第三节酶的作用机制

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酶的作用机理

第三节酶的作用机理酶是一种高效催化剂，与一般催化剂比较，可使反应的活化能降低得更多，因此，同样初态的分子所需要的活化能就更低，活化分子数也就更多，反应更容易进行。

一、酶的活性中心1、活性中心的概念酶是生物大分子，酶作为蛋白质，其分子体积比底物分子体积要大得多。

在反应过程中酶与底物接触结合时，只限于酶分子的少数基团或较小的部位。

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。

2、催化部位和结合部位从功能上看，活性中心有两个功能部位，一是与底物结合的结合部位，决定酶对底物的专一性；二是催化底物发生键的断裂及新键形成的催化部位，决定酶促反应的类型，即酶的催化性质。

3、必需基团从形体上看，活性中心往往是酶分子表面上的一个凹穴；从结构上讲，如果是单纯蛋白酶，其活性中心通常由酶分子中几个氨基酸残基侧链上的极性基团组成。

构成酶的活性中心的氨基酸有天冬氨酸（Asp）、谷氨酸（Glu）、丝氨酸（Ser）、组氨酸（His）、半胱氨酸（Cys）、赖氨酸（Lys）等，它们的侧链上分别含有羧基、羟基、咪唑基、巯基、氨基等极性基团。

这些基团若经化学修饰，如氧化、还原、酰化、烷化等发生改变，则酶的活性丧失，这些基团就称为必需基团。

对于需要辅因子的结合蛋白酶来说，辅酶（或辅基）分子或其分子上某一部分结构往往也是活性中心的组成部分。

构成酶活性中心的几个氨基酸，虽然在一级结构上并不紧密相邻，可能相距很远，甚至可能在不同的肽链上，但由于肽链的折叠与盘绕使它们在空间结构上彼此靠近，形成具有一定空间结构的位于酶分子表面的、呈裂缝状的小区域。

二、酶的作用机理1、中间产物学说酶催化某一化学反应时，酶总是先与作用物结合，形成不稳定的中间产物，此中间产物极为活泼，很容易转变分解成反应产物，同时使酶重新游离出来。

以便继续起催化作用。

现以E代表酶，S代表反应物，ES代表中间产物，P代表反应产物，按照中间产物学说写出酶所催化的反应，并与无酶催化的反应加以比较：无酶时：S P (缓慢)有酶时：（快）中间产物学说的关键在于中间产物的形成。

生物化学第六章酶

邻近效应与定向排列：
3.表面效应使底物分子去溶剂化酶的活性中心多是酶分子内部的疏水“口袋”，酶反应在此疏水环境中进行，使底物分子脱溶剂化 (desolvation)，排除周围大量水分子对酶和底物分子中功能基团的干扰性吸引和排斥，防止水
化膜的形成，利于底物与酶分子的密切接触和结
合。这种现象称为表面效应(surface effect)。
维生素B2（核黄素）
维生素B2（核黄素）维生素B1（硫胺素）泛酸硫辛酸维生素B12 生物素吡哆醛（维生素B6之一）叶酸

辅酶中与酶蛋白共价结合的辅酶又称为辅基 (prosthetic group)。

辅基和酶蛋白结合紧密，不能通过透析或超滤等方法将其除去，在反应中不能离开酶蛋
白，如FAD、FMN、生物素等。

酶原激活的生理意义避免细胞产生的酶对细胞进行自身消化，并使酶在特定的部位和环境中发挥作用，保证体内代谢正常进行。
有的酶原可以视为酶的储存形式。在需要
时，酶原适时地转变成有活性的酶，发挥其催
化作用。
第三节酶的作用机制
（一）酶比一般催化剂更有效地降低反应活化能
酶和一般催化剂一样，加速反应的作用都是通过降低反应的活化能 (activation energy) 实现的。活化能：底物分子从初态转变到活化态所需的能量。
2.邻近效应与定向排列使诸底物正确定位于酶的活性中心酶在反应中将诸底物结合到酶的活性中心，使它们相互接近并形成有利于反应的正确定向关系。这种邻近效应(proximity effect)与定向排列 (orientation arrange)实际上是将分子间的反应变成类似于分子内的反应，从而提高反应速率。

