第三章 酶蛋白的化学修饰
第三章 酶的化学修饰
第三章酶的化学修饰第一节酶的分子修饰一、酶的化学修饰原因1、稳定性2、酶反应的最适条件3、酶的专一性4、米式常数过大5、临床应用的特殊要求6、酶种类的限制改变酶特性有两种主要的方法：1)通过分子修饰的方法来改变已分离出来的天然酶的活性。
2)通过基因工程方法改变编码酶分子的基因而达到改造酶的目的。
二、酶分子修饰通过各种方法使酶分子的结构发生某些改变，从而改变酶的某些特性和功能的技术过程称为酶分子修饰。
即在体外将酶分子通过人工的方法与一些化学基团（物质），特别是具有生物相容性的物质，进行共价连接，从而改变酶的结构和性质。
三、酶分子修饰的意义⏹提高酶的活力⏹增强酶的稳定性⏹降低或消除酶的抗原性⏹研究和了解酶分子中主链、侧链、组成单位、金属离子和各种物理因素对酶分子空间构象的影响化学修饰效果举例用纤维蛋白的专一性单克隆抗体修饰尿激酶，使其溶血栓性提高了100倍。
用乙醛酸修饰胰凝乳蛋白酶的表面氨基，形成亲水性的α－NHCH2COOH后，该酶对60℃热处理的稳定性增高了1000倍。
超氧化物歧化酶(SOD)、L-谷氨酰胺酶、L-天门冬酰胺酶、尿酸酶等用PEG(聚乙二醇)修饰后，完全消除了酶的抗原性和免疫原性，减慢了它们在动物血液循环中被清除的速度，酶的活力可以保存15％-45％。
四、酶化学修饰的基本原理1、如何增强酶天然构象的稳定性与耐热性修饰剂分子存在多个反应基团，可与酶形成多点交联。
使酶的天然构象产生“刚性”结构。
2、如何保护酶活性部位与抗抑制剂大分子修饰剂与酶结合后，产生的空间障碍或静电斥力阻挡抑制剂，“遮盖”了酶的活性部位。
3、如何维持酶功能结构的完整性与抗蛋白水解酶酶化学修饰后通过两种途径抗蛋白水解酶：A 大分子修饰剂产生空间障碍阻挡蛋白水解酶接近酶分子。
“遮盖”酶分子上敏感键免遭破坏。
B 酶分子上许多敏感基团交联上修饰剂后，减少了受蛋白水解酶破坏的可能性。
4、如何消除酶的抗原性酶蛋白氨基酸组成的抗原决定簇，与修饰剂形成了共价键。
酶的化学修饰调节名词解释
酶的化学修饰调节名词解释
酶的化学修饰调节是指酶蛋白肽链上某些残基在酶的催化下发生可逆的共价修饰，从而引起酶活性的改变。
这种调节方式的特点包括：
1. 绝大多数属于这类调节方式的酶都具无活性（或低活性）和有活性（或高活性）两种形式。
它们之间在两种不同酶的催化下发生共价修饰，可以互相转变。
催化互变反应的酶在体内受调节因素如激素的控制。
2. 化学修饰是由酶催化引起的共价键的变化，且因其是酶促反应，故有放大效应。
催化效率常较变构调节高。
3. 磷酸化与脱磷酸是最常见的酶促化学反应。
以上内容仅供参考，如需更专业的解释，建议查阅相关教材或咨询专业人士。
第三章 酶 一、 名词解释 1 Km 2 限速酶 3 酶的化学修饰 4 结合酶 5
第三章酶一、名词解释1.Km2.限速酶3.酶的化学修饰4.结合酶5.Allosteric regulation6.别构调节7.Activators8.辅基9.反竞争性抑制作用10.酶的特异性二、填空1.在酶浓度不变的情况下，底物浓度对酶促反应速度的作图呈____________双曲线，双倒数作图呈线。
2. Km值等于酶促反应速度为最大速度时的________________浓度。
3.关键酶所催化的反应具有下述特点：催化反应的速度，因此又称限速酶；催化反应，因此它的活性决定于整个代谢途径的方向；这类酶常受多种效应剂的调节。
4. 可逆性抑制作用中，抑制剂与酶的活性中心相结合，抑制剂与酶的活性中心外的必需基团相结合。
5. 酶的化学修饰主要有磷酸化与脱磷酸，，________________，腺苷化与脱腺苷及SH与-S-S-互变等，其中磷酸化与脱磷酸化在代谢调节中最为多见。
