二、酶浓度对酶促反应速度的影响

反应
（类名） （亚类名）
醇+ NAD+
醛
或酮＋NADH
54
酶的系统命名
编号 系统名称
2
转移酶
习惯 名称
2.7 磷酸基转移酶
2.7.1 2.7.1.1
以羟基为受体的 磷酸转移酶
D-葡萄糖为磷酸 基受体的磷酸转 移酶
己糖 激酶
反应
ATP+ D-葡萄糖→ ADP＋D-葡萄糖-6 磷酸
（ATP:葡萄糖磷酸转移酶）55
丝氨酸酶抑制剂 不可逆抑制
非专一性抑制
可逆性抑制
竞争性抑制作用 非竞争性抑制作用 反竞争性抑制作用
8
（一）不可逆抑制作用
• 概念：抑制剂与酶活性中心必需基团共价结合， 不能用透析、超滤等物理方法将其除去。
E+I→EI • 常见抑制剂：巯基酶抑制剂
丝氨酸酶抑制剂
9
巯基酶抑制剂 • 抑制剂：重金属离子Ag+、Hg2+、砷剂等
调节簇（3个） 催化簇（2个）
天冬氨酸转氨甲酰酶
35
别构酶的反应动力学曲线呈“S”状 （协同效应）
K0.5改变而Vmax不变时的正调节物和负调节物对别 构酶的影响，中间的曲线为无调节物 时的底物与酶活
性的关系图。（不符合米氏方程）
36
用来解释别构酶作用原理的齐变和序变模型
Concerted, all-or-none
12
（二）可逆性抑制作用
• 概念：抑制剂与酶非共价结合，可用透析、 超滤等方法除去。
E+I EI • 类型：竞争性抑制作用
非竞争性抑制作用 反竞争性抑制作用
13
竞争性抑制作用
➢定义：有些抑制剂与底物结构相似，能与底 物竞争酶的活性中心，从而阻碍酶-底物复合 物的形成，这种抑制作用称为竞争性抑制作用。
22
23
双倒数作图
24
竞争性抑制作用
非竞争性抑制作用
25
反竞争性抑制作用
• 概念：抑制剂仅与酶-底物复合物（ES）结合， 使酶失去催化活性。
反竞争抑制（与酶活性部位以外的部位 结合，且只与ES复合物结合）
26
反竞争性抑制剂作用特点： ➢ 抑制剂只与酶-底物复合物结合； ➢ 抑制程度取决与抑制剂的浓度及底
二氢蝶呤
FH2
FH4
谷氨酸 磺胺类药物（-）
（氨甲蝶呤）
MTX（-）
结构相似
结构相似
细菌不能利用环境中的叶酸合成二氢叶酸
17
竞争性抑制剂作用特点 ➢ I与S结构类似，互相竞争与 酶 结合； ➢ 抑制程度取决于[S]和[I]的相对比例； ➢ ↑[S]，可以减少或去除抑制作用； ➢ Vmax不变，Km增大。
18
19
取方程的倒数，进行双倒数作图
1 K m (1 [I] ) 1 1
v Vmax
K i [S] Vmax
20
非竞争性抑制作用
• 概念：抑制剂和底物结构不相似，两者互不干扰 同时与酶结合，从而抑制酶活性。
21
非竞争性抑制剂作用特点 ➢ I与S结构不相似； ➢ I与S互不干扰同时与 酶 结合； ➢抑制程度只取决于[I]抑制剂的浓度； ➢↑[S]，不能去除抑制作用 ➢ Vmax降低，Km不变。
6
五、抑制剂对酶促反应速度的影响
酶的抑制剂（inhibitor） ➢凡能使酶的催化活性下降而不引起酶蛋 白变性的物质称为酶的抑制剂。 ➢酶的抑制剂可逆地或不可逆地降低酶促 反应速率。
酶的抑制剂不同于酶的变性 ➢抑制剂对酶有一定选择性 ➢引起变性的因素对酶没有选择性
7
抑制作用
抑制作用的类型
巯基酶抑制剂 * 专一性抑制
• 抑制剂：有机磷化合物→羟基酶（农药1059、敌百虫） • 解毒：解磷定（PAM）
RO X
P + E OH R'O O 有机磷化合物 羟基酶
RO O E
P
+ HX
R'O O
磷酰化酶
酸
+ CHNOH N
CH3 解磷定
+
N
E OH
O OR' P
CHNO OR
CH3
11
乙酰胆碱不能被失活的胆碱酯酶水解而积蓄， 引起迷走神经持续兴奋发生中毒症状。
Sequential
37
（二）酶的共价修饰调节
➢共价修饰: 在其他酶的作用下，某些酶蛋白 肽链上的一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
酶的共价修饰。
➢常见类型 磷酸化与脱磷酸化（最常见）
乙酰化和脱乙酰化
甲基化和脱甲基化
腺苷化和脱腺苷化
－SH与－S－S互变
38
ATP
• 酶活性单位：
① IU—— μmol 分 ② Kat——mol 秒