生物化学I 第三章酶学

根据国际生化协会酶命名委员会的规定，每一个酶都用四个打点隔开的数字编号，编号前冠以EC（酶学委员会缩写），四个数字依次表示该酶应属的大类、亚类、亚亚类及酶的顺序号，这种编码一种酶的四个数字即是酶的标码。
例如：EC1.1.1.27（乳酸脱氢酶）酶
乳酸：NAD＋氧化还原
u u u u
第一大类氧化还原酶第一亚类 —CHOH被氧化第一亚亚类氢受体为NAD+ 排序顺序号为27
4. 1878年， Kü hne赋予酶统一的名称 “Enzyme”，其意思为“在酵母中”。
Enzyme 酶
德国生物化学家
5. 1930~1936年，Northrop和Kunitz先后得到了胃蛋白酶、胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶结晶，并用相应方法证ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ酶是蛋白质。
为此， Northrop和Kunitz于1949年共同获得诺贝尔奖。
（1）旋光异构专一性：
（2）顺反异构专一性：
例如：不同的酶有不同的活性中心，故对底物有严格的特异性。例如乳酸脱氢酶是具有立体异构特异性的酶，它能催化乳酸脱氢生成丙酮酸的可逆反应：
A、B、C分别为LDH活性中心的三个功能基团
消化道内几种蛋白酶的专一性
氨肽酶
（芳香）（硷性）
羧肽酶羧肽酶
（丙）
Ser
His 活性中心重要基团: His57 , Asp102 , Ser195
Asp
（4）酶的活性中心与底物形状不是正好互补的。
（5）酶的活性中心是位于酶分子表面的一个裂缝（Crevice)内。
（6）底物通过次级键较弱的作用力与酶分子结合，这些次级键为：氢键、离子键（盐键）、范德华力和疏水相互作用。（7）酶的活性中心具有柔性或可运动性。

生物化学第三章酶(共65张PPT)

概念: 抑制剂和底物的结构相似，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，使酶的活性降低。
含多条肽链则为寡聚酶，如RNA聚合酶，由4种亚基构成五聚体。
(cofactor)
别构酶(allosteric enzyme):能发生别构效应的酶
9 D-葡萄糖6-磷酸酮醇异构酶磷酸葡萄糖异构酶
esterase)活性中心丝氨酸残基上的羟基结合，使酶失活。
酶蛋白
酶的磷酸化与脱磷酸化
五、酶原激活
概念
酶原(zymogen)：细胞合成酶蛋白时或者初分泌时,不具有酶活性的形式
酶原切除片段酶
（–）
（+）
酶原激活
本质：一级结构的改变导致构象改变，激活。
胰蛋白酶原的激活过程
六、同工酶
同工酶(isoenzyme)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。
正协同效应（positive cooperativity）后续亚基的构象改变增加其对别构效应剂
的亲和力，使效应剂与酶的结合越来越容易。
负协同效应（negative cooperativity）后续亚基的构象改变降低酶对别构效应剂
的亲和力，使效应剂与酶的结合越来越难。
协同效应
正协同效应的底物浓度-反应速率曲线为S形曲线
/ 即： Vmax = k3 [Et]
Km 和 Vmax 的测定
双倒数作图法 Lineweaver-Burk作图
将米氏方程式两侧取倒数
1/v = Km/Vmax[S] + 1/Vmax = Km/Vmax •1/ [S] + 1/Vmax 以 1/v 对 1/[S] 作图, 得直线图
斜率为 Km/Vmax