6. 同工酶指催化的化学反应，但酶蛋白的分子结构、理化性质乃至免疫学性质的一组酶。
7. 竞争性抑制剂使酶对底物的表观Km ，而Vmax 。
8. 酶的特异性包括特异性，特异性与特异性。
三、问答1.简述酶的“诱导契合假说”。
2.酶与一般催化剂相比有何异同？3.什么是同工酶？请举例说明。
4.金属离子作为酶的辅助因子有哪些作用？5.说明温度对酶促反应速度的影响及其实用价值。
参考答案一、名词解释1. 即米氏常数。
Km米氏常数是单底物反应中酶与底物可逆地生成中间产物和中间产物转化为产物这三个反应的速度常数的综合。
Km=k2+k3/k1 米氏常数等于反应速度为最大速度一半时的底物浓度。
2.指整条代谢通路中，催化反应速度最慢的酶，它不但可以影响整条代谢途径的总速度，还可改变代谢方向，是代谢途径的关键酶，常受到变构调节和/或化学修饰调节。
3.某些酶分子上的一些基团，受其他酶的催化发生共价化学变化，从而导致酶活性的变化。
4.酶分子中除含有氨基酸残基组成的多肽链外，还含有非蛋白部分。
生物化学 第3章 酶
生物化学第3章酶生物化学第3章酶第3章酶自学建议1.掌握酶及所有相关的概念、酶的结构与功能的关系、酶的工作原理、酶促反应动力学特点、意义及应用。
2.熟识酶的分子共同组成与酶的调节。
3.了解酶的分类与命名及酶与医学的关系。
基本知识点酶是对其特异底物起高效催化作用的蛋白质。
单纯酶是仅由氨基酸残基组成的蛋白质，融合酶除所含蛋白质部分外，还所含非蛋白质辅助因子。
辅助因子就是金属离子或小分子有机化合物，后者称作辅酶，其中与酶蛋白共价紧密结合的辅酶又称辅基。
酶分子中一些在一级结构上可能相距很远的必需基团，在空间结构上彼此靠近，组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，这一区域称为酶的活性中心。
同工酶就是指催化剂相同化学反应，酶蛋白的分子结构、化学性质乃至免疫学性质相同的一组酶，就是由相同基因编码的多肽链，或同一基因mRNA分解成的相同mrna所译者的相同多肽链共同组成的蛋白质。
酶促反应具有高效率、高度特异性和可调节性。
酶与底物诱导契合形成酶-底物复合物，通过邻近效应、定向排列、表面效应使底物容易转变成过渡态。
酶通过多元催化发挥高效催化作用。
酶促反应动力学研究影响酶促反应速率及其影响因素，后者包括底物浓度、酶浓度、温度、ph、抑制剂和激活剂等。
底物浓度对反应速率的影响可用米氏方程表示。
v?vmax[s]km?[s]其中，km为米氏常数，其值等同于反应速率为最小反应速率一半时的底物浓度，具备关键意义。
vmax和km需用米氏方程的双倒数作图去求得。
酶在拉沙泰格赖厄县ph和拉沙泰格赖厄县温度时催化活性最低，但拉沙泰格赖厄县ph和拉沙泰格赖厄县温度不是酶的特征性常数，受到许多因素的影响。
酶的抑制作用包含不可逆遏制与对称遏制两种。
对称遏制中，竞争抑制作用的表观km值减小，vmax维持不变；非竞争抑制作用的km值维持不变，vmax增大，反竞争抑制作用的km值与vmax均增大。
在机体内酶活性与含量的调节是代谢调节的重要途径。
酶分子的化学修饰
2、定点突变和化学修饰结合技术
利用定点突变法来改变酶的底物专一性，开发出 了新型的酶制剂。将定点突变所得酶进行化学修饰， 得到一些新颖的酶制剂。利用定点突变技术在酶的关 键活性位点引入一个氨基酸残基，然后利用化学修饰 法对突变的氨基酸残基进行修饰，引入一个小分子化 合物，得到一种化学修饰突变酶。
枯草杆菌蛋白酶化学修饰突变过程
1、交联技术
