5 酶
第5章 酶
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1．绝对特异性(absolute specificity)：
一种酶只能作用于一种化合物，以 催化一种化学反应，称为绝对特异 性，如脲酶。
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绝对专一性
O 脲酶 H2N—C—NH2 + H2O 2NH3 + CO2
NH2 O C NH2 尿素 NH CH3 O C NH2 甲基尿素 + H2O
Ｋm：米氏常数(Michaelis constant)
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（二）Km与Vmax的意义
Km值 ① Km等于酶促反应速度为最大反应速度一半 时的底物浓度。 ② 意义：
a) Km是酶的特征性常数之一；
b) Km可近似表示酶对底物的亲和力；
c) 同一酶对于不同底物有不同的Km值。
目录
Vmax
定义：Vm是酶完全被底物饱和时的 反应速度，与酶浓度成正比。 意义：Vmax=K3 [E] 如果酶的总浓度已知，可从Vmax
唾液淀粉酶丧失催化能力称酶失活 唾液淀粉酶
淀粉
底物
葡萄糖
产物 酶促反应
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二、 酶的化学组成★
(一)单纯酶 完全由蛋白质组成 (二)结合酶 蛋白质和非蛋白质 全酶 = 酶蛋白 + 辅助因子 酶蛋白：决定着反应的特异性， 辅助因子：决定着酶的催化反应 类型
目录
全酶
（辅助 因子是 金属）
金属酶
（金属离子与酶蛋白结合紧密）
2. 抑制作用的类型
(1)不可逆性抑制 (2)可逆性抑制
①竞争性抑制
②非竞争性抑制
③反竞争性抑制
目录
(二) 不可逆性抑制作用
1. 概念
抑制剂通常以共价键与酶活性中 心的必需基团相结合，使酶失活； 抑制剂不可用透析、超滤等方法 去除。
酶化学5别构酶、同工酶
乳糖、山梨糖醇
五.核酶 (ribozyme)
具有催化活性的RNA。
自1982年至今，已发现了几十种 ribozyme。 ribozyme的发现，突破了“酶的化学本质都是
蛋白质”这一传统观念。
五.核酶 (ribozyme)
嗜热四膜虫 26S RNA 前体的自我加工：切除
413nt 的内含子序列，使两个外显子拼接起来，成
一.别构酶 别 构 效 应 调节物与酶分子的调节部位结合之后 , 引 起酶分子构象变化 ,从而提高或降低酶活性 , 这
种效应称别构效应。
别构激活 （正协同效应）
别构抑制 （负协同效应）
一.别构酶
别构酶：具有别构效应的酶
一.别构酶
变构具有重要的生理意义：
底物浓度稍有降低，酶的活性明显下降，多酶体系催化 的代谢通路可因此而被关闭； 反之，底物浓度稍有升高，则酶活性迅速上升，代谢通 路又被打开，因此可以快速调节细胞内底物浓度和代谢 速度。
中主要是LDH1，骨骼肌的则是LDH5。
三.同工酶
同工酶的作用
对于适应不同的组织、器官的不同
生理需要非常重要； 是代谢调节的一种重要方式。
四.诱导酶 细胞内正常状态下不存在或含量很少的一类
酶 , 当细胞中出现诱导物后酶被诱导产生或酶含
量显著增高。 这种诱导物往往是该酶的底物或其类似物。
如：大肠杆菌的二次生长
酶等。
七.抗体酶（abzyme)
抗体酶是20 世纪80 年代后期人工合成的
具有催化能力的免疫球蛋白。
将酶分子催化机制与免疫球蛋白的分子
识别特性相结合。
目前已发现体内自发存在的抗体酶。
酶工程
认真阅 读书本 内容
为成熟的RNA分子。
5’-核苷酸酶的正常参考值范围及临床意义
5’-核苷酸酶的正常参考值范围及临床意义【摘要】目的：建立人血清5’-核苷酸酶(5'-Nucleotidase,5'-NT)的参考值范围。
方法：随机选择2013年1月~12月于本院体检的健康受检者共5290例，采用酶比色法，测定血清5'-NT水平，分析各项生理指标对5'-NT的影响，建立5'-NT的参考值范围。
结果：男女血浆5'-NT之间无显著性差异(P>0.05)。
青年组(≤35岁)血浆5'-NT水平(6.23±2.97U/L)显著低于中年组(30~65岁，6.94±3.34U/L)和老年组(>65岁，6.80±3.45U/L)(P<0.05)。
本实验室建立的5'-NT正常参考值范围为：2.20~11.6U/L(青年组)、2.20~13.0U/L(中老年组)。
说明书正常参考值范围为：0-11.0U/L。
结论：血浆5'-NT水平受年龄影响。
本实验室建立的5'-NT正常参考值范围与说明书的正常参考值范围有一定差异。
【关键词】5’-核苷酸酶；参考值范围；性别；年龄【中图分类号】R446.1 【文献标识码】B 【文章编号】1003-5028（2015）5-0096-025’-核苷酸酶(5'-Nucleotidase,5'-NT)是一种特殊的磷酸脂水解酶，主要分布于心、肝、胆、胰、脑、肌肉、肾和肺等脏器和组织中，定位于细胞膜上。
