和           等催化特点。

3．影响酶促反应速度的因素有       、        、        、       、       和           。

4．胰凝乳蛋白酶的活性中心主要含有      、      、和      基，三者构成一个氢键体系，使其中的       上的      成为强烈的亲核基团，此系统称为           系统或                。

5．与酶催化的高效率有关的因素有              、             、             、

                   、                   等。

6．丙二酸和戊二酸都是琥珀酸脱氢酶的                    抑制剂。

7．变构酶的特点是：（1）           ，（2）                      ，它不符合一般的         ，当以V对[S]作图时，它表现出      型曲线，而非      曲线。它是              酶。

8．转氨酶的辅因子为    即维生素        。其有三种形式，分别为      、        、       ，其中      在氨基酸代谢中非常重要，是       、        和         的辅酶。

9．叶酸以其      起辅酶的作用，它有      和      两种还原形式，后者的功能作为       载体。

10．一条多肽链Asn-His-Lys-Asp-Phe-Glu-Ile-Arg-Glu-Tyr-Gly-Arg经胰蛋白酶水解可得到   个多肽。

11．全酶由     和      组成，在催化反应时，二者所起的作用不同，其中      决定酶的专一性和高效率，      起传递电子、原子或化学基团的作用。

12．辅助因子包括     、      和       等。其中     与酶蛋白结合紧密，需要      除去，       与酶蛋白结合疏松，可以用          除去。

13．T．R．Cech和S.Alman因各自发现了        而共同获得1989年的诺贝尔奖（化学奖）。

14．根据国际系统分类法，所有的酶按所催化的化学反应的性质可分为六类        、        、        、        、        、        和         。

15．根据国际酶学委员会的规定，每一种酶都有一个唯一的编号。醇脱氢酶的编号是EC1.1.1.1，EC代表                 ，4个数字分别代表            、               、            和            。

16．根据酶的专一性程度不同，酶的专一性可以分为        、        、            和             。 

17．酶的活性中心包括             和          两个功能部位，其中           直接与底物结合，决定酶的专一性，                是发生化学变化的部位，决定催化反应的性质。

18．酶活力是指           ，一般用                表示。

19．通常讨论酶促反应的反应速度时，指的是反应的        速度，即         时测得的反应速度。

20．解释别构酶作用机理的假说有          模型和         模型两种。

21．固定化酶的优点包括                  ，                   ，                   等。

22．pH值影响酶活力的原因可能有以下几方面：影响                            ，影响                            ，影响                                  。

23．温度对酶活力影响有以下两方面：一方面                     ，另一方面                 。

24．脲酶只作用于尿素，而不作用于其他任何底物，因此它具有             专一性；甘油激酶可以催化甘油磷酸化，仅生成甘油-1-磷酸一种底物，因此它具有             专一性。

25．酶促动力学的双倒数作图（Lineweaver-Burk作图法），得到的直线在横轴的截距为          ，纵轴上的截距为                       。

26．磺胺类药物可以抑制                        酶，从而抑制细菌生长繁殖。

27．判断一个纯化酶的方法优劣的主要依据是酶的             和              。

28．维生素是维持生物体正常生长所必需的一类_________有机物质。主要作用是作为_________的组分参与体内代谢。

29．根据维生素的____________性质，可将维生素分为两类，即____________和____________。

30．维生素B1由__________环与___________环通过__________相连，主要功能是以__________形式，作为____________和____________的辅酶，转移二碳单位。

31．维生素B2的化学结构可以分为二部分，即____________和____________，其中____________原子上可以加氢，因此有氧化型和还原型之分。

32．维生素B3由__________与_________通过___________相连而成，可以与__________，_________和___________共同组成辅酶___________，作为各种____________反应的辅酶，传递____________。

33．维生素B5是_________衍生物，有_________，_________两种形式，其辅酶形式是________与_________，作为_______酶的辅酶，起递______作用。

34．生物素可看作由____________，____________，____________三部分组成，是____________的辅酶，在____________的固定中起重要的作用。

35．维生素B12是唯一含____________的维生素，由____________，____________和氨基丙酸三部分组成，有多种辅酶形式。其中____________是变位酶的辅酶，____________是转甲基酶的辅酶。

36．维生素C是____________的辅酶，另外还具有____________作用等。

 