酶的人工交联可在一条多肽链内形成，是一种作 用于分子间或分子内部的交联方式，能提高酶的稳定 性，防止酶在不良环境中失活。 Fernandez 等提出了一种新颖的分子内交联方式。 实验表明这种方式在酶主要的氨基基团上，戊二醛 （GLU）对其进行了交联修饰（修饰度45% ~ 55%）， 然后把修饰酶在pH 9 和20C 的条件下老化30 min。在 这段时间内酶的活性虽然有所损失，但是稳定性提高 了3 倍。
实验结果分析： 反应pH对PA-PPL活性的影响—— 修饰酶PA-PPL的水解活性明显高于原酶PPL， 且PPL在修饰前后，最适pH范围未发生明显变 化，均为7.0-8.0。
实验结果分析： 反应温度对PA-PPL活性的影响——
在试验温度范围内，修饰酶PA-PPL的水解活性明显高 于原酶PPL，但二者的最适反应温度相同，都为 40℃ ．
刘宏芳,侯瑶,赵新淮;大豆蛋白限制性酶解修饰与产品的溶解性和保 水性变化[J];东北农业大学学报;2009-01,40(1):97-103. 田国贺,郭佳宓,吕团伟等；聚乙二醇对菠萝蛋白酶的化学修饰[J]； 生物技术；2006-02,16(1):35-38.
二、原理、修饰剂及反应
1、化学修饰原理
1）增强酶天然构象的稳定性与耐热性
修饰剂分子存在多个反应基团，可与酶 形成多点交联。使酶的天然构象产生 “刚性”结构。
生化第三章酶
第三章酶本章要点生物催化剂——酶：由活细胞产生的、对其底物具有高度特异性和高度催化效能的蛋白质。
一、酶的分子结构与功能1.单体酶：由单一亚基构成的酶。
（如溶菌酶）2.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。
（如磷酸果糖激酶-1）3.多酶复合物（多酶体系）：几种具有不同催化功能的酶可彼此聚合。
（如丙酮酸脱氢酶复合物）4.多功能酶（串联酶）：一些酶在一条肽链上同时具有多种不同的催化功能。
（如氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ）（一）、酶的分子组成中常含有辅助因子1.酶蛋白主要决定酶促反应的特异性及其催化机制；辅助因子主要决定酶促反应的性质和类型。
2.酶蛋白和辅助因子单独存在时均无催化活性，只有全酶才具有催化作用。
3.辅酶与酶蛋白的结合疏松，可以用透析和超滤的方法除去。
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，参加另一酶促反应并将所携带的质子或基团转移出去，或者相反。
4.辅基则与酶蛋白结合紧密，不能通过透析或超滤将其除去。
在酶促反应中，辅基不能离开酶蛋白。
5.作为辅助因子的有机化合物多为B族维生素的衍生物或卟啉化合物，它们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。
金属离子时最常见的辅助因子，约2/3的酶含有金属离子。
6.金属离子作为酶的辅助因子的主要作用①作为酶活性中心的组成部分参加催化反应，使底物与酶活性中心的必需基团形成正确的空间排列，有利于酶促反应的发生；②作为连接酶与底物的桥梁，形成三元复合物；③金属离子还可以中和电荷，减小静电斥力，有利于底物与酶的结合；④金属离子与酶的结合还可以稳定酶的空间构象。
7.金属酶：有的金属离子与酶结合紧密，提取过程中不易丢失。
8.金属激活酶：有的金属离子虽为酶的活性所必需，但与酶的结合是可逆结合。
（二）、酶的活性中心是酶分子执行其催化功能的部位1.酶的活性中心（活性部位）：酶分子中能与底物特异地结合并催化底物转变为产物的具有特定三维结构的区域。
第三章酶蛋白的化学修饰
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பைடு நூலகம் 四、胍基修饰