酶的作用和作用机理有哪些

酶的作用和作用机理有哪些
酶是一种生物催化剂，能够加速生物体内化学反应的进行。

在生物体内，酶起着至关重要的作用，以下将详细探讨酶的作用和作用机理。

酶的作用
1. 促进反应速率
酶能够降低化学反应所需的能量，进而加快反应速率。

这种加速作用使生命体系得以维持正常生理机能。

2. 特异性
酶对底物的选择性极高，能够识别特定的底物并在特定的条件下与其结合，并对底物发生特定的化学反应。

3. 调节代谢
酶在生物体内调节代谢速率，根据生物体的需要合理调整底物的利用和生成，保持代谢平衡。

4. 可逆性
酶对反应的控制是可逆的，可以在需要时启动或停止特定反应。

这种可逆性使生物体能够根据内外环境灵活调整代谢活动。

酶的作用机理
1. 底物结合
酶的作用机理首先涉及酶与底物的结合。

酶具有活性位点，能够与底物结合形成酶底物复合物。

2. 降解或合成反应
酶在酶底物复合物中，通过调控底物的空间结构，促进化学反应的进行。

有些酶能够催化底物的降解，有些酶则能够促进底物的合成。

3. 效率与特异性
酶的作用机理受到酶催化效率和特异性的影响。

酶通过特定的空间结构和功能基团，能够高效地催化特定的底物反应。

4. 辅助因子
酶的活性还受到辅助因子的调节，如辅酶和金属离子等，能够增强酶的催化效
率或改变酶的特异性。

综上所述，酶在生物体内发挥着多种作用，通过其特定的作用机理，调节代谢
活动，维持生物体正常功能。

对于理解生命现象和开发生物工艺过程具有重要意义。

第三章酶

浓度呈正比。
（三）Km的求测方法
1. 双曲线法
2. 双倒数作图法
斜率=Km/Vmax
1.0
1 = v
Km . Vmax
1 1 + [S] Vmax
0.8
0.6
1/v
0.4
-1/Km
0.2
1/Vmax
0.0 -4 -2 0 2 4
-1
6
8
10
1/[S](1/mmol.L )
3.Hanes作图法
二、酶浓度对反应速度的影响
酶的活性中心：在酶分子上，必需基团在空间结构上彼此靠近，形成具有特定空间结构的区域，能与底物特异结合并将底物转化为产物，此区域称为酶的活性中心。
活性中心内的必需基团
结合基团与底物相结合催化基团催化底物转变成产物
活性中心外的必需基团位于活性中心以外，维持酶活性中心应有的空间构象所必需。
白结合紧密，用透析或超滤的方法不能将其除
去的称为辅基。
金属离子的作用
1.稳定酶分子构象。 2.参与催化反应或传递电子。 3.在酶与底物间起桥梁作用。
4.中和阴离子降低反应中的静电斥力。
根据金属离子与酶结合的形式不同，可将
酶分为金属酶和金属活化酶。
小分子有机物的作用
其结构中常含有维生素或维生素类物质，以辅酶或辅基的形式参与酶的催化过
活性中心以外的必需基团
底物
催化基团
结合基团
活性中心
第二节酶促反应的特性与催化机制
酶与一般催化剂的共同点
只能催化热力学上允许进行的化学反应。能缩短反应达到平衡所需的时间，而不能改变平衡点。对可逆反应的正反两个方向都具有的催化
作用。

生物化学：酶的作用机理

酶催化的高效性的机理
酶催化的高效性
(4) 形成共价中间物某些酶可以和底物形成共价中间物，使
反应的活化能大大降低。
共价催化的最一般形式是：酶的亲核基团对底物中的碳原子进行攻击，
形成共价中间物。
酶催化的高效性的机理
酶催化的高效性
如胰凝乳蛋白酶 chymotrypsin
酶催化的高效性的机理
酶催化的高效性
酶的催化机理
诱导契合学说 (Induced fit)
1958年 D.E.Koshland提出。酶分子活性中心的结构原来并非和底
物的结构互相吻合，但酶的活性中心是柔性的而非刚性的。
二、酶与底物作用机理
酶的催化机理
当底物与酶相遇时，可诱导酶活性中心的构象发生相应的变化，其上有关的各个基团达到正确的排列和定向，因而使底物和酶能完全契合。
酶催化的高效性的机理
酶催化的高效性
(2) “张力”和“形底物与酶结合
变”
诱导
酶分子构象变化
底物分子的敏感键产生“张力”和“形变”
有利于
敏感键断裂
酶催化的高效性的机理
酶催化的高效性
(3) 酸碱催化 ❖ 酶活性部位上的某些基团可以作为质子供体或受体对底物进行酸或碱催化。—— 酸碱催化
如 His的咪唑基
在中性条件下，有一半是酸形式、一半是碱形式。因此既可进行酸催化，又可进行碱催化。
所以咪唑基是酶分子最有效、最活泼的一个功能基团。
酶催化的高效性的机理
酶催化的高效性
(3) 酸碱催化
❖ 酶活性部位上的某些基团可以作为质子供体或受体对底物进行酸或碱催化。—— 酸碱催化
❖ 有时，酶活性部位上有几个基团分别作为质子供体和受体，同时进行酸碱催化。—— 酸碱共同催化