（四）选择题

1．酶的活性中心是指：

A．酶分子上含有必需基团的肽段      B．酶分子与底物结合的部位

C．酶分子与辅酶结合的部位        D．酶分子发挥催化作用的关键性结构区

E．酶分子有丝氨酸残基、二硫键存在的区域

2．酶催化作用对能量的影响在于：

A．增加产物能量水平       B．降低活化能       C．降低反应物能量水平

D．降低反应的自由能       E．增加活化能

3．竞争性抑制剂作用特点是：

A．与酶的底物竞争激活剂        B．与酶的底物竞争酶的活性中心

   C．与酶的底物竞争酶的辅基      D．与酶的底物竞争酶的必需基团； 

E．与酶的底物竞争酶的变构剂

4．竞争性可逆抑制剂抑制程度与下列那种因素无关：

A．作用时间            B．抑制剂浓度           C．底物浓度

D．酶与抑制剂的亲和力的大小       E．酶与底物的亲和力的大小

5．哪一种情况可用增加[S]的方法减轻抑制程度：

A．不可逆抑制作用     B．竞争性可逆抑制作用     C．非竞争性可逆抑制作用

D．反竞争性可逆抑制作用     E．无法确定

6．酶的竞争性可逆抑制剂可以使：

A．Vmax减小，Km减小       B．Vmax增加，Km增加   

C．Vmax不变，Km增加       D．Vmax不变，Km减小   

E．Vmax减小，Km增加

7．下列常见抑制剂中，除哪个外都是不可逆抑制剂：

A  有机磷化合物            B  有机汞化合物            C  有机砷化合物 

D  氰化物                  E  磺胺类药物

8．酶的活化和去活化循环中，酶的磷酸化和去磷酸化位点通常在酶的哪一种氨基酸残基上：

A．天冬氨酸           Ｂ．脯氨酸         Ｃ．赖氨酸  

D．丝氨酸             Ｅ．甘氨酸

9．在生理条件下，下列哪种基团既可以作为H+的受体，也可以作为H+的供体：

A．His的咪唑基      B．Lys的ε氨基      C．Arg的胍基

D．Cys的巯基        E．Trp的吲哚基

10．对于下列哪种抑制作用，抑制程度为50%时，[I]=Ki ：

A．不可逆抑制作用           B．竞争性可逆抑制作用 

C．非竞争性可逆抑制作用     D．反竞争性可逆抑制作用     E．无法确定

11．下列辅酶中的哪个不是来自于维生素：

A．CoA      B．CoQ   C．PLP     D．FH2 E．FMN

12．下列叙述中哪一种是正确的：

A．所有的辅酶都包含维生素组分 

B．所有的维生素都可以作为辅酶或辅酶的组分

C．所有的B族维生素都可以作为辅酶或辅酶的组分

D．只有B族维生素可以作为辅酶或辅酶的组分

13．多食糖类需补充：

A．维生素B1        B．维生素B2    C．维生素B5   

D．维生素B6       E．维生素B7

14．多食肉类，需补充：

A．维生素B1       B．维生素B2      C．维生素B5   

D．维生素B6       E．维生素B7

15．以玉米为主食，容易导致下列哪种维生素的缺乏：

A．维生素B1        B．维生素B2      C．维生素B5  

D．维生素B6       E．维生素B7

16．下列化合物中除哪个外，常作为能量合剂使用：

A．CoA     B．ATP     C．胰岛素     D．生物素

17．下列化合物中哪个不含环状结构：

A．叶酸      B．泛酸      C．烟酸      D．生物素     E．核黄素

18．下列化合物中哪个不含腺苷酸组分：

A．CoA      B．FMN      C．FAD      D．NAD+   E．NADP+

19．需要维生素B6作为辅酶的氨基酸反应有：

A．成盐、成酯和转氨         B．成酰氯反应      C．烷基化反应 

D．成酯、转氨和脱羧          E．转氨、脱羧和消旋

 