采用二羰基化合物与精氨酸残基侧链上的 胍基反应生成稳定的杂环，从而改变酶分 子的空间构象的修饰方法。
用作胍基修饰剂的二羰基化合物主要有：
丁二酮 1，2-环己二酮 丙二酮 苯乙二醛 4－羟基－3－硝基苯乙二醛 对硝基苯乙二醛
二、定点突变技术
定点突变（site directed mutagenesis）是指在DNA序列 中的某一特定位点上进行碱基的改变从而获得突变基因的 操作技术。
20世纪80年代发展起来，常用于蛋白质工程（Protein Engineering）和酶分子组成单位置换修饰。
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定点突变技术用于酶分子修饰的过程
酶蛋白的基本组成单位是氨基酸，将酶分子肽链上 的某一个氨基酸换成另一个氨基酸的修饰方法，称 为氨基酸置换修饰。
酶RNA的基本组成单位是核苷酸，将酶分子核苷酸 链上的某一个核苷酸换成另一个核苷酸的修饰方法， 称为核苷酸置换修饰 。
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一、组成单位置换修饰的作用
提高酶活力 增强酶的稳定性 使酶的专一性发生改变
酶的侧链基团修饰方法很多，主要有：氨基修饰、 羧基修饰、巯基修饰、胍基修饰、酚基修饰、咪唑 基修饰、吲哚基修饰、分子内交联修饰、大分子结 合修饰等。
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一、氨基修饰
采用某些化合物使酶分子侧链上的的氨基发生改变、从 而改变酶蛋白的空间构象的方法
凡能够作用于酶分子侧链上的氨基，产生脱氨基作用或 与氨基共价结合将氨基屏蔽起来的化合物，称为氨基修 饰剂。
2-羟基-5-硝基苄溴（HNBB）和4-硝基苯硫氯可以 比较专一地对吲哚基进行修饰，但也可以与巯基反 应，因此用于吲哚基修饰时，要对巯基进行保护。
(完整)生物化学名词解释
生物化学名词解释第一章蛋白质的结构与功能1。
肽键：一分子氨基酸的氨基和另一分子氨基酸的羧基通过脱去水分子后所形成的酰胺键称为肽键。
2. 等电点：在某一pH溶液中，氨基酸或蛋白质解离成阳离子和阴离子的趋势或程度相等，成为兼性离子,成点中性，此时溶液的pH称为该氨基酸或蛋白质的等电点。
3. 模体：在蛋白质分子中，由两个或两个以上具有二级结构的肽段在空间上相互接近,形成一个特殊的空间构象,并发挥特殊的功能，称为模体。
4. 结构域:分子量较大的蛋白质三级结构常可分割成多个结构紧密的区域，并行使特定的功能，这些区域被称为结构域.5。
亚基:在蛋白质四级结构中每条肽链所形成的完整三级结构。
6. 肽单元:在多肽分子中，参与肽键的4个原子及其两侧的碳原子位于同一个平面内，称为肽单元。
7. 蛋白质变性:在某些理化因素影响下,蛋白质的空间构象破坏，从而改变蛋白质的理化性质和生物学活性，称之为蛋白质变性。
第二章核酸的结构与功能1。
DNA变性：在某些理化因素作用下，DNA分子稳定的双螺旋空间构象破环,双链解链变成两条单链，但其一级结构仍完整的现象称DNA变性.2。
Tm：即溶解温度，或解链温度,是指核酸在加热变性时，紫外吸收值达到最大值50%时的温度.在Tm时,核酸分子50％的双螺旋结构被破坏。
3. 增色效应：核酸加热变性时，由于大量碱基暴露,使260nm处紫外吸收增加的现象，称之为增色效应.4. HnRNA：核内不均一RNA。
在细胞核内合成的mRNA初级产物比成熟的mRNA分子大得多，称为核内不均一RNA。