第六章酶

（三）Ｋ值与Ｖ值的测定
1、双倒数作图法
Vmax[S] 1/V
V = Km+[S]
1/Vmax
两边同取倒数
Km 1/V= Vmax 1/[S] +1/Vmax （林－贝氏方程）
-1/Km
1/[S]
2、Hanes作图法
在林－贝氏方程基础上，两边同乘[S]
[S]/V
[S]/V=Km/Vmax+[S]/Vmax
Vmax ：
①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。
②意义：Vmax=K3 [E] 如果酶的总浓度已知，可从Ｖmax计算酶的转换数，即动力学常数Ｋ3。
酶的转换数：
定义 — 当酶被底物充分饱和时，单位时间内每个酶分子催化底物转变为产物的分子数。意义 — 可用来比较每单位酶的催化能力
(二）维生素与辅酶的关系
名称 NAD+、NADP+ FAD、FMN TPP CoA 硫辛酸所含维生素维生素PP 维生素B2 维生素B1 泛酸硫辛酸转移基团氢原子氢原子醛基酰基酰基
钴胺素类
生物素
维生素
生物素
烷基
二氧化碳
磷酸吡哆醛
四氢叶酸
维生素
叶酸
氨基
一碳单位
（三）蛋白质类辅酶
酶促反应的特点：
1、酶是蛋白质，极易受外界条件的影响。 2、酶具有高度催化效率。
3、酶具有高度专一性
4、酶的活性是受到调节和控制的
二、酶作用的专一性
1、立体化学专一性
⑴立体异构专一性 ⑵几何异构专一性 2、非立体化学专一性 ⑴键的专一性 ⑵基团专一性 ⑶绝对专一性
三、酶的分类与命名

第九章：酶的作用机制和酶的调节1

3．用于判断和确定酶活性中心的方法 1）酶的专一性研究通过研究酶的专一性底物的结构特点，来判断和确定活性中心的结构特点→确定活性中心的结构研究酶的竞争性抑制剂的必需结构、酶与专一性底物的相互关系，来确定酶活性中心结构。
2）酶分子侧链基团的化学修饰法使用一些对酶分子侧链功能基团可进行共价修饰的试剂作用与酶，以查出哪些基团是保持酶活力所必需的。
三．与酶高效催化作用有关的因素 1．底物与酶邻近效应和定向效应在酶促反应中，底物分子结合到酶的活性中心，一方面底物在酶活性中心的有效浓度大大增加，有利于提高反应速度；另一方面，由于活性中心的立体结构和相关基团的诱导和定向作用，使底物分子中参与反应的基团相互接近，并被严格定向定位，使酶促反应具有高效率和专一性特点。
第九章：酶的作用机制和酶的调节 1．酶的活性部位 2．影响酶催化效率的有关因素 3．酶活性的调节控制 4．同工酶
第一节：酶活性中心
以一个独立三级结构为完整生物共能分子最高形式的酶，称为单体酶；以四级结构作为完整生物功能分子结构的酶，称为寡聚酶。 1．酶的活性中心酶蛋白中只有少数特定的氨基酸的侧链基团核酶的催化活性直接有关，这些官能基团称为酶的必需基团。在酶分子三级机构的构象中，由少数必需基团组成的能与底物分子结合并完成特定催化反应的空间小区域，称为酶的活性中心或酶活中心。构成酶活性中心的必需基团，主要是某些氨基酸残基的侧链基团。
在酶的活性中心出现频率最高的氨基酸残基有：丝氨酸、组氨酸、半胱氨酸、酪氨酸、天冬氨酸、谷氨酸和赖氨酸，它们的极性侧链基团常常是酶活性中心的必需基团。
2．酶的活性部位的特点
活性部位在酶分子的中提及中只占相当小的一部分，通常只占整个酶分子体积的1%-2%。酶的活性部位是一个三维实体酶的底物部位并不是和底物的形状正好互补的，而是在酶和底物结合的过程中，底物分子或酶分子，有时是两者的构象发生了一定的变化后才互补的，这时催化基团的位臵也正好在所催化底物键的断裂和即将生成键的适当位臵。这个动态的辨认过程称为诱导契合。酶的活性部位是位于酶分子表面的一个裂缝内。底物通过次级键较弱的力结合到酶上。酶活性部位具有柔性或可运动性。