（五）是非判断题

（ ）1．酶促反应的初速度与底物浓度无关。     

（ ）2．当底物处于饱和水平时，酶促反应的速度与酶浓度成正比。       

（ ）3．某些酶的Km由于代谢产物存在而发生改变，而这些代谢产物在结构上与底物无关。

（ ）4．某些调节酶的V-[S]的S形曲线表明，酶与少量底物的结合增加了酶对后续底物分子的亲和力。

（ ）5．测定酶活力时，底物浓度不必大于酶浓度。

（ ）6．测定酶活力时，一般测定产物生成量比测定底物消耗量更为准确。

（ ）7．在非竞争性抑制剂存在下，加入足量的底物，酶促的反应能够达到正常Vmax。

（ ）8．碘乙酸因可与活性中心-SH以共价键结合而抑制巯基酶，而使糖酵解途径受阻。

（ ）9．诱导酶是指当细胞加入特定诱导物后，诱导产生的酶，这种诱导物往往是该酶的产物。

（ ）10．酶可以促成化学反应向正反应方向转移。

（ ）11．对于可逆反应而言，酶既可以改变正反应速度，也可以改变逆反应速度。

（ ）12．酶只能改变化学反应的活化能而不能改变化学反应的平衡常数。

（ ）13．酶活力的测定实际上就是酶的定量测定。

（ ）14．从鼠脑分离的己糖激酶可以作用于葡萄糖（Km=6×10-6mol/L）或果糖（Km=2×10-3mol/L），则己糖激酶对果糖的亲和力更高。

（ ）15．Km是酶的特征常数，只与酶的性质有关，与酶浓度无关

（ ）16．Km是酶的特征常数，在任何条件下，Km是常数。

（ ）17．Km是酶的特征常数，只与酶的性质有关，与酶的底物无关。

（ ）18．一种酶有几种底物就有几种Km值。

（ ）19．当[S]>>Km时， V趋向于Vmax，此时只有通过增加[E]来增加V。

（ ）20．酶的最适pH值是一个常数，每一种酶只有一个确定的最适pH值。

（ ）21．酶的最适温度与酶的作用时间有关，作用时间长，则最适温度高，作用时间短，则最适温度低。

（ ）22．金属离子作为酶的激活剂，有的可以相互取代，有的可以相互拮抗。

（ ）23．增加不可逆抑制剂的浓度，可以实现酶活性的完全抑制。

（ ）24．竞争性可逆抑制剂一定与酶的底物结合在酶的同一部位。

（ ）25．由1g粗酶制剂经纯化后得到10mg电泳纯的酶制剂，那么酶的比活较原来提高了100倍。

（ ）26．酶反应的最适pH值只取决于酶蛋白本身的结构。

（ ）27．所有B族维生素都是杂环化合物。

（ ）28．B族维生素都可以作为辅酶的组分参与代谢。

（ ）29．脂溶性维生素都不能作为辅酶参与代谢。

（ ）30．除了动物外，其他生物包括植物、微生物的生长也有需要维生素的现象。

（ ）31．植物的某些器官可以自行合成某些维生素，并供给植物整体生长所需。

（ ）32．维生素E不容易被氧化，因此可做抗氧化剂。

 

（六）问答题及计算题

1．怎样证明酶是蛋白质？

2．简述酶作为生物催化剂与一般化学催化剂的共性及其个性？

3．简述Cech及Altman是如何发现具有催化活性的RNA的？

4．试指出下列每种酶具有哪种类型的专一性？

（1）脲酶（只催化尿素NH2CONH2的水解，但不能作用于NH2CONHCH3）；

（2）β-D-葡萄糖苷酶（只作用于β-D-葡萄糖形成的各种糖甘，但不能作用于其他的糖苷，例如果糖苷）；

（3）酯酶（作用于R1COOR2的水解反应）；

（4）L-氨基酸氧化酶（只作用于L-氨基酸，而不能作用于D-氨基酸）；

（5）反丁烯二酸水合酶[只作用于反丁烯二酸（延胡索酸），而不能作用于顺丁烯二酸（马来酸）]；

（6）甘油激酶（催化甘油磷酸化，生成甘油-1-磷酸）。

5．称取25mg蛋白酶配成25mL溶液，取2mL溶液测得含蛋白氮0.2mg，另取0.1mL溶液测酶活力，结果每小时可以水解酪蛋白产生1500μg酪氨酸，假定1个酶活力单位定义为每分钟产生1μg酪氨酸的酶量，请计算：

