酶
酶的催化作用
酶的活性中心:指酶分子能与底物结合并发生催化作用的局部空间结构。凡具有活性的酶都具有活性中心。
1.活性中心内的必需集团:它包含两个集团(结合集团和催化集团),其特点是与催化作用直接相关,是酶发挥催化作用的关键部位。
2.活性中心外的必需集团:在活性中心外的区域,还有一些不与底物直接作用的必需基团,这些基团与维持整个酶分子的空间构象有关。
酶促反应的特点
酶不仅催化体内化学反应,而且在体外也能发挥催化作用。
1.有效地降低反应的活化能,具有极高的催化能力。
2.高度的专一性
3.可调节性(这是与无机催化反应的不同点)
4.不稳定性
酶-底物复合物
酶在发挥催化作用前,需与底物密切结合形成酶-底物中间复合物。这种结合是酶与底物结构的相互诱导、相互形变、相互适应的过程,这种解释酶与底物相互作用的学说称为诱导契合学说。
辅酶与酶的辅助因子
维生素与辅酶的关系
多种水溶性B族维生素在体内参与辅酶的组成。
转移的基团 |
辅酶或辅基 |
所含维生素 |
氢原子 |
黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)、黄素单核苷酸(FMN) |
维生素B2 |
醛基 |
焦磷酸硫胺素(TPP) |
维生素B1 |
酰基 |
辅酶A |
泛酸(遍多酸) |
烷基 |
辅酶B12 |
维生素B12 |
一氧化碳 |
四氢叶酸 |
叶酸 |
氨基 |
磷酸吡哆醛 |
维生素B6 |
辅酶作用
包括:①运载氢原子或电子,参与氧化还原反应;②运载反应基团,参与基团转移。
金属离子作用
1.稳定构象 稳定酶蛋白催化活性所必需的分子构象。
2.构成酶的活性中心 作为酶活性中心的组成成分,参与构成酶的活性中心。
3.连接作用 作为桥梁,将底物分子与酶蛋白螯合起来。
酶促反应动力学
底物浓度对反应速度的影响
米-曼氏方程式
[S]:底物浓度。
V:反应速度。
Vmax:最大反应速度。
Km:等于酶促反应速度为最大反应速度一半时的底物浓度。
最适pH:酶催化活性最大时的环境pH。
最适温度:酶促反应速度最快时的环境温度。
抑制剂与激活剂
1.不可逆性抑制:共价键结合(有机磷农药)
2.可逆性抑制:非共价键结合
|
定义 |
Vmax |
Km |
①竞争性抑制 (磺胺抗菌素) |
抑制剂与底物竞争性结合酶的活化中心 |
不变 |
变大 |
②反竞争性抑制 |
抑制剂与酶-底物复合物结合阻止产物的生成. |
减小 |
减小 |
③非竞争性抑制 |
抑制剂与酶、酶-底物复合物结合使酶丧失活性 |
减小 |
不变 |
口诀:竞K大,非V小,反竞K,V都变小。
酶活性的调节
1.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,从而改变酶的活性,此种调节方式称变构调节。
2.共价修饰 在其他酶的作用下,酶蛋白肽链上的某些基团可与某种化学基团发生可逆的共价结合,从而改变酶的活性,此过程称为共价修饰。其中磷酸化和去磷酸化最常见。
3.酶原激活 酶原在一定的条件下,可转变成有活性的酶。
4.同工酶
(1)概念:是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。
(2)举例:乳酸脱氢酶(LDH1~LDH5共5种同工酶)心、肾以LDH1为主;肺以LDH3和LDH4为主;骨骼肌以LDH5为主;肝以LDH5为主。血清中LDH含量的顺序是LDH2>LDH1>LDH3>LDH4>LDH5。
例题
酶促反应中竞争性抑制对底物浓度(Km)和反应速度(Vmax)的影响正确的是
A.Vmax值不变
B.Vmax值↑
C.Km值↑
D.Vmax值↓
E.Km值↓
『正确答案』C
『答案解析』竞K大,非V小,反竞K,V都变小。