肝内5'-NT分布于胆小管、肝窦和Kupffer细胞，参与能量代谢及RNA的分解代谢[1]。
血清5'-NT测定对肝胆及多种疾病的诊断有较好的特异性和灵敏度。
我们在实际工作中发现，本实验室5'-NT的参考值范围与试剂厂家提供的参考值范围存在差异，因此必须建立适合于本实验室的参考值范围。
为此，我们随机选择2014年1月~12月于本院体检的健康受检者共5290例，采用酶比色法，应用统计学方法对结果进行处理，现报告如下。
5α-还原酶
5α-还原酶展开全文折叠编辑本段概述5α-还原酶( 5α-reductase)是依赖还原型辅酶Ⅱ( N ADPH)的膜蛋白酶，其功能为催化睾酮(T)转化为二氢睾酮( DHT) ，当DHT在前列腺和皮肤内积累到高水平后会引起许多病理变化，如良性前列腺增生症(BHP)、痤疮、男性秃发、女性多毛等。
已知人的5α-还原酶有Ⅰ型和Ⅱ型两种同功酶，Ⅰ型酶主要分布于皮肤，Ⅱ 型酶主要分布于前列腺体。
5α-还原酶抑制剂是一类通过抑制5α-还原酶的活性，减少DHT 生成，是治疗雄激素依赖性疾病的有效手段，也是BHP非手术治疗的主要途径。
目前已开发的5α-还原酶抑制剂包括甾体和非甾体两类。
折叠编辑本段1.5α-还原酶抑制剂分类折叠 1.1甾体类5α-还原酶抑制剂该类药物以甾体类以氮杂结构为主，代表药物为非那雄胺、度他雄胺和依立雄胺。
1.1.1 非那雄胺非那雄胺为4-氮杂甾体，可以竞争性抑制II型5α还原酶，对l 型酶作用微弱。
可以使血清二氢睾酮的浓度降低65%-70%，使前列腺中二氢睾酮浓度降低85%-90%。
然而，前列腺内睾酮水平却相应升高。
由于不影响血清中睾酮水平，诸如性欲降低、生育力降低、性功能降低等不良反应则较少见。
经非那雄胺治疗后，前列腺上皮细胞的凋亡和萎缩会使前列腺缩小，但对基质细胞影响不大。
即使在非那雄胺治疗期间，前列腺仍然受到血清中和前列腺内由l型5α-还原酶转化的二氢睾酮的刺激,而且前列腺内睾酮仍然处于生理水平。
度他雄胺和依立雄胺等新药，可以拮抗这些由残余酶生成的二氢睾酮的刺激作用。
非那雄胺上市已有10多年，其安全性和有效性经过了长期的临床验证。
一项名为"Porcsar 长期有效性和安全性研究"的随机双盲对照临床研究，观察了3040例患者接受非那雄胺(一日5mg) 或安慰剂治疗48个月的结果。
治疗组患者前列腺体积缩小18%，而安慰剂组则增加14%，治疗1 年之后，前列腺体积不再显著下降..从第8个月起可观察到患者症状出现具有统计学意义的显著改善，并一直持续到研究结束.结果提示，非那雄胺可逆转疾病进程，且疗效可以持续数年。
5'-核苷酸酶活性的测定
5'-核苷酸酶活性的测定5'-核苷酸酶在人与动物组织细胞中主要分布在质膜上，它在细胞分级分离研究中常被用作质膜的标志酶。
最近研究表明该酶也主要分布于水稻幼叶细胞的质膜上。
该酶的功能目前还不十分了解，推测其可能在核酶生物合成、RNA降解以及ATP代谢过程中起作用，在植物抗逆性研究中，曾有用以作为抗冷性指标的报道。
5'-核苷酸酶催化5'-核苷单磷酸水解生成相应的核苷和正磷酸，因此，通过测定反应生成的无机磷含量可以测定该酶的活性。
1.仪器设备分光光度计、恒温水浴、离心机。
2.操作方法1）材料准备：水中浸泡1d的水稻种子，用湿纱布包裹后置于28℃恒温箱中催芽1d，将种子分别排列在放有少量清水的培养皿中，然后于28℃恒温箱中生长3d，幼芽长约2cm左右时用作试验材料。
2）酶液制备：取0.5g幼芽，剪碎，加入3ml的试剂I[50mmol/LHepes-KOH（pH7.5）内含25mmol/L KCl，5mmol/L MgCl2]进行匀浆，匀浆液用1层纱布过滤，得到的滤液以15000×g离心20min，上清液为酶液。
3）酶活性的测定：1.0ml的酶反应液[试剂Ⅱ（30mmol/L Hepes-KOH（pH7.5）内含1mmol/L MgCl2）中含有5mmol/L5'-AMP，5mmol/LNaMoO4（以抑制非特异性磷酸酶的活性），100×g 蛋白酶液]，以不含5'-AMP酶反应液为空白对照。
在30℃下保温15min后，加入300μl20%的三氯醋酸终止反应，离心去沉淀后，用钼黄法测定上清液中无机磷的含量。
5'-核苷酸酶的活性用每分钟每毫克蛋白所释放无机磷的微克数表示。
3.注意事项1）蛋白质以考马斯亮蓝法测定，考马斯亮蓝染色液的组成为：100mg考马斯亮蓝G250＋50ml95%乙醇＋100ml85%正磷酸定容至1000ml后过滤。
5酶类药物的分析检验
3.时间对照 若酶制剂不纯(含有产物)和底 物自发分解的情况并存，则必须做一个酶和底物 都加入但反应时间为零的对照，也即先用蛋白沉 淀剂或其它试剂停止反应，再加入底物。 在双底物反应时，对照管可以加入酶制剂和 两种底物中的一种，因缺乏另一种底物，不可能 生成产物，至于应加入两种底物中的哪一种可以 根据预实验决定。 测定管中的产物量必须减去对照管中的产物 才是真正由酶促反应所生成的产物量。
（二）酶活力测定的方法：
酶活力测定要符合两个原则： ①在零级反应期测定，即-〔s〕或〔p〕与 反应时间t成正比， ②反应速度与酶量成线性关系，即 〔E〕= k(-〔s〕/ t) = k〔p〕/ t k(k〔 常用的方法有： 1.定时法 2.连续检测法 3.平衡法