（1）酶溶液的蛋白浓度及比活。

（2）每克纯酶制剂的总蛋白含量及总活力。

6．Vmax与米氏常数可以通过作图法求得，试比较V~[S]图，双倒数图，V~V/[S]作图，[S]/V~[S]作图及直接线性作图法求Vmax和Km的优缺点？

7．（1）为什么某些肠道寄生虫如蛔虫在体内不会被消化道内的胃蛋白酶、胰蛋白酶消化？

   （2）为什么蚕豆必须煮熟后食用，否则容易引起不适？

8．使用下表数据，作图判断抑制剂类型（竞争性还是非竞争性可逆抑制剂）？

9．甘油醛-3-磷酸脱氢酶（Mr 150 000）的活性位点有一个Cys残基，假定为使5mL的1.2mg/mL的酶溶液完全失活，需要3.0×10 -2mg碘乙酰胺（Mr 185），计算酶的催化亚基的数目？

10．对活细胞的实验测定表明，酶的底物浓度通常就在这种底物的Km值附近，请解释其生理意义？为什么底物浓度不是大大高于Km或大大低于Km呢？

11．有时别构酶的活性可以被低浓度的竞争性抑制剂激活，请解释？

12．（1）对于一个遵循米氏动力学的酶而言，当[S]=Km时，若V=35μmol/min，Vmax是多少μmol/min？

   （2）当[S]=2×10 -5mo/L，V=40μmol/min，这个酶的Km是多少？

   （3）若I表示竞争性抑制剂，KI=4×10-5mol/L，当[S]=3×10-2mol/L和[I]=3×10-5mol/L时，V是多少？

   （4）若I是非竞争性抑制剂，在KI、[S]和[I]条件与（3）中相同时，V是多少？

（2）计算[S]=1.0×10-6mol/L和[S]=1.0×10-1mol/L时的v？

（3）计算[S]=2.0×10-3mol/L或[S]=2.0×10-6mol/L时最初5min内的产物总量？

（4）假如每一个反应体系中酶浓度增加到4倍时，Km，Vmax是多少？

13．在很多酶的活性中心均有His残基参与，请解释？

22．将下列化学名称与B族维生素及其辅酶形式相匹配？

（A）泛酸；（B）烟酸；（C）叶酸；（D）硫胺素；（E）核黄素；（F）吡哆素；（G）生物素。

（1）B1 ；（2）B2 ；（3）B3 ；（4）B5 ；（5）B6 ； （6）B7 ；（7）B11； （8）B12。

(Ⅰ)FMN；(Ⅱ)FAD；(Ⅲ)NAD+；(Ⅳ)NADP+；(Ⅴ)CoA；(Ⅵ)PLP；(Ⅶ)PMP；(Ⅷ)FH2，FH4；(Ⅸ)TPP。

 

三、习题解答

 

（一）名词解释

1．米氏常数（Km值）：用Ｋm值表示，是酶的一个重要参数。Ｋm值是酶反应速度（V）达到最大反应速度（Vmax）一半时底物的浓度（单位M或mM）。米氏常数是酶的特征常数，只与酶的性质有关，不受底物浓度和酶浓度的影响。

2．底物专一性：酶的专一性是指酶对底物及其催化反应的严格选择性。通常酶只能催化一种化学反应或一类相似的反应，不同的酶具有不同程度的专一性，酶的专一性可分为三种类型：绝对专一性、相对专一性、立体专一性。

3．辅基：酶的辅因子或结合蛋白质的非蛋白部分，与酶或蛋白质结合得非常紧密，用透析法不能除去。

4．单体酶：只有一条多肽链的酶称为单体酶，它们不能解离为更小的单位。分子量为13,000——35,000。

5．寡聚酶：有几个或多个亚基组成的酶称为寡聚酶。寡聚酶中的亚基可以是相同的，也可以是不同的。亚基间以非共价键结合，容易为酸碱，高浓度的盐或其它的变性剂分离。寡聚酶的分子量从35 000到几百万。

6．多酶体系：由几个酶彼此嵌合形成的复合体称为多酶体系。多酶复合体有利于细胞中一系列反应的连续进行，以提高酶的催化效率，同时便于机体对酶的调控。多酶复合体的分子量都在几百万以上。

