廖-第三章酶2017-2_PPT幻灯片

酶活性中心
工
三、同工酶
定义：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。
肌酸激酶 (creatine kinase, CK) 同工酶
BB
MB
CK1(BB) CK2(MB)
脑
心肌
MM
CK3(MM) 骨骼肌
CK2常作为临床早期诊断心肌梗死的一项生化指标
人体各组织器官LDL同工酶谱（活性%）
主要内容
1.酶分子结构与功能 2.酶工作原理 3.酶促反应动力学 4.酶的调节 5.酶的分类及命名 6.酶与医学的关系
目的与要求
掌握：1.酶的概念、化学本质及生物学功能；
2. 酶的活性中心和必需基团； 3.同工酶；酶促反应特点； 4.各种因素对酶促反应速度的影响； 5.酶调节的方式； 6.酶的变构调节和共价修饰调节的概念。
丝氨酸：Fra Baidu bibliotekOH 组氨酸：咪唑基 半胱氨酸：巯基 酸性氨基酸：羧基
酶分子中的化学基团：
结合基团：结合底物
活性中心内
必需
催化基团：催化底物转变成产物
基团
所有
活性中心外的必需基团：维持酶空间构象、
基团
调节剂结合部位等
其它
活性中心外 的必需基团
酶活性中心示意图
多肽链 底物分子
+_
结合基团 活性中心内 催化基团 的必需基团
• 酶蛋白：决定酶反应的特异性 • 辅助因子：决定酶反应的类型
辅助因子
➢ 辅酶:与酶蛋白结合疏松，能用透析等简单 方法与酶蛋白分离的有机小分子。
➢ 辅基:与酶蛋白结合牢固，不能用透析等简单 方法与酶蛋白分离的有机小分子。
功能：在酶促反应中主要参与传递电子、质 子（或基团）或起运载体作用
辅助因子
一级结构
胰凝乳蛋白酶的活性中心
空间结构 活性中心
二、酶的活性中心
• E的活性中心/活性部位 酶分子中能与底物特异地结合并催化底物
转变成产物的具有特定三维结构的区域
必需基团(essential group)
酶分子中氨基酸残 基侧链的化学基团中， 一些与酶活性密切相关 的化学基团。
常见必需基团：
衡点即平衡常数；
（二）酶与一般催化剂的区别—即酶的特性
➢高度的催化效率 ➢高度的特异性 ➢可调节性 ➢不稳定性
1.酶具有极高的催化效率（高效性）
酶与一般催化剂催化效率的比较
底物
催化剂 反应温度 反应速度常数
尿素
H+
62
7.4 10-7
脲酶
21
5.0 106
过氧化氢
Fe 2+
56
22
过氧化氢酶 22
熟悉：
1.酶的组成、结构；2.酶含量的调节。 3.酶活性测定及酶活性单位；
了解：1.米-曼方程式的推导过程；
2.酶的命名与分类； 3.酶与医学的关系。
酶是一种生物催化剂 由活细胞产生的、对底物具有高度特异性和
高度催化效能的蛋白质。
酶的化学本质：蛋白质
并不是所有具有催化功能的分子都是蛋白质 （核酶：具催化功能的RNA分子）
生物氧化体系的重要成分，在传递质子或 电子的过程中具有重要的作用。
辅助因子
生物素
硫辛酸
作用
转移二碳单位
维生素组分
生物素
转移酰基
硫辛酸
CoA-SH（辅酶A） FH4（四氢叶酸）
辅酶B12
酰基
泛酸（B3）
转移一碳单位
递氢，转移 烷基
叶酸（B11） 维生素（ B12 ）
金属离子：Fe2+、Mg2+、Cu2+ 、 Mn2+ 、 Zn2+ Ca2+
金属激活酶 丙酮酸激酶 丙酮酸羧化酶 蛋白激酶 己糖激酶 磷脂酶C 细胞色素氧化酶 脲酶 柠檬酸合酶
金属离子 K+、 Mg2+ Mn2+、Zn2+ Mg2+、Mn2+
Mg2+ Ca2+ Cu2+ Ni2+ K+
金属离子作用： 1. 传递电子 2. 在酶与底物之间起连接作用 3. 维持酶分子的活性构象 4. 中和阴离子
3.5 107
与不加催化剂相比提高108～1020，与普通催化剂相比提高107～1013
2.高度特异性：
即一种酶仅作用于一种或一类化合物，或一定的化学键， 催化一定的化学反应，生成一定的产物。
✓ 常见类型： • 绝对专一性 （立体异构体专一性、光学异构体专一性） • 相对专一性
• 相对特异性：即酶作用于一类化合物或一种化学键。
一、酶的分子组成中常含有辅助因子
单纯酶 (simple enzyme)：仅含有蛋白质的酶 结合酶 (conjugated enzyme)：由蛋白质部分和
非蛋白质部分共同组成的酶
全酶 (holoenzyme)
蛋白质部分：酶蛋白
辅助因子 (cofactor)
小分子有机化合物 金属离子
全酶分子中各部分在催化反应中的作用:
LDH 红 白 血清 骨 心 肾 肝 脾
同工 细 细
骼肌
酶
胞胞
肌
LDH1 43 12 27 0 73 43 2 10
LDH2 44 49 34.7 0 24 44 4 25
LDH3 12 33 20.9 5 3 12 11 40
LDH4 1 6 11.7 16 0 1 27 20
LDH5 0 0 5.7 79 0 0 56 5
金属酶：金属离子与酶结合紧密，不作为底物与酶的 桥梁
金属激活酶：金属离子与酶可逆结合，作为底物与 酶的桥梁
某些金属酶和金属激活酶
金属酶 过氧化氢酶 过氧化物酶 谷胱甘肽过氧化物 酶 固氮酶
核糖核苷酸还原酶
羧基肽酶 碳酸酐酶 碱性磷酸酶
金属离子 Fe2+ Fe2+ Se2+ Mo2+ Mn2+ Zn2+ Zn2+ Mg2+
作用
维生素组分
NAD+（辅酶Ⅰ） 烟酰胺嘌呤二核苷酸
NADP+（辅酶Ⅱ）烟 酰胺嘌呤二核苷酸磷
酸
黄素腺嘌呤二核苷酸 FAD
FMN（黄素单核苷酸 ）
递氢（脱氢酶） 递氢（脱氢）
烟酰胺（Vpp） 核黄素（B2）
磷酸吡哆醛/胺
转移氨基（转 氨酶）
吡哆醛/胺（B6）
焦磷酸硫胺素TPP
转移醛基
硫胺素（B1）
烟酰胺腺嘌呤二核苷酸，nicotinamide adenine dinucleotide, NAD+），
*生理及临床意义
同工酶谱的改 变有助于对疾病的 诊断；
同工酶可以作 为遗传标志，用于 遗传分析研究。
心肌梗死酶谱 酶 活 性
正常酶谱
肝病酶谱
12 3 45 心肌梗死和肝病病人血清 LDH同工酶谱的变化
第二节 酶的工作原理
（一）酶与一般催化剂催化作用的共性
1. 在催化反应的过程中自身的质和量保持不变； 2. 只能催化热力学上允许的反应； 3. 只能缩短达到化学平衡的时间，但不改变反应的平