如何测定酶活力？ 如何测定酶活力？
以产物浓度对反应时间作图， 以产物浓度对反应时间作图，可得到酶促反 应速度曲线
产 物 浓 度
注意：初速度的 注意： 测定是关键， 测定是关键，为 什么？ 什么？
0
时间
可见，反应速度只在最初一段时间内保持恒定， 可见，反应速度只在最初一段时间内保持恒定， 随着时间的延长，反应速度逐渐下降 随着时间的延长，
国际单位的应用有利于比较同一样品中不同酶的活力。 但也有不少缺点，如 ：①从惯用单位换算成国际单位比较麻 烦；②某些酶作用于Mr不明的大分子底物(如淀粉酶、胃蛋白 酶等)，采用底物减少法来定量时，无法计算其底物减少的微 摩尔数；③ 同一种酶用不同的方法测定，换算成国际单位时， 其结果仍不相同。欧美各国由于地理条件及实验室内温度的 不同，常采用不同的测定温度，如25℃、30℃、37℃等，这 也导致即使用国际单位表示酶活力，其正常参考范围也是不 同的。
【重点掌握】 重点掌握】
生物化学简明教程 第四版 第五章 酶
酶催化作用的机理
活化分子（处于过渡态的分子） 活化能
中间产物学说
降低反应所需的活化能
E+S
ES
EP
P+E
中间络合物的证据
过氧化物酶
H2O2 + AH2
A + 2H2O
E E+H2O2 E+H2O2+AH2
光谱吸收带
645 583 561 548 530 498
++
+
+
+
+
++
+
+
E：过氧化物酶
2．转移酶类（transferases）
催化基团的转移
AR+ B
A +BR
例：
谷丙转氨酶（GPT）（EC 2.6.1.2，L-丙氨酸：α—酮戊二酸氨基转移酶）
3．水解酶类（hydrolases）
AB + H2O 例：
A·OH + BH
α-葡萄糖苷酶
4．裂合酶类（lyases）
从底物移去一个基团而形成双键或逆反应
活性中心中的基团，在一级结构中可能相距较远
Active sites may include distant residues. (A) Ribbon diagram of the enzyme lysozyme with several components of the active site shown in color. (B) A schematic representation of the primary structure of lysozyme shows that the active site is composed of residues that come from different parts of the polypeptide chain.
5酶
1)用量少而催化效率高，只参加化学反应速度，不 参加化学反应 2)它能够改变化学反应的速度，但是不能改变化学 平衡常数 3)酶只能够本身能够发生的反应进行，反之则不行
二、酶的生物催化特点
（一）高效性
酶的催化作用可使反应速度比非催化反应提高107 -1020 倍。比其他催化反应高107 -1要内容
酶的一般概念 酶的组成与辅酶 酶结构与功能的关系 酶催化机理 酶促反应动力学 酶活性调节
第一节 酶的一般概念
酶的概念 酶的分类和命名 酶催化活性表示法 酶的特征
一、酶的概念
什么是酶（enzyme）？
酶是生物催化剂。绝大部分酶是蛋白质，还有一些核 糖核酸RNA具有催化作用，称为核酶（ribozyme）。
酶的转换数：Kat指每秒钟每个酶分子转换底物的
mmol数，代表酶的催化效率。
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1 分钟内能转化1umol底物的酶量。
酶比活性（enzyme specific activity）:每毫克酶
制剂所含的酶的国际单位数。用于比较每单位重量酶蛋白 的催化能力。比活性愈高表明酶愈纯
第二节 酶的组成和辅酶
一、简单酶（ simple enzyme）单纯由氨基酸组
成。如脲酶、胃蛋白酶、淀粉酶等
二、结合酶（conjugated enzyme）
结合酶（全酶）= 蛋白质部分（酶蛋白）+ 非蛋白质部分（辅因子）
酶的辅助因子: 本身无催化作用，在酶促反应中起 运
输电子、原子或某些功能基团的作用，包括金属离子和辅 酶（基）
一）酶的命名
1 习惯命名——依据所催化的底物（substrate）、反应的 性质、酶的来源等命名。例如淀粉酶，胃蛋白酶、碱性磷 酸酶。
3‘-5’外切酶和5‘-3’外切酶
在生物化学和分子生物学领域中，3'-5'外切酶和5'-3'外切酶是两种重要的酶类，它们在DNA和RNA的修复、复制和转录过程中起着关键作用。
下面将从深度和广度两个方面，对这两种外切酶进行全面评估，并撰写一篇有价值的文章，让您能更全面、深入地理解它们的作用和意义。
一、3'-5'外切酶1. 3'-5'外切酶的定义和作用3'-5'外切酶是一种在DNA和RNA修复过程中起着重要作用的酶类。
它能够在DNA或RNA链上识别和切除3'端的核苷酸，从而修复受损的分子。
这种酶在保护细胞免受DNA和RNA损伤方面起着至关重要的作用。