7．激活剂：凡是能提高酶活性的物质，都称激活剂，其中大部分是离子或简单的有机化合物。

8．抑制剂：能使酶的必需基团或酶活性部位中的基团的化学性质改变而降低酶的催化活性甚至使酶的催化活性完全丧失的物质。

9．变构酶：或称别构酶，是代谢过程中的关键酶，它的催化活性受其三维结构中的构象变化的调节。

10．同工酶：是指有机体内能够催化同一种化学反应，但其酶蛋白本身的分子结构组成却有所不同的一组酶。

11．诱导酶：是指当细胞中加入特定诱导物后诱导产生的酶，它的含量在诱导物存在下显著增高，这种诱导物往往是该酶底物的类似物或底物本身。

12．酶原：酶的无活性前体，通常在有限度的蛋白质水解作用后，转变为具有活性的酶。

13．酶的比活力：比活力是指每毫克蛋白质所具有的活力单位数，可以用下式表示：

 

14．活性中心：酶分子中直接与底物结合，并催化底物发生化学反应的部位，称为酶的活性中心。

 

（二）英文缩写符号

1．NAD+ （nicotinamide adenine dinucleotide）：烟酰胺腺嘌呤二核苷酸；辅酶Ⅰ。

2．FAD（flavin adenine dinucleotide）：黄素腺嘌呤二核苷酸。

3．THFA（tetrahydrofolic acid）：四氢叶酸。

4．NADP+（nicotinamide adenine dinucleotide phosphate）：烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸；辅酶Ⅱ。

5．FMN（flavin mononucleotide）：黄素单核苷酸。

6．CoA（coenzyme A）：辅酶A。

7．ACP（acyl carrier protein）：酰基载体蛋白。

8．BCCP（biotin carboxyl carrier protein）：生物素羧基载体蛋白。

9．PLP（pyridoxal phosphate）：磷酸吡哆醛。

 

（三）填空题

1．活细胞；蛋白质  

2．高效性；专一性；作用条件温和；受调控  

3．[E]；[S]；pH；T（温度）；I（抑制剂）；A（激活剂）

4．Ser195；His57；Asp102；Ser195；氧原子；电荷转接；电荷中继网

5．邻近效应；定向效应；诱导应变；共价催化；活性中心酸碱催化

6．竞争性

7．由多个亚基组成；除活性中心外还有变构中心；米氏方程；S；双；寡聚酶

8．磷酸吡哆醛；VB6；磷酸吡哆醛；磷酸吡哆胺；磷酸吡哆醇；磷酸吡哆醛；转氨酶；脱羧酶；消旋酶

9．还原性产物；DHFA；THFA；一碳单位

10．三

11．酶蛋白；辅助因子；酶蛋白；辅助因子

12．辅酶；辅基；金属离子；辅基；化学方法处理；辅酶；透析法

13．核酶（具有催化能力的RNA）

14．氧化还原酶类；转移酶类；水解酶类；裂合酶类；异构酶类；合成酶类

15．酶学委员会；氧化还原酶类；作用-CHOH基团的亚类；受体NAD+或NADP+的亚亚类；序号为1

16．绝对专一性；相对专一性；立体专一性

17．结合部位；催化部位；结合部位；催化部位

18．酶催化化学反应的能力；一定条件下，酶催化某一化学反应的反应速度

19．初；底物消耗量<5%

20．齐变；序变

21．稳定性好；可反复使用；易于与反应液分离

22．底物分子的解离状态；酶分子的解离状态；中间复合物的解离状态

23．温度升高，可使反应速度加快；温度太高，会使酶蛋白变性而失活

24．绝对；立体

25．-1/Km；1/Vmax

26．二氢叶酸合成酶

27．比活力；总活力

28．微量；辅酶

29．溶解；水溶性维生素；脂溶性维生素

30．嘧啶；噻唑；亚甲基；TPP；脱羧酶；转酮酶

31．二甲基异咯嗪基；核糖醇基；1，10位氮

32．丁酸衍生物；β-丙氨酸；酰胺键；巯基乙胺；焦磷酸；3’-AMP；CoA；酰化；酰基

33．吡啶；烟酸；烟酰胺；NAD+；NADP+；脱氢；氢

34．尿素；噻吩；戊酸侧链；羧化酶；CO2

35．金属元素；咕啉环；核苷酸；5’-脱氧腺苷钴胺素；甲基钴胺素

36．羟化；解毒

 