41
为避免混乱，1961年，国际酶学委员会 做了统一规定：
➢酶的活性单位：在标准条件下（30℃），酶活 性的1个国际单位（1U）为在1分钟内能催化1.0 微摩尔的底物转变为产物的酶量。 ➢1个催量单位（katal）：在标准条件下，1秒钟 内催化1.0摩尔底物转变为产物的酶量。
SH Cl
H
E + As C CHCl
SH Cl
巯基酶
路易士气
S H
E As C CHCl + 2HCl
S
失活的酶
酸
SH
H2C SH
E As C CHCl + HC SH
S
H2C OH
SH
H2C
S
As
H C
CHCl
E + HC S
SH H2C OH
失活的酶
BAL
巯基酶 BAL与砷剂结合物 10
羟基酶抑制
44
一、酶的习惯命名原则
➢ 绝大多数酶根据所催化的作用物命名，在作用物 的英文名词上加后缀“ase”作为酶的名称，如： 脂肪酶、蔗糖酶。
➢ 有些酶根据所催化的反应类型或方式命名，如： 转氨酶、脱氢酶。
➢ 有些酶根据上述两个原则命名，如：谷丙转氨酶 （谷氨酸转氨酶）。
➢ 有时还加上酶的来源或其他特点，如：胃蛋白酶、 碱性磷酸酶、酸性磷酸酶。
57
（一）核酶的催化活性（L19 RNA）
➢ 核苷酸转移酶活性 ➢ 磷酸二酯酶活性 ➢ 磷酸转移酶活性 ➢ RNA限制性内切酶活性
58
（二）核酶的分类
I型内含子 剪接型核酶
II型内含子
锤头核酶
剪切型核酶 DV)核酶
RNaseP
异体催化
A + B + ATP A·B + ADP + Pi A + B + ATP A·B + AMP + Pi ➢例如，丙酮酸羧化酶
53
酶的系统命名
编号 系统名称
1
氧化还原酶
1.1 作用于供体的
CHOH 1.1.1 以NAD+ 或
NADP+ 为受体 1.1.1.1 醇:NAD+ 氧化
还原酶
习惯 名称
醇脱 氢酶
14
举例
琥珀酸
琥珀酸脱氢酶
丙二酸(malonate)是琥珀酸 脱氢酶的强竞争性抑制剂， 能阻断整个三羧酸循环。
延胡索酸
15
磺胺类药物的抑菌机制 ——与对氨基苯甲酸竞争二氢叶酸合成酶 S：对氨基苯甲酸（PABA） I：磺胺药
磺胺药与PABA相互竞争与FH2合成酶结合
16
PABA
FH2合成酶
FH2还原酶
32
➢代谢途径的第一个 酶或处于几条代谢途 径交汇点的酶，多为 别构酶。
➢当产物（通常为终 产物）积累时，被别 构抑制。
➢也可被产物匮乏的 信号刺激被激活。
➢属于非共价结合， 适应快速调节的需要。
苏氨酸脱水酶
Feedback inhibition. 33
催化亚基 调节亚基
别构酶常由多亚基组成（催化亚基、调节亚基） 34
COOH C O + NADH + H+
CH3
乳酸
CH3
丙酮酸
48
2、转移酶: 转移酶催化基团转移反应，即将 一个底物分子的基团或原子转移到另一个底物 的分子上。
A·X + B
A + BX
➢例如， 谷丙转氨酶
49
3、 水解酶: 催化底物的加水分解反应。包 括淀粉酶、蛋白酶、核酸酶及脂酶等。
A·B + HOH AOH + BH
45
二、酶的系统命名
根据酶促反应类型，分为六大类：
➢ 氧化还原酶类（oxidoreductases） ➢ 转移酶类（transferases） ➢ 水解酶类（Hydrolases） ➢ 裂解酶类（Lyases） ➢ 异构酶类（isomerases） ➢ 连接酶类（ligases）
46
1、氧化还原酶: 催化氧化还原反应的酶，包括氧化
第八节 其他具有催化作用的 生物分子
Section 1 Other biological molecules act as catalysts
56
一、核酶（ribozymes）
➢ 定义：具有催化活性的RNA分子。 ➢ 发现： 1982年Cech发现四膜虫mRNA前体自
我剪接作用，说明RNA有催化作用；1983年 发现RNase P中的RNA可催化tRNA前体的加 工。 ➢ 意义：扩充了酶的化学本质；对于生命起源 和进化的研究具有重要启示；为基因功能研 究、病毒感染和肿瘤治疗提供了可能的方向。
酶类、脱氢酶类、过氧化氢酶、过氧化物酶等。
(1)氧化酶类: 催化底物脱氢, 生成H2O 或 H2O2 .