2. 3'-5'外切酶的作用机制当DNA或RNA链上出现损伤时，3'-5'外切酶会识别并结合到这些损伤的位置。
它会从3'端开始切除受损的核苷酸，直到达到未受损的区域。
这个切除的过程能够有效修复DNA或RNA链上的错误和损伤，保证细胞正常的生物学功能。
3. 3'-5'外切酶的重要性对于细胞的正常功能和生存，3'-5'外切酶是至关重要的。
它能够及时、有效地修复DNA和RNA链上的损伤和错误，保护细胞不受外界环境和内部代谢过程的影响。
研究和理解3'-5'外切酶的作用机制对于疾病治疗和基因编辑等领域具有重要意义。
二、5'-3'外切酶1. 5'-3'外切酶的定义和作用与3'-5'外切酶类似，5'-3'外切酶也是一种在DNA和RNA修复过程中起着重要作用的酶类。
它能够在DNA或RNA链上识别和切除5'端的核苷酸，帮助细胞完成对分子的修复和保护。
2. 5'-3'外切酶的作用机制5'-3'外切酶同样会识别和结合到DNA或RNA链上出现的损伤位置。
5’-磷酸二酯酶
5’-磷酸二酯酶5’-磷酸二酯酶（5'-phosphodiesterase）是一种重要的酶类，在生物体内起着非常重要的作用。
它是一种可降解DNA和RNA的酶，作用是将DNA或RNA分子中的磷酸酯键水解为单体磷酸和核苷酸，从而促进DNA和RNA的降解和代谢。
5’-磷酸二酯酶主要存在于细胞核和细胞质中，其基本功能是将RNA和DNA降解为单个核苷酸，从而使其参与细胞的代谢过程。
此外，5’-磷酸二酯酶还参与DNA重组、基因表达和转录等生物学过程，具有非常广泛的生物学功能。
5’-磷酸二酯酶按照其特殊的催化方式被分为两类：exo-型和endo-型。
exo-型酶作用于某个基团的末端，而endo-型酶作用于齐头截面中的磷酯键。
在生物学中，exo-型酶被称为核酸外切酶，而endo-型酶被称为核酸内切酶，分别被认为是DNA和RNA分子的主要降解酶。
5’-磷酸二酯酶的基本催化机理是通过水解反应将DNA或RNA分子中的磷酸酯键水解为单体磷酸和核苷酸。
催化水解反应的关键环节是富含亲水性的活性位点，内切酶的活性位点是核苷酸链的内部，通常有两个相邻的核苷酸，处于一定的构象中的三磷酸腺苷（ATP）分子会被导入到两个相邻的核苷酸中，然后通过水解反应就可以促进核苷酸链断裂。
外切酶则不同，它的活性位点在核苷酸上的3'端，如果细胞缺少这种酶，核苷酸链将无法被水解并且很难降解。
5’-磷酸二酯酶在细胞呼吸过程中也起到了重要作用。
细胞产生大量的ATP，而ATP中的磷酸基是通过5’-磷酸二酯酶水解来释放的。
此外，在DNA分子的转录和翻译过程中，5’-磷酸二酯酶也起到了非常重要的作用。
这些酶的作用包括将DNA片段合成为RNA、修复DNA、调节基因表达等。
5’-磷酸二酯酶在生命科学和医学领域中也有着广泛的应用。
例如，这些酶可以用来合成和修复DNA、产生药物、测序和提取DNA和RNA等。
此外，5’-磷酸二酯酶还被用于各种研究领域中，包括基因工程、分子生物学、生物化学、免疫学、肿瘤学等等。
酶-5
酶一、填空题1．酶是产生的，具有催化活性的。
2．T.Cech从自我剪切的RNA中发现了具有催化活性的，称之为，这是对酶概念的重要发展。
3．结合酶是由和两部分组成，其中任何一部分都催化活性，只有才有催化活性。
4．有一种化合物为Ａ－Ｂ，某一酶对化合物的Ａ，Ｂ基团及其连接的键都有严格的要求，称为，若对Ａ基团和键有要求称为，若对Ａ，Ｂ之间的键合方式有要求则称为。
5．酶发生催化作用过程可表示为Ｅ＋Ｓ→ＥＳ→Ｅ＋Ｐ，当底物浓度足够大时，酶都转变为此时酶促反应速成度为。
6．竞争性抑制剂使酶促反应的km ，而Vmax 。
7．磺胺类药物能抑制细菌生长，因为它是结构类似物，能性地抑制酶活性。
8．当底物浓度远远大于Km，酶促反应速度与酶浓度。
9．PH对酶活力的影响，主要是由于它和。
10．温度对酶作用的影响是双重的：①②。
11．同工酶是一类酶，乳酸脱氢酶是由种亚基组成的四聚体，有种同工酶。
12.与酶高催化效率有关的因素有、、、和活性中心的。
13．对于某些调节酶来说，、Ｖ对［Ｓ］作图是Ｓ形曲线是因为底物结合到酶分子上产生的一种效应而引起的。
14．测定酶活力时要求在特定的和条件下，而且酶浓度必须底物浓度。
15．解释别构酶变构机理，主要有和两种。
16．能催化多种底物进行化学反应的酶有个Km值，该酶最适底物的Km值。
17.与化学催化剂相比，酶具有、、和等催化特性。
18．在某一酶溶液中加入Ｇ-ＳＨ能提出高此酶活力，那么可以推测基可能是酶活性中心的必需基团。
19．影响酶促反应速度的因素有、、、、、。
20．从酶蛋白结构看，仅具有三级结构的酶为，具有四级结构的酶，而在系列反应中催化一系列反应的一组酶为。