（四）选择题

1．D：酶活性中心有一个结合部位和一个催化部位，分别决定专一性和催化效率，是酶分子发挥作用的一个关键性小区域。

2．B：酶是生物催化剂，在反应前后没有发生变化，酶之所以能使反应快速进行，就是它降低了反应的活化能。

3．B：酶的竞争性抑制剂与酶作用的底物的结构基本相似，所以它与底物竞争酶的活性中心，从而抑制酶的活性，阻止酶与底物反应。

4．A：竞争性可逆抑制剂抑制程度与底物浓度、抑制剂浓度、酶与抑制剂的亲和力、酶与底物的亲和力有关，与作用时间无关。  

5．B：竞争性可逆抑制作用可用增加[S]的方法减轻抑制程度。

6．C：酶的竞争性可逆抑制剂可以使Vmax不变，Km增加。

7．E：磺胺类药物是竞争性可逆抑制剂。

8．D：蛋白激酶可以使ATP分子上的γ-磷酸转移到一种蛋白质的丝氨酸残基的羟基上，在磷酸基的转移过程中，常伴有酶蛋白活性的变化，例如肝糖原合成酶的磷酸化与脱磷酸化两种形式对糖原合成的调控是必需的。

9．A：His咪唑基的pK值在6.0~7.0之间，在生理条件下一半解离，一半未解离，解离的部分可以作为H+的受体，未解离的部分可以作为H+的供体。

10．C：对于非竞争性可逆抑制作用，抑制程度为50%时，[I]=Ki。

11．B：CoQ不属于维生素，CoA是维生素B3的衍生物，PLP是维生素B6的衍生物，FH2是维生素B11的衍生物，FMN是维生素B2的衍生物。

12．C：很多辅酶不包含维生素组分，如CoQ等；有些维生素不可以作为辅酶或辅酶的组分，如维生素E等；所有的B族维生素都可以作为辅酶或辅酶的组分，但并不是只有B族维生素可以作为辅酶或辅酶的组分，如维生素K也可以作为γ-羧化酶的辅酶。

13．A：维生素B1以辅酶TPP的形式参与代谢，TPP是丙酮酸脱氢酶系、α-酮戊二酸脱氢酶系、转酮酶等的辅酶，因此与糖代谢关系密切。多食糖类食物消耗的维生素B1增加，需要补充。

14．D：维生素B6以辅酶PLP，PMP的形式参与氨基酸代谢，是氨基酸转氨酶、脱羧酶和消旋酶的辅酶，因此多食用蛋白质类食物消耗的维生素B6增加，需要补充。

15．C：玉米中缺少合成维生素B5的前体—色氨酸，因此以玉米为主食，容易导致维生素B5的缺乏。

16．D：CoA、ATP和胰岛素常作为能量合剂使用。

17．B：泛酸是B族维生素中唯一不含环状结构的化合物。

18．B：FMN是黄素单核苷酸，不含腺苷酸组分。

19．E：VB6以辅酶PLP，PMP的形式参与氨基酸代谢，是氨基酸转氨酶、脱羧酶和消旋酶的辅酶。

 

（五）是非判断题

1．错：酶促反应的初速度与底物浓度是有关的，当其它反应条件满足时，酶促反应的初速度与底物浓度成正比。

2．对：当底物足够时，酶浓度增加，酶促反应速度也加快，成正比。

3．对：Km是酶的特征性常数，反应的代谢产物可能影响酶性质的改变从而影响Km的变化，而这些代谢产物在结构上并不与底物一致。

4．对：调节酶大多数为变构酶，变构酶是利用构象的改变来调节其催化活性的酶，是一个关键酶，催化限速步骤，当少量底物与酶结合后，使酶的构象发生改变从而能结合更多的底物分子。

5．错：底物应该过量才能更准确的测定酶的活力。

6．对：产物生成量比底物消耗量更易测得且准确。

7．错：非竞争性抑制剂只和酶与底物反应的中间产物结合，酶促反应的Vmax是减小的，不能通过增加底物来达到正常的Vmax。而竞争性抑制剂可以通过增加底物的浓度来达到Vmax。