hnRNA在细胞核内存在时间极短,经过剪切成为成熟的mRNA，并依靠特殊的机制转移到细胞质中.5。
核酶：也称为催化性RNA，一些RNA具有催化能力，可以催化自我拼接等反应，这种具有催化作用的RNA分子叫做核酶。
6. 核酸分子杂交：不同来源但具有互补序列的核酸分子按碱基互补配对原则，在适宜条件下形成杂化双链，这种现象称核酸分子杂交.第三章酶1. 酶：由活细胞产生的具有催化功能的一类特殊的蛋白质。
第3章1由活细胞合成的、对其特异底物具有高效催化作用的特殊蛋白质。习题资料
第三章酶复习测试二）选择题A型题：1．关于酶的叙述正确的是： A．所有酶都有辅酶 B C．绝大多数酶的化学本质是蛋白质 E．酶不能在胞外发挥催化作用．酶的催化作用与其空间结构无关D ．酶能改变化学反应的平衡点2．对于酶的叙述下列哪项是正确的：A．酶对底物都有绝对特异性B．有些 RNA具有酶一样的催化作用C．酶的催化活性都与空间结构的完整性有关D．所有酶均需特异的辅助因子E．酶只能在中性环境发挥催化作用3．关于酶催化作用的叙述不正确的是：A．催化反应具有高度特异性 B C．催化活性可以调节 DE．催化作用可以改变反应的平衡常数4．下列哪种酶属于结合酶：A．脲酶 BC．胃蛋白酶 DE．己糖激酶．催化反应所需要的条件温和．催化效率极高．核糖核酸酶．脂肪酶5．结合酶在下列哪种情况下才具有催化活性：A．酶蛋白形式存在 B ．辅酶形式存在C．辅基形式存在 D ．全酶形式存在E．酶原形式存在6．关于酶蛋白和辅助因子的叙述错误的是：A．二者单独存在时酶无催化活性 B C ．全酶才有催化作用 DE ．一种辅助因子只能与一种酶蛋白结合．二者形成的复合物称全酶．辅助因子可以是有机化合物7．辅酶与辅基的主要区别是：A ．化学本质不同BC ．与酶蛋白结合的紧密程度不同 E ．生物学活性不同8．全酶中决定酶催化反应特异性的是 A ．全酶 B C ．酶蛋白 DE．以上都不是9．关于辅助因子的叙述错误的是：A ．参与酶活性中心的构成 C ．包括辅酶和辅基 D E．维生素可参与辅助因子构成10．酶与一般催化剂的共同点是：A．高度特异性 BC ．降低反应的活化能DE ．催化活性可以调节．免疫学性质不同D ．理化性质不同．辅基．辅酶B ．决定酶催化反应的特异性．决定反应的种类、性质．高度催化效率．改变化学反应的平衡点11．对酶活性中心的叙述错误的是：A ．结合基团在活性中心内BC ．具有特定的空间构象DE ．底物在此被转变为产物12．酶催化作用的机制是：A ．降低反应的活化能BC ．降低产物的热能 DE．增加反应的自由能13．酶催化效率高的原因是： A．降低反应的自由能 BC．降低产物能量水平 DE．升高产物能量水平．催化基团属于必需基团．空间结构与酶催化活性无关．降低反应的自由能．增加底物的热能．降低反应的活化能．升高活化能14．酶的特异性是指：A．与底物结合具有严格选择性 C ．催化反应的机制各不相同E ．在特定条件下起催化作用B ．与辅酶的结合具有选择性D ．在细胞中有特殊的定位L-型乳酸脱氢，属于：B ．相对特异性D ．立体异构特异性 16．加热后，酶活性降低或消失的主要原因是：A ．酶水解B ．酶蛋白变性C ．亚基解聚D ．辅酶脱落E ．辅基脱落 17．含有唾液淀粉酶的唾液透析后，水解能力下降，其原因是： A ．酶蛋白变性 B ．失去 Cl -C ．失去 Hg 2+D ．失去酶蛋白E ．酶含量减少19．酶保持催化活性，必须具备： A ．酶分子结构完整无缺 B C ．有金属离子参加 D E ．有辅酶参加20．酶催化作用所必需的基团主要是指： A ．维持酶一级结构所必需的基团B ．位于活性中心，维持酶活性所必需的基团C ．与酶的亚基结合所必需的基团D ．维持酶空间结构所必需的基团E ．