A·2H + O2 A + H2O A·2H + O2 A + H2O2 (2)脱氢酶类: 催化直接从底物上脱氢的反 应 A·2H + B A + B·2H
47
COOH
乳酸脱氢酶
H O C H + NAD+
酶催化活性最大
时的环境pH。
0
2
4
6
胆碱酯酶
8
10 pH
4
四、温度对酶促反应速度的影响
➢ 酶促反应速度最快时反应体系的温度称为酶促 反应的最适温度（optimum temperature）。
➢ 酶的最适温度不是酶的特征性常数，它与反应 进行的时间有关。
➢ 温度对酶促反应速度的影响具有双重性：从低 温开始，逐渐增加温度，酶反应速度也随之增 加；但到达最适温度后，继续增加温度，反应 速度反而下降。
42
血液中丙氨酸氨基转移酶（ALT）活性的测定 [ 谷丙转氨酶（GPT）]
丙氨酸 + α-酮戊二酸
丙酮酸 + 谷氨酸
测定条件：1ml血清，PH=7.4，37℃， 2.5μg丙酮酸 30分钟 1个单位（1U）
43
第七节 酶的命名与分类
Section 1 Naming and classification of enzymes
50
4、裂解酶: 从底物分子中移去一个基团或 原 子形成双键的反应及其逆反应。包括醛缩酶、 水化酶及脱氨酶等。
A·B
A+B
51
5、异构酶:催化各种同分异构体的相互转化， 即底物分子内基团或原子的重排过程。例 如，6-磷酸葡萄糖异构酶。
AB
52
6、连接酶: 催化C-C、C-O、C-N 以及C-S 键的形成反应，这类反应与ATP分解反应相 互偶联。
➢ pH通过改变酶和底物分子的解离状态影 响反应速率。
➢ 酶催化活性最高时反应体系的pH称为酶 促反应的最适pH（optimum pH）。
➢ 最适pH不是酶的特征性常数，它受底物 浓度、缓冲液种类与浓度、以及酶纯度 等因素的影响。
3
pH对反应速度的影响
胃蛋白酶 酶
淀粉酶
活
性
最适pH (optimum pH)：
物的浓度； ➢ Vmax降低，Km降低。
27
与米氏方程比较
双倒数作图
28
29
六、激活剂对酶促反应速度的影响
定义 使酶由无活性变为有活性或使酶活性
增加的物质称为激活剂（activator）。
种类 必需激活剂（essential activator） 非必需激活剂（non- essential activator）
ADP
Ser
酶蛋白 Thr
Tyr
蛋白激酶
OH
蛋白磷酸酶
Ser
酶蛋白 Thr
Tyr
OP
Pi
H2O
酶的磷酸化与脱磷酸化
39
第六节 酶活性的测定
Section 6 Determination of the activity of enzymes
40
酶活性的测定
• 酶活性： 酶所具有的催化能力
• 酶活性的测定： ⑴ S↓or P ↑ 时间 ⑵ 反应的初速度
➢ 升高温度，一方面可加速酶促反应的进行，另 一方面会加速酶变性而减少有活性酶的数量。
5
温度对反应速度的影响
最适温度 (optimum temperature)：
酶促反应速度最 快时的温度。
•低温酶的应用 •高温酶的应用
酶 2.0 活 性 1.5
1.0
0.5
0 10 20 30 40 50 60
温度 ºC
30
第五节 别构酶
Section 5 Allosteric enzymes
31
（一）别构酶通过别构效应调节酶的活性
别构调节（allosteric regulation）：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，从而改变酶的催化活性， 此种调节方式称为别构调节。 别构酶（allosteric enzyme）
二、酶浓度对酶促反应速度的影响
➢ 底物足够时酶浓度对反应速率影响呈直线 关系 。
➢ 在酶促反应系统中，当底物浓度大大超过 酶的浓度，酶被底物饱和时，反应速率达 最大速率。此时，反应速率和酶浓度变化 呈正比关系。
1
➢当[S]＞＞[E]， V 反应速度与酶浓 度成正比。
V = k2 [E]
0
[E]
2
三、pH对酶促反应速度的影响