8．对：碘乙酸是糖酵解过程中的一个抑制剂，与半胱氨酸或蛋氨酸的-SH结合，使糖酵解途径受阻。

9．错：诱导物一般为酶的作用底物，可诱导细胞产生特定的诱导酶。

10．错：对于可逆反应而言，酶既可以改变正反应速度，也可以改变逆反应速度，但不改变化学反应的平衡点。

11．对。

12．对：酶通过降低化学反应的活化能加快化学的反应速度，但不改变化学反应的平衡常数。

13．对：检查酶的含量及存在，不能直接用重量或体积来表示，常用它催化某一特定反应的能力来表示，即用酶的活力来表示，因此酶活力的测定实际上就是酶的定量测定。

14．错：Km值可以近似地反应酶与底物亲和力，Km越低，亲和力越高，因此已糖激酶对葡萄糖的亲和力更高。

15．对：Km是酶的特征常数之一，一般只与酶的性质有关，与酶浓度无关。不同的酶，Km值不同。    

16．错：Km作为酶的特征常数，只是对一定的底物、一定的pH值、一定的温度条件而言。

17．错：见上题，同一种酶有几种底物就有几种Km值，其中Km值最小的底物一般称为酶的最适底物。

18．对。

19．对：当[S]>>Km时，V趋向于Vmax，因此v=K3[E]，所以可以通过增加[E]来增加V。

20．错：酶的最适pH值有时因底物种类、浓度及缓冲液成分不同而不同，并不是一个常数。

21．错：酶最适温度与酶的作用时间有关，作用时间越长，则最适温度低，作用时间短，则最适温度高。

22．对：金属离子作为酶的激活剂，有的可以相互取代，如Mg2+作为激酶等的激活剂可以被Mn2+取代；有的可以相互拮抗，如Na+抑制K+ 的激活作用。

23．对：不可逆抑制剂通常以比较牢固的共价键与酶结合，而使酶失活，不能用透析、超滤等物理方法除去抑制剂而恢复酶的活性，因此增加不可逆抑制剂的浓度，可以实现酶活性的完全抑制。

24．错：竞争性可逆抑制剂可以与酶的底物结合在酶的同一部位，也可以与酶的底物结合在酶的不同部位，由于空间位阻或构象改变的原因而不能同时结合。

25．错：因为不知道纯化前后的比活分别是多少，因此无法计算比活的提高倍数。

36．错：酶反应的最适pH值不仅取决于酶蛋白本身的结构，还与底物种类、浓度及缓冲液成分有关。

27．错：B族维生素中维生素B3不含环状结构，其余都是杂环化合物。

28．对：所有B族维生素都可以作为辅酶或辅酶的组分参与代谢。

29．错：维生素K可以作为γ-羟化酶的辅酶，促进凝血。

30．对：如酵母的生长需要维生素B6等，植物的生长也有需要维生素的现象。

31．对：如豌豆子叶可以合成维生素C，供整体使用；去除子叶后，则豌豆子叶生长不良。

32．错：维生素E极易被氧化，因此可做抗氧化剂。

 

（六）问答题及计算题（解题要点）

1．答：（1）酶能被酸、碱及蛋白酶水解，水解的最终产物都是氨基酸，证明酶是由氨基酸组成的。

（2）酶具有蛋白质所具有的颜色反应，如双缩脲反应、茚三酮反应、米伦反应、乙醛酸反应。

（3）一切能使蛋白质变性的因素，如热、酸碱、紫外线等，同样可以使酶变性失活。

（4）酶同样具有蛋白质所具有的大分子性质，如不能通过半透膜、可以电泳等。

（5）酶同其他蛋白质一样是两性电解质，并有一定的等电点。

总之，酶是由氨基酸组成的，与其他已知的蛋白质有着相同的理化性质，所以酶的化学本质是蛋白质。

2．答：（1）共性：用量少而催化效率高；仅能改变化学反应的速度，不改变化学反应的平衡点，酶本身在化学反应前后也不改变；可降低化学反应的活化能。

  （2）个性：酶作为生物催化剂的特点是催化效率更高，具有高度的专一性，容易失活，活力受条件的调节控制，活力与辅助因子有关。

3．（1）1982年，美国的T.Cech发现原生动物四膜虫的26S rRNA前体能够在完全没有蛋白质的情况下，自我加工、拼接，得到成熟的rRNA。

  （2）1983年，S.Atman和Pace实验室研究RNase P时发现，将RNase P的蛋白质与RNA分离，分别测定，发现蛋白质部分没有催化活性，而RNA部分具有与全酶相同的催化活性。