构成全酶分子所有的基团21．酶分子中使底物转变为产物的基团称为： A ．结合基团 B ．催化基团 C ．碱性基团 D ．酸性基团 E ．疏水基团22．关于酶活性中心的叙述正确的是： A ．酶可以没有活性中心 B C ．都含有金属离子 D E ．以上都不是 15．乳酸脱氢酶只能催化 A ．绝对特异性C ．化学键特异性 E ．化学基团特异性18．全酶是指：A ．酶蛋白 - 辅助因子复合物C ．酶活性中心 - 底物复合物 E ．酶催化基团 - 结合基团复合物 B ．酶蛋白 - 底物复合物 D．酶必需基团 - 底物复合物．酶分子上所有化学基团存在 ．都以-SH 或-0H 作为结合基团23酶促反应速度达到最大速度的80％时， Km等A ． [S] B ．1/2 [S] C ．1/3 [S] D ．1/4 [S] E ．1/5 [S]24酶促反应速度达最大速度的25％时， [S] 等于：A ．1/4 Km B ．3/4 Km C ．2/3 Km D ．1/2 Km E ．1/3 Km25．当 Km等于 1/2 [S] 时，A ． 1/3 Vmax C ． 2/3 VmaxE． 3/4 Vmax v 等于：B ． 1/2 Vmax D ． 3/5 Vmax26．同工酶是指：A．酶蛋白分子结构相同 B C．催化功能相同 D E．理化性质相同．免疫学性质相同27．Km值是指：A ． v 等于 1/2 Vmax 时的底物浓度BC ． v 等于 1/2 Vmax时的温度DE ．降低反应速度一半时的底物浓度v 等于 1/2 Vmax 时的酶浓度v 等于 1/2 Vmax时的抑制剂浓28．酶的 Km值大小与：A．酶性质有关 BC．酶作用温度有关 D E ．环境 pH 有关．酶浓度有关．酶作用时间有关A ．结合基团B ．催化基团C ．疏水基团D ．亲水基团E ．以上都不是30．酶促反应速度与底物浓度的关系可用：A ．诱导契合学说解释BC ．多元催化学说解释D ．中间产物学说解释31．酶促反应动力学研究的是： A．酶促反应速度与底物结构的关系 B．酶促反应速度与酶空间结构的关系29．酶的活性中心内，能够与底物结合的基团C．酶促反应速度与辅助因子的关系D．酶促反应速度与影响因素之间的关系E ．不同酶分子间的协调关系32．酶促反应速度与酶浓度成正比的条件是：A ．底物被酶饱和B ．反应速度达最大C ．酶浓度远远大于底物浓度D ．底物浓度远远大于酶浓度E ．以上都不是33．v＝Vmax后再增加 [S] ， v 不再增加的原因是：A ．部分酶活性中心被产物占据B．过量底物抑制酶的催化活性C．酶的活性中心已被底物所饱和D．产物生成过多改变反应的平衡常数E ．以上都不是34．底物浓度达到饱和后，再增加底物浓度：A ．反应速度随底物浓度增加而加快B ．随着底物浓度的增加酶活性降低C．酶的结合部位全部被底物占据，反应速度不再增加D．增加抑制剂，反应速度反而加快E．形成酶 - 底物复合体增加35．关于温度与酶促反应速度关系的叙述错误的是：A ．酶在短时间可耐受较高温度B ．酶都有最适温度C ．超过最适温度酶促反应速度降低D ．最适温度时反应速度最快E ．以上都不是36．温度与酶促反应速度的关系曲线是：A ．直线B ．矩形双曲线C ．抛物线D ．钟罩形曲线E ．S 形曲线37．关于 pH 与酶促反应速度关系的叙述正确的是： A ． pH 与酶蛋白和底物的解离无关 B ．反应速度与环境 pH 成正比C．人体内酶的最适 pH均为中性即 pH＝7 左右 D．pH对酶促反应速度影响不大E．以上都不是38．关于抑制剂对酶蛋白影响的叙述正确的是：A ．使酶变性而使酶失活B ．使辅基变性而使酶失活C ．都与酶的活性中心结合D ．