二、选择题1．有四种辅因子(1) NAD，(2)FAD，（3）磷酸吡哆醛，（4）生物素，属于转移基团的辅酶因子为：A、(1)(3)B、(2)(4)C、(3)(4)D、(1)(4)2．哪一种维生素具有可逆的氧化还原特性：A、硫胺素B、核黄素C、生物素D、泛酸3．含B族维生素的辅酶在酶促反应中的作用是：A、传递电子、质子和化学基团B、稳定酶蛋白的构象C、提高酶的催化性质D、决定酶的专一性4．有机磷农药作为酶的抑制剂是作用于酶活性中心的：A、巯基B、羟基C、羧基D、咪唑基5．从组织中提取酶时，最理想的结果是：A、蛋白产量最高B、转换系数最高C、酶活力单位数值很大D、比活力最高6．同工酶鉴定最常用的电泳方法是：A、纸电泳B、SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳C、醋酸纤维薄膜电泳D、聚丙烯酰胺凝胶电泳7．酶催化底物时将产生哪种效应A、提高产物能量水平B、降低反应的活化能C、提高反应所需活化能D、降低反应物的能量水平8．下列不属于酶催化高效率的因素为：A、对环境变化敏感B、共价催化C、靠近及定向D、微环境影响9．米氏常数：A、随酶浓度的增加而增加B、随酶浓度的增加而减小C、随底物浓度的增加而增大D、是酶的特征常数10．下列哪种辅酶结构中不含腺苷酸残基：A、FADB、NADP+C、辅酶QD、辅酶A 11．下列那一项符合“诱导契合”学说：A、酶与底物的关系如锁钥关系B、酶活性中心有可变性，在底物的影响下其空间构象发生一定的改变，才能与底物进行反应。
5种酶测定方法
丙二醛含量(MDA)原理丙二醛（MDA）是由于植物官衰老或在逆境条件下受伤害，其组织或器官膜脂质发生过氧化反应而产生的。
它的含量与植物衰老及逆境伤害有密切关系。
测定植物体内丙二醛含量，通常利用硫代巴比妥酸(TBA)在酸性条件下加热与组织中的丙二醛产生显色反应，生成红棕色的三甲川（3、5、5－三甲基恶唑2、4－二酮），三甲川最大的吸收波长在532nm。
但是测定植物组织中MDA时受多种物质的干扰，其中最主要的是可溶性糖，糖与硫代巴比妥酸显色反应产物的最大吸收波长在450nm处，在532nm处也有吸收。
植物遭受干旱、高温、低温等逆境胁迫时可溶性糖增加，因此测定植物组织中丙二醛与硫代巴比妥酸反应产物含量时一定要排除可溶性糖的干扰。
此外在532nm波长处尚有非特异的背景吸收的影响也要加以排除。
低浓度的铁离子能显著增加硫代巴比妥酸与蔗糖或丙二醛显色反应物在532、450nm处的吸光度值，所以在蔗糖、丙二醛与硫代巴比妥酸显色反应中需要有一定的铁离子，通常植物组织中铁离子的含量为100－300μg·g－1Dw，根据植物样品量和提取液的体积，加入Fe3＋的终浓度为0.5nmol·L－1。
在532nm、600nm和450nm波长处测定吸光度值，即可计算出丙二醛含量。
三、材料、仪器设备及试1. 材料：植物叶片。
2. 仪器设备：离心机，分光光度计；电子分析天平；恒温水浴；研钵；试管；移液管（1ml、5ml）、试管架；移液管架；洗耳球；剪刀。
3. 试剂：10％三氯乙酸：50gTCA 用水定容至500ml0.6％硫代巴比妥酸（TBA）溶液：0.6gTBA 溶于100ml水中（加少量1mol/L NaOH溶解）采用赵世杰(1994)方法，略有改动。
称取新鲜材料0.2 g，加入8 ml 10%TCA（三氯乙酸）溶液 (分三次加入，注意冲洗研钵)，在预冷研钵上充分研磨，4000 rpm离心10 min。
取上清液2 ml(对照加2 ml蒸馏水)，加入2 ml 0.6%TBA(硫代巴比妥酸)(用10%的TCA溶液配制)溶液，加塞，摇匀。
生物化学第五章 酶
第五章酶第一节概述一、酶的概念酶是由活性细胞产生的、具有高效催化能力和催化专一性的蛋白质，又叫生物催化剂。
酶(enzyme) 是由生物细胞合成的,以蛋白质为主要成分的生物催化剂。
不同生物体所含的酶在种类和数量上各有不同，这种差异决定了生物的代谢类型。
二、酶催化作用的特点1、酶与非生物催化剂的共性：1) 用量少、催化效率高。
2) 都能降低反应的活化能。
3) 能加快反应的速度，但不改变反应的平衡点。
4) 反应前后不发生质与量的变化。
2、酶作为生物催化剂的特性1) 催化效率极高（immense catalytic power ）可用分子比（molecular ratio)来表示，即每摩尔的酶催化底物的摩尔数。
酶反应的速度比无催化剂高108－1020倍，比其他催化剂高107－1013倍酶作为催化剂比一般催化剂更显著地降低活化能，催化效率更高。
通常用酶的转换数(turnover number,TN，或催化常数K cat)来表示酶的催化效率。
它们是指在一定条件下，每秒钟每个酶分子转换底物的分子数，或每秒钟每微摩尔酶分子转换底物的微摩尔数。
Kcat:103～1062) 高度的专一性(highly specific ）∶所谓酶的专一性是酶对反应物(底物)的选择性绝对专一性：一种酶只能作用于特定的底物。
发生特定的反应，对其他任何物质都没有作用。
相对专一性：有些酶的专一性较低，对具有相同化学键或成键基团的底物都具有催化性能。
立体异构专一性（光学专一性）：几乎所有酶对立体异构物的作用都具有高度专一性。