酶工程第七章酶的应用第三节酶在轻工、化工方面的应用

第三节酶在轻工、化工方面的应用
饲料用酶的作用酶制剂在饲料养殖业中的应用是基于如下因素考虑的：（1）补充同源酶的不足，促进动物的消化吸收，提高饲料的利用率；动物饲料是以淀粉、蛋白质等大分子化合物作为营养源的，由于动物生理上的差异，不同动物消化道中的酶系不同，数量也很有限，再加上饲料在消化道中停留的时间一般都很短，如鸡、鱼、虾仅3～4h，在这样短的时间内，酶的催化作用远远没有发挥出来，饲料未被充分消化吸收而随粪便排出体外，造成部分浪费。据研究，不少动物对饲料的消化吸收率仅为50%左右。在饲料中添加酶制剂就可以与动物内源酶发挥协同作用，将难消化吸收的蛋白质、淀粉等大分子化合物降解为氨基酸、肽、胨、单糖、寡糖等小分子物质，增加饲料中的有效
第三节酶在轻工、化工方面的应用
（3）消除抗营养因素，释放矿物元素和其他微量元素来提高饲料利用率，促进动物健康生长；
纤维素是一种纤维二糖的高聚体，是单胃动物不能利用的，这种大分子物质较难溶解并对单胃动物的消化有阻碍作用。半纤维素和果胶部分溶于水后，会产生粘性溶液，增加消化物的粘度，因而使营养物质和内源酶难以扩散，同时还缩短了饲料在肠道内的停留时间，降低了营养物质的同化作用，从而影响了动物的消化吸收。利用酶制剂可以将纤维素、半纤维素、果胶以及糖、蛋白质等降解为单糖或寡糖，减少了此类物质对动物消化、吸收和利用的障碍作用。与此同时，结合着的矿物元素和一些微量元素在酶的作用下被水接出来，为动物所吸收，提高了动物的健康水平。
第三节酶在轻工、化工方面的应用
干酶是最抗热的，能耐90℃高温达30min之久而不失活，但在同样的温度下，供给蒸汽热，就会迅速失活。一般在制粒前65℃的调制温度中，吸附到载体上的酶是十分稳定的。随着调制温度升高到75℃时，酶开始失活，活力约为开始水平的30%。

第三节酶的作用机理和酶的调节

对酶的空间构象进行分析，了解酶活性部位氨基酸残基的位置及状态。
（4）基因定点诱变法
例： PCR定点突变技术胰蛋白酶：Asp102→Asn102, 水解效率降低5000倍。
二、酶的作用机理
酶反应的独特性质：
• 酶反应包括两类：①电子转移；②电子+质子以及其它基团转移。 • 催化作用涉及氨基酸侧链基团和辅因子。 • 巨大酶的结构对于稳定活性部位的构象是必需的。 • 活性中心具有一个以上的催化基团，有利于协同催化；结合部位可使底物以固定方位结合。
2. 底物的形变(distortion) 含义：
酶使底物敏感键产生‚电子张力‛或变形，从而促使敏感键更易断裂。
例：溶菌酶的催化机制
129aa, 活性中心含Asp52, Glu35，催化某些细菌细胞壁多糖的水解。
25% 螺旋还具折叠
Fig. 2-22 The structure of lysozyme（溶菌酶）. Glu35 and Asp52 are shown in while.
肽键断裂，肽键氨基部分从His57获得一个H+，氨基部分释放；肽键羧基部分与Ser195相连，形成酰基化酶。
酰基化酶
② 脱酰阶段：水分子攻击酰基化酶， His57 吸收一个H+，OH-攻击羰基C； His57供出一个H+给Ser195，释放C末端产物。酶恢复原状。
Fig.2-30 A detailed mechanism for the chymotrypsin reaction.
专一性底物的结构特点活性中心结构
竞争性抑制剂的必需结构
（2）酶分子侧链基团的化学修饰法
DFP(二异丙基氟磷酸) 与胰凝乳蛋白酶Ser195共价结合