  （3）1986年，T.Cech发现在一定条件下，L19 RNA可以催化Poly C的切割与连接。

4．答：（1）绝对专一性；（2）相对专一性（族专一性）；（3）相对专一性（键专一性）；

（4）立体专一性（旋光异构专一性）；（5）立体专一性（顺反异构专一性）；（6）立体专一性（识别从化学角度看完全对称的两个基团）。

5．答：（1）蛋白浓度=0.2×6.25mg/2mL=0.625mg/mL；

  （2）比活力=（1500/60×1ml/0.1mL）÷0.625mg/mL=400U/mg；

  （3）总蛋白=0.625mg/mL×1000mL=625mg；

  （4）总活力=625mg×400U/mg=2.5×105U。

6．答：（1）V~[S]图是双曲线的一支，可以通过其渐近线求Vmax，V=1/2Vmax时对应的[S]为Km；优点是比较直观，缺点是实际上测定时不容易达到Vmax，所以测不准。

  （2）1/V~1/[S]图是一条直线，它与纵轴的截距为1/Vmax，与横轴的截距为-1/Km，优点是使用方便，Vmax和Km都较容易求，缺点是实验得到的点一般集中在直线的左端，作图时直线斜率稍有偏差，Km就求不准。

  （3）V~V/[S]图也是一条直线，它与纵轴的截距为Vmax，与横轴的截距为Vmax/Km，斜率即为-Km，优点是求Km比较方便，缺点是作图前计算较繁。

  （4）[S]/V~[S]图也是一条直线，它与纵轴的截距为Km/Vmax，与横轴的截距为-Km，优缺点与V~V/[S]图相似。

  （5）直接线性作图法是一组交于一点的直线，交点的横坐标为Km，纵坐标为Vmax，是求Vmax和Km的最好的一种方法，不需计算，作图方便，结果准确。

7．答：（1）一些肠道寄生虫如蛔虫等可以产生胃蛋白酶和胰蛋白酶的抑制剂，使它在动物体内不致被消化。

  （2）蚕豆等某些植物种子含有胰蛋白酶抑制剂，煮熟后胰蛋白酶抑制剂被破坏，否则食用后抑制胰蛋白酶活性，影响消化，引起不适。

8．答：作1/V~1/[S]图，可知是竞争性可逆抑制剂。

9．答：（1）酶量（mmol）=1.2×5/150 000=4.0×10-5mmol；

（2）碘乙酰胺量（mmol）=3.0×10-2/185=1.6×10-4mmol，所以酶的催化亚基数为4。

10．答：据V~[S]的米氏曲线，当底物浓度大大低于Km值时，酶不能被底物饱和，从酶的利用角度而言，很不经济；当底物浓度大大高于Km值时，酶趋于被饱和，随底物浓度改变，反应速度变化不大，不利于反应速度的调节；当底物浓度在Km值附近时，反应速度对底物浓度的变化较为敏感，有利于反应速度的调节。

11．答：底物与别构酶的结合，可以促进随后的底物分子与酶的结合，同样竞争性抑制剂与酶的底物结合位点结合，也可以促进底物分子与酶的其它亚基的进一步结合，因此低浓度的抑制剂可以激活某些别构酶。

12．答：（1）当[S]=Km时，V=1/2Vmax，则Vmax=2×35=70μmol/min；

     （2）因为V=Vmax/(1+Km/[s]),所以Km=(Vmax/V-1)[s]=1.5×10 -5mol/L；

     （3）因为[S]>>Km,[I],所以V=Vmax=70μmol/min；

     （4）V=Vmax/(1+[I]/Ki)=40μmol/min。

13．答：酶蛋白分子中组氨酸的侧链咪唑基pK值为6.0~7.0,在生理条件下，一半解离，一半不解离，因此既可以作为质子供体（不解离部分），又可以作为质子受体（解离部分），既是酸，又是碱，可以作为广义酸碱共同催化反应，因此常参与构成酶的活性中心。

14．答：（A）―（3）―（Ⅴ）；

（B）―（4）―（Ⅲ），（Ⅳ）；

（C）―（7）―（Ⅷ）；

（D）―（1）―（Ⅸ）；

（E）―（2）―（Ⅰ），（Ⅱ）；

（F）―（5）―（Ⅵ），（Ⅶ）；

（G）―（6）。