内肽酶胃蛋白酶R1，R1：芳香族氨基酸及其他疏水氨基酸（NH2端及COOH端胰凝乳蛋白酶R1：芳香族氨基酸及其他疏水氨基酸（COOH端）弹性蛋白酶R2：丙氨酸，甘氨酸，丝氨酸等短脂肪链的氨基酸（COOH端胰蛋白酶R3：碱性氨基酸（COOH端)外肽酶羧肽酶A R m：芳香族氨基酸羧肽末端的肽键羧肽酶B Rm：碱性氨基酸羧肽末端的肽键氨肽酶氨肽末端的肽键二肽酶要求相邻两个氨基酸上的α-氨基和α-羧基同时存在3) 反应条件温和4) 酶的催化活性是受调节控制的5) 酶不稳定，容易失活2. 酶的分类(1) 氧化-还原酶Oxidoreductase氧化-还原酶催化氧化-还原反应。
5-脂氧合酶的作用
5-脂氧合酶的作用5-脂氧合酶是一种重要的酶类，在生物体内发挥着多种重要的功能。
它参与了脂质代谢、炎症反应、免疫调节等多个生理过程，对人体的健康具有重要影响。
5-脂氧合酶在脂质代谢中起到了重要的作用。
脂质是生物体内重要的能源储备和结构组分，而5-脂氧合酶参与了脂质的合成和代谢过程。
具体来说，它能够催化脂肪酸的氧化反应，将脂肪酸转化为一系列的生理活性物质，如前列腺素、血栓素等。
这些物质在调节血液凝固、炎症反应、免疫调节等方面发挥着重要的作用。
5-脂氧合酶在炎症反应中具有重要作用。
当机体受到刺激或损伤时，炎症反应会被激活。
这个过程中，5-脂氧合酶参与了花生四烯酸（一种脂肪酸）的代谢，产生了一系列的前列腺素和白三烯。
这些物质能够调节血管通透性、促进炎症细胞的迁移和活化，从而引发炎症反应。
这种炎症反应有助于清除病原体、修复组织损伤，但过度的炎症反应则可能导致疾病的发展。
5-脂氧合酶还参与了免疫调节过程。
在机体的免疫系统中，5-脂氧合酶通过调节前列腺素E2（PGE2）的产生，影响了免疫细胞的功能和免疫反应的发展。
研究表明，PGE2能够抑制淋巴细胞的活化和增殖，减少炎症因子的释放，从而对免疫反应产生抑制作用。
这一机制在某些免疫相关疾病的发展中具有重要意义。
需要注意的是，5-脂氧合酶活性的调节对人体健康至关重要。
一方面，过度活化的5-脂氧合酶可能导致慢性炎症反应的发展，进而引发多种慢性疾病，如动脉粥样硬化、炎症性肠病等。
另一方面，5-脂氧合酶的功能缺陷也可能导致疾病的发生。
例如，5-脂氧合酶的遗传突变会导致先天性心脏病的发生。
因此，对于5-脂氧合酶的研究具有重要的临床意义。
通过深入了解其在脂质代谢、炎症反应和免疫调节中的作用机制，可以为相关疾病的治疗和预防提供新的思路。
此外，寻找5-脂氧合酶的抑制剂或激动剂也有望成为新药物开发的方向，为炎症性疾病的治疗带来新的突破。
5-脂氧合酶在脂质代谢、炎症反应和免疫调节等方面发挥着重要的作用。
5’磷酸二酯酶的作用原理
5’磷酸二酯酶的作用原理
5’磷酸二酯酶（5' phosphodiesterase）是一种酶类，在生物体
内发挥调节核酸代谢的重要作用。
它的作用原理如下：
1.酶的结构：5’磷酸二酯酶通常由多个亚单位组成，每个亚单
位都含有一个催化活性位点。
这些催化位点通常包括一个镁离子，它与底物分子结合并催化酶反应。
2.底物结合：当底物（如DNA或RNA）结合到5’磷酸二酯酶
的活性位点时，酶与底物之间形成一个酶底物复合物。
在这个复合物中，酶通过与底物中的磷酸基团形成氢键或离子键的方式与底物结合。
3.催化反应：酶底物复合物中的5’磷酸二酯酶通过将水分子加
到底物的磷酸二酯键上来催化反应。
这个过程会导致底物的磷酸二酯键被切断，使得底物分解为两个单独的核苷酸。
4.生成产物：底物被切断后，5’磷酸二酯酶迅速释放出产物。
产物可以是两个互补的DNA或RNA链，或者是两个无关的
核苷酸。
总之，5’磷酸二酯酶通过催化酶反应将底物切断为两个核苷酸，并起到调节和维持核酸代谢的作用。
5型磷酸二酯酶的作用
5型磷酸二酯酶的作用
5型磷酸二酯酶（Phosphodiesterase5，PDE5）是体内最重要的磷酸二酯酶之一，它能够分解cGMP作为体内血管扩张、血流量调节等作用的抑制物质，同时也具
有阻断多种神经抑制因子的作用。
PDE5的主要作用在于降低中枢神经抑制因子，从而促进血液循环，增强心脏
吸力能力。
并且它对肠胃蠕动周期以及胃肠消化链活动也有作用，胃肠蠕动调节可以降低消化过程中收缩和松弛活动时间差异，减少消化损伤，提高营养利用率。
此外，PDE5还可以促进多种抗炎作用，在关节炎的病理结构中，它可以加速
慢性关节炎的炎性反应，以及促进炎症组织的迅速分解，消除炎症性压力，继而加强抗炎能力。
此外，PDE5还用于治疗心血管疾病。
实验证明，PDE5可以增加血管扩张，有助于改善血液循环，缓解各类心血管疾病，提高心肌合成和血液循环水平，对心衰和冠状动脉病变也有一定疗效。
总之，5型磷酸二酯酶（PDE5）具有改善血液循环，促进胃肠蠕动的作用，改善慢性关节炎的炎性反应以及治疗心血管疾病的功效，是目前广泛被应用于临床治疗的一种重要药物。
建议在治疗关节炎和心衰等慢性疾病时，应正确运用PDE5，
以促进病情缓解和提高患者生活质量。
5a还原酶过多
5a还原酶过多
5α-还原酶是一种在男性荷尔蒙生成过程中起重要作用的酶，主要存在于睾丸、
前列腺和其他一些组织中。
这种酶能够将睾酮转化为双氢睾酮（DHT），而DHT 在男性性发育、性功能维持、第二性征的出现和维持等方面发挥着重要作用。
然而，当5α-还原酶过多时，可能会导致一系列问题，如前列腺增生、脱发等。
一、前列腺增生