第三节酶的作用机制和酶的调节

乳酸脱氢酶同工酶（LDHs）为四聚体，在体内共有
六种分子形式，即LDH1（H4），LDH2（H3M），LDH3 （H2M2），LDH4（HM3），LDH5（M4）和LDHx。
乳酸脱氢酶（LDH）： M 三种类型的亚基骨骼肌型
H x
心肌型
x亚基
亚基组成
H H H H LDH1 (H4)
M H H H LDH2 (M H3)
7.多功能催化作用
酶的活性中心部位，一般都含有多个起催化作用的基团，这些基团在空间有特殊的排列和取向，可以对底物价键的形变和极化及调整底物基团的位置等起到协同作用，从而使底物达到最佳反应状态。

三、酶活性的调节控制
生物体内的各种生理活动均以一定的物质代谢为基础。为了适应某种生理活动的变化，需要对一定的代谢活动进行调节。通过对酶的催化活性的调节，就可以达到调节代谢活动的目的。可以通过改变其催化活性而使整个代谢反应的速度或方向发生改变的酶就称为限速酶或关键酶。
胰腺的蛋白酶
胰腺中存在胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶和弹性蛋白酶的酶原，它们转移到小肠后，首先是胰蛋白酶原被肠激酶断裂，然后胰蛋白酶进一步激活其它两个酶。胰蛋白酶原肠激酶
胰蛋白酶
胰凝乳蛋白酶原弹性蛋白酶原弹性蛋白酶
胰凝乳蛋白酶
胰凝乳蛋白酶的活化过程
胰凝乳蛋白酶原（无活性）
1 13 14 15 16 146147148149 245
5.金属离子的催化作用
金属离子的催化作用往往和酸的催化作用相似，有多种途径参加催化过程。（结合底物为反应定向；调节氧化还原反应；静电稳定或屏蔽负电荷）
6.微环境的影响（酶活性中心是低介电区域）
酶活性中心处于一个非极性环境中，从而有利于同底物的结合。（水的极性和形成氢键的能力都较强，能够减弱极性基团间的相互作用。）

第三节酶的作用机理

用共价修饰的试剂作用于酶，查明保持酶活力的必需基团；2.亲和标记（合成底物类似物）；3.—SH保护剂的使用；
X- 射线晶体衍射法：定点诱变法
4
DFP
▪ 用共价修饰的试剂作用于酶，查明保持酶活力的必需基团
二异丙基氟磷酸
的作用
5
牛胰蛋白酶
6
二、酶作用专一性的机制
锁钥学说（1894年Emil Fischer）—lock and key或模板学说（temolate）：认为整个酶分子的天然构象是具有刚性结构的，酶表面具有特定的形状。酶与底物的结合如同一把钥匙对一把锁一样。
2
（二）酶活性中心的结构特点
2. 酶的活性部位是一个三维实体，具有三维空间结构。活性中心的空间构象不是刚性的，在与底物接触时表现出一定的柔性和运动性。（邹承鲁研究酶变性的工作）
3. 酶的活性部位并不是和底物的形状正好互补的，而是在酶和底物的结合过程中，底物分子或酶分子、有时是两者的构象同时发生了一定的变化后才互补的，此时催化基团的位置正好处在所催化底物键的断裂和即将生成键的适当位置，这个动态辨认过程称为诱导契合（induced-fit）.
广义酸－碱催化是指通过质子酸提供部分质子,或是通过质子碱接受部分质子的作用，达到降低反应活化能的过程。
15
酶分子中可以作为广义酸、碱的基团
广义酸基团
广义碱基团（质子
供体）
（质子受体）
+
-COOH3, -N-S HH,
-CO - O..,2, ---N SH ,
+
OHHN NH
O- :N NH
21
胰凝乳蛋白酶（chymotrypsin）的活性中心
Asp102-His57-Ser195