前列腺是男性生殖系统中的一部分，位于膀胱和直肠之间，包围着尿道。
前列腺增生是男性常见的一种疾病，随着年龄的增长，前列腺体积逐渐增大，导致尿道狭窄，引起尿频、尿急、尿不尽等症状。
研究表明，5α-还原酶过多与前列腺增
生的发生和发展密切相关。
在正常情况下，睾酮会转化为DHT，但在前列腺组织中，DHT会进一步作用于前列腺细胞，刺激其生长和增生。
当5α-还原酶过多时，DHT的生成量增加，从而促进了前列腺细胞的生长和增生。
此外，5α-还原酶的活性也受到遗传因素、
生活方式和其他因素的影响。
二、脱发
男性型脱发是一种常见的脱发类型，主要表现为前额和头顶部位的头发逐渐稀疏，发际线后移。
研究表明，5α-还原酶过多也与男性型脱发的发生有关。
与前列腺增生类似，当5α-还原酶过多时，DHT的生成量增加，从而促进了毛囊细胞的萎缩和凋亡。
此外，DHT还会影响毛囊细胞的生长周期，使其从生长期转变为休止期，从而导致头发脱落。
综上所述，5α-还原酶过多与前列腺增生和男性型脱发的发生和发展密切相关。
为了预防和治疗这些疾病，需要深入了解5α-还原酶的作用机制和影响因素，并探讨有效的治疗方法。
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（2）酶的共价修饰调节
酶蛋白肽链上的某些基团可在另一种酶的催 化下，与某些化学基团发生可逆的共价结合， 引起酶分子构象改变而影响酶的活性。
酶促化学修饰特点
①酶有高（有）或低（无）活性两种形式。 ②酶分子出现共价键的变化。
③共价修饰是酶促反应。
④有些酶具有别构与化学修饰双重调节。 ⑤多受激素调节。
（三）同工酶
催化的化学反应相同，但酶分子的结构、理化
性质乃至免疫学性质不同的一组酶。
人体各组织器官LDH同工酶谱（活性%）
组织器官 心肌
肾 肝 骨骼肌 肺 脾
LDH1 73
43 2 0 14 10
LDH2 24
44 4 0 34 25
LDH3 3
12 11 5 15 40
LDH4 0
1 27 16 5 20
D-果糖1,6-二磷酸：D-甘油醛 3-磷酸裂合酶 D-葡糖6-磷酸酮醇异构酶 L-谷氨酸：氨连接酶
第二节
结构的酶。
酶的分子结构
单体酶:由一条多肽链构成的仅具有三级
寡聚酶
由多个相同或不同的亚基以非共价键连接 组成的酶。
多酶体系
由几种不同功能的酶彼此聚合形成的多酶 复合物
多功能酶或串联酶
多种不同催化功能存在于同一条多肽链中，
这类酶称为多功能酶或串联酶。
脂肪酸合酶复合体
一、酶的分子组成
（一）单纯酶
单纯酶是仅由氨基酸残基构成的酶，
如脲酶、一些消化蛋白酶、淀粉酶、 脂酶、核糖核酸酶等。
（二）结合酶 由蛋白质部分和非蛋白质部分所组成，前 者称为酶蛋白，后者称为辅助因子。 酶蛋白与辅助因子结合形成的复合物称为 全酶。只有全酶才具有催化活性。酶蛋白 和辅助因子单独存在时均无催化活性。酶 蛋白主要决定酶催化反应的特异性及其催 化机制。辅助因子主要决定酶催化反应的 性质和类型。
酶的辅助因子按其与酶蛋白结合的紧密 程度与作用特点不同可分为辅酶与辅基。 辅酶与酶蛋白的结合比较疏松，可以用 透析或超滤的方法除去。在酶促反应中， 辅酶作为底物接受质子或基团后离开酶 蛋白。 辅基则与酶蛋白结合较为紧密，不能通 过透析或超滤的方法除去。在酶促反应 中，辅基不能离开酶蛋白。
EC3.5.3.1
精氨酸酶
L-精氨酸脒基水解酶
L-精氨酸+H2O→L-鸟氨酸+尿素 D-果糖1,6-二磷酸→磷酸二羟丙酮 +D-甘油醛3-磷酸 D-葡糖6-磷酸→D-果糖6-磷酸 ATP+L-谷氨酸+NH3→ADP+磷酸+L谷氨酰胺
EC4.1.2.1 3 EC5.3.1.9 EC6.3.1.2
果糖二磷酸醛缩 酶 磷酸葡糖异构酶 谷氨酰胺合成酶
缩写名
转移基团
所含维生素
尼克酰胺 B2 B2 B1 B6 泛酸 生物素 叶酸 B12
NAD+/NADP+ H+、电子 FMN FAD TPP 氢原子 氢原子 醛基 氨基 酰基 CO2 一碳单位 烷基
二、酶的活性中心
酶的活性中心或活性部位是酶分子中能与底物特 异地结合并催化底物转变为产物的具有特定三维 结构的区域。
酶的活性中心是酶分子中很小的具有三维结构的 区域，且多为酶分子中氨基酸残基的疏水基团形 成的裂隙或凹陷所形成的疏水“口袋”。
溶菌酶的活性中心是一裂隙结构，可以容纳6个N-乙酰 氨基葡糖环（A、B、C、D、E、F）。溶菌酶的催化基 团是35位Glu和52位Asp，催化D环的糖苷键断裂。 101位Asp和108位Trp是该酶的结合基团。
（二）邻近效应和定向排列
（三）表面效应
（四）多元催化
酶对底物同时具有酸碱催化作用、共价催化作 用、亲核催化作用或亲电子催化作用。
胰凝乳蛋白酶的共价催化和酸-碱催化机制
第四节 酶的调节
限速酶
2 . 底物循环调节
葡萄糖 葡糖-6-磷酸酶 葡糖-6-磷酸 己激酶糖
果糖-6-磷 酸 果糖-6-磷 酸酶 果糖-1，6-磷 酸 磷酸果糖激酶-1
辅助因子 小分子有机化合物 金属离子 （结构中常含B族维生素） 作用 参加催化过程 稳定酶的构象 在反应中起运载体的作用 参与催化反应，传 递电子 传递电子质子或其它基团 在酶与底物间起桥 梁作用 正电荷可中和底物 的阴离子 降低反应中的静电 斥力等
部分辅酶/辅基在催化中的作用
名称
辅酶Ⅰ/辅酶Ⅱ 黄素单核苷酸 黄素腺嘌呤二核苷酸 焦磷酸硫胺素 磷酸吡哆醛 辅酶A 生物素 四氢叶酸 钴胺素辅酶类 FH4 CoASH
第五节 酶促反应动力学
一、酶促反应初速率与酶活性
（二）酶活性
酶活性是指酶催化化学反应的能力，其衡 量尺度是酶促反应速率的大小。 目前主要有三类方法用来测定酶活性：直 接测定法 、间接测定法和酶偶联测定法。
二、影响酶促反应速率的因素
（一）底物浓度对酶促反应速率的影响
V
Vmax
[S] 当底物浓度较低时 反应速度与底物浓度成正比；反 应为一级反应。
磷酸烯醇式 丙酮酸羧激酶 草酰乙酸
磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸激酶 丙酮酸 丙酮酸羧化酶
一、酶活性的调节
（一）酶的变构调节 体内一些代谢物可与 cAMP 某些酶的活性中心外 的某个部位可逆结合， 引起酶的构象变化， 从而改变酶的催化活 性。酶的这种调节方 式称为变构调节。
R
R
Ｃ
Ｃ
变构酶的特点
① 变构酶是多亚基酶（多为 偶数亚基） ② 变构酶的变构效应剂可为 其底物、产物或其他化合 物 ③ 变构酶的酶促动力学不符 合米曼氏方程 ④ 变构酶一般受多种物质的 激活或抑制 ⑤ 变构调节不需能量
（二）酶的分类
编 号 推荐名称 谷氨酸脱氢酶 系统名称 L-谷氨酸：NAD+氧化还原酶 催化的反应 L-谷氨酸+H2O+NAD+→α -酮戊二酸 +NH3+NADH+H+ L-天冬氨酸+α -酮戊二酸→草酰乙 酸+L-谷氨酸
EC1.4.1.3
EC2.6.1.1
天冬氨酸氨基转 移酶
L-天冬氨酸：α -酮戊二酸氨基 转移酶
二、酶含量的调节
（一） 酶 的 诱 导 与 阻 遏
乙酰CoA
胰岛素
HMG-CoA
诱导合成
HMG-CoA 还原酶
甲羟戊酸（MVA）
抑制合成
胆固醇
（二）酶的降解
细胞内各种酶的半寿期相差很大。人体内 蛋白质的降解方式有： ①溶酶体内蛋白降解途径：由溶酶体内的 组织蛋白酶非选择性催化分解一些膜结 合蛋白、长半寿期蛋白和细胞外的蛋白。 ②泛素化蛋白降解途径：主要降解异常或 损伤的蛋白质，以及几乎所有的短半寿 期（10min～2h）的蛋白质。
米氏常数Km
Km值等于反应速率为最大反应速率一半时的 底物浓度。Km具有与底物相同的浓度单位。 Km值是酶的特征性常数。它与酶的结构、底 物结构、反应环境的pH、温度和离子强度有关， 而与酶浓度无关。各种酶的Km值是不同的。 在一定条件下，Km代表酶对底物的亲和力。
某些酶的Km值
酶名称 过氧化氢酶 碳酸酐酶 底物 H2O2 H2CO3
4．采用直线作图法求Vmax和Km 以林-贝氏作图法最为常用。 1 1 1 Km = + v Vmax [S] Vmax
（二）酶浓度对酶促反应速率的影响
（三）温度对酶促反应速率的影响
酶有两性解离性质。在不同的pH条件下，可解 离的基团呈现不同的解离状态。酶催化活性最高 时反应系统的pH称为酶的最适pH。
酶与一般催化剂催化效率的比较
底物 苯酰胺 催化剂 H+ OH反应温度（℃ ） 52 53 速度常数 2.4×10-6 8.5×10-6
α-胰凝乳蛋白酶 尿素 H+
脲酶 H2O2 Fe2+ 过氧化氢酶
25 62
21 56 22
14.9 7.4×10-7
5.0×10特异性或专一性 1.绝对特异性
分解为E及P的反应为慢反应，反应速度取决于
慢反应即 V＝k3[ES]。 (1)
S的总浓度远远大于E的总浓度，因此在反应的初始
阶段，S的浓度可认为不变即[S]＝[St]。
米-曼氏方程及其推导
根据酶-底物中间复合物学说： E + S k1 k2 ES k3 E+P 根据酶促反应稳态的概念： ES的生成速率 = ES的分解速率 即k1（[Et] [ES]）[S] = k2 [ES] + k3 [ES] ([E ]-[ES]) [S] k2 + k 3 整理得： t = [ES] k1 令 得 Km= k 2 + k3 k1 ，并代入（1）式 (2) (3) (1)
激活部位
胃腔 小肠腔 小肠腔 小肠腔
第三节 酶的催化特点及机制
酶与一般无机催化剂的相同点
（1）催化反应前后不改变其质与量。 （2）只催化热力学上允许进行的化学反应。 （3）加速反应进程而不改变反应的平衡常数。 （4）催化反应的机理是降低反应的活化能。
活化能
一、酶的催化特点
（一) 极高的催化效率
LDH5 0
0 56 79 12 5
红细胞
白细胞
43
12
44
49
12
33
1
6
0
0
正常血清
27
34.7
20.9
11.7
5.7
（四）酶原与酶原激活
某些酶原的激活 酶原
胃蛋白酶原 胰糜蛋白酶原 弹性蛋白酶原 羧基肽酶原
激活因素
H+或胃蛋白酶 胰蛋白酶 胰蛋白酶 胰蛋白酶
激活形式
胃蛋白酶＋六肽 胰糜蛋白酶＋两个二肽 弹性蛋白酶＋几个肽段 羧基肽酶＋几个肽段
底物浓度关系的数学方程式，即米－曼氏方 程式(Michaelis equation)。