生物化学——第三章酶

2）高度专一性
• 酶的专一性（Specificity）(特异性)
指酶在催化生化反应时对底物的选择性。
3）反应条件温和,对环境变化敏感
• 酶促反应一般在pH 5-8 水溶液中进行，反应温度范
围为20-40C。 • 高温或其它苛刻的物理或化学条件，将引起酶的失活。
4) 酶的催化活力受调控
如抑制剂调节、共价修饰调节、反馈调节、酶原激活及激素控制等。
结构专一性键专一
基团专一
1）绝对专一性
（结构专一性）
• 酶对底物的要求非常严格，只作用于一个特定的底物。这种专一性称为绝对专一性（Absolute specificity)。
• 例：脲酶、
O
2HN-C-NH2
• 精氨酸酶
2)相对专一性(Relative Specificity)
• 酶的作用对象不是一种底物，而是一类化合物或
+ E
酶与中间产物
3、决定酶专一性的机制
（a）锁钥学说：认为整个酶分子的天然构象是具有刚
性结构的，酶表面具有特定的形状。酶与底物的结合如
同一把钥匙对一把锁一样
（b）诱导契合学说：
酶表面并没有一种与底物互补的固定形状，但酶的活性中心具有一定的柔性，两者相遇底物诱导酶构象发生变化，才形成了互补形状。
(2)酸碱性基团：
CH2 H2N CH2 C
• Asp和Glu的羧基
• Lys的氨基
OH H2N
• Tyr的酚羟基
• His的咪唑基 • Cys的巯基等
活性中心的结构特点
• 只占酶分子总体积的很小一部分 • 具有三维空间结构
• 酶的活性部位和底物的辨认和结合过程，称
为诱导契合（induced-fit）

生物化学-第三章中

1.消化系统蛋白酶原的激活
胰凝乳蛋白酶原
(胰蛋白酶)
六肽
肠激酶
活性中心
胰蛋白酶原胰蛋白酶
胰蛋白酶原的激活示意图
胰蛋白酶对消化道酶的激活作用
胰蛋白酶原
肠激酶胰凝乳蛋白酶原
六肽弹性蛋白酶原
胰凝乳蛋白酶
胰蛋白酶
弹性蛋白酶
羧肽酶原
羧肽酶
激肽原激肽释放酶
12中蛋白质凝血因子有7种是丝氨酸蛋白酶
进入过渡态，降低了反应活化能，使反应
易于发生。或者酶构象发生改变的同时，底物分子也发生形变，形成互相契合的酶－底物复合物。
过渡态
能
量
一般催化剂反应活
改化能
变初态
非催化反应活化能
酶促反应活化能
反应总能量变化终态
酶促反应活化能的改变
酶（E）与底物（S）结合生成不稳定的中间物（ES），再分解成产物（P）并释放出酶，使反应沿一个低活化能的途径进行，降低反应所需活化能，所以能加快反应速度。
侧链基团），酶活力丧失与修饰剂浓度成比例，底物或竞争性抑制剂可降低修饰作用。
特异性共价修饰（作用于酶的特定氨基酸），
如二异丙基氟磷酸（DFP）与酶活性部位的丝氨酸羟基结合；
亲和标记试剂可以与活性部位的特定基团共价定
量结合，如对甲苯磺酰-L-苯丙氨酰氯甲基酮(TPCK) 与胰凝乳蛋白酶活性部位丝氨酸羟基的结合, 与底物结构比较类似-亲和标记－自杀性底物也是。
别构剂：正别构剂---别构激活剂负别构剂---别构抑制剂
(二)别构酶
别构酶均为寡聚酶，除活性部位外，
还有可以同效应物（调节物）结合的
调节部位.
别构酶的调控方式有四类：