除去抑制剂后，酶活性可恢复E ．以上都不是39．化学毒气路易士气可抑制下列那种酶：A ．胆碱酯酶B ．羟基酶C ．巯基酶D ．磷酸酶E ．羧基酶40．有机磷农药（敌百虫）中毒属于：A ．不可逆抑制B ．竞争性抑制C ．可逆性抑制D ．非竞争性抑制E ．反竞争性抑制41．可解除 Ag2+、 Hg2+等重金属离子对酶抑制作用的物质是：A ．解磷定B ．二巯基丙醇C ．磺胺类药D ． 5FUE ． MTX42．有机磷农药敌敌畏可结合胆碱酯酶活性中心的：A ．丝氨酸残基的 -0HB ．半胱氨酸残基的 -SHC ．色氨酸残基的吲哚基D ．精氨酸残基的胍基E ．甲硫氨酸残基的甲硫基43．可解除敌敌畏对酶抑制作用的物质是：A ．解磷定B ．二巯基丙醇C ．磺胺类药物D ． 5FUE ． MTX44．有机磷农药中毒主要是抑制了：A ．二氢叶酸合成酶BC ．胆碱酯酶DE ．碳酸酐酶．二氢叶酸还原酶．巯基酶45．丙二酸对琥珀酸脱氢酶的抑制作用属于：A ．不可逆性抑制C ．非竞争性抑制E ．非特异性抑制B ．竞争性抑制D ．反竞争性抑制46．磺胺类药物的类似物是：A ．叶酸BC ．谷氨酸DE ．二氢叶酸．对氨基苯甲酸．甲氨蝶呤47．磺胺类药物抑菌或杀菌作用的机制是：A ．抑制叶酸合成酶 BC ．抑制二氢叶酸合成酶 DE ．抑制四氢叶酸合成酶48．能够使胰蛋白酶原激活的物质是：A ．肠激酶B ．胰凝乳蛋白酶C ．弹性蛋白酶D ．羧肽酶E ．胆汁酸 49．以下有关酶与一般催化剂共性的叙述不正确的是： A ．都能加快化学反应速度B ．其本身在反应前后没有结构和性质上的改变C ．只能催化热力学上允许进行的化学反应D ．能缩短反应达到平衡所需要的时间E ．能改变化学反应的平衡点50．胰蛋白酶原的激活是由其 N-端水解掉： A ．3 肽片段 B ．4肽片段 C ．5 肽片段 D ．6肽片段E ．7 肽片段 51．关于同工酶的描述错误的是： A ．酶蛋白的结构不同 B C ．生物学性质相同 D E ．以上都不是 52国际酶学委员会将酶分6 类的依据是：A ．根据酶蛋白的结构 B．根据酶的物理性质 C ．根据酶促反应的性质 D ．根据酶的来源E ．根据酶所催化的底物53．关于酶与临床医学关系的叙述错误的是：A ．乙醇可诱导碱性磷酸酶合成增加B ．体液酶活性改变可用于疾病诊断C ．细胞损伤时，细胞酶释入血中的量增加D ．酶可用于治疗疾病E ．酪氨酸酶缺乏可引起白化病54．关于酶促反应特点的描述错误的是：A ．酶能加速化学反应速度B ．酶在体内催化的反应都是不可逆反应C ．酶在反应前后无质和量的变化D ．酶对所催化的反应具有高度选择性E ．酶能缩短化学反应到达平衡的时间．抑制二氢叶酸还原酶．酶分子活性中心结构相同55．酶促反应作用的特点是：A ．保证生成的产物比底物更稳定B ．使底物获得更多的自由能 C．加快反应平衡到达的速率 D ．保证底物全部转变成产物E ．改变反应的平衡常数56．在其他因素不变的情况下改变底物浓度时：A ．酶促反应初速度成比例改变B ．酶促反应初速度成比例下降C ．酶促反应速度成比例下降D ．酶促反应速度变慢E ．酶促反应速度不变57．酶浓度不变以反应速度对底物作图其图像为：A ．直线B ．S 形曲线C ．矩形双曲线D ．抛物线E ．钟罩形曲线58．含 LDH5 丰富的组织是：A ．肝B ．心肌 C．红细胞 D ．肾E．脑59．乳酸脱氢酶同工酶是由H亚基、 M亚基组成的：A．二聚体C．四聚体E．六聚体．三聚体．五聚体60．酶的国际分类不包括：A ．转移酶类 BC．裂合酶类 D E．以上都不是61．蛋白酶属于：A ．氧化还原酶类B C．裂解酶类 DE．异构酶类．水解酶类．异构酶类．转移酶类．水解酶类A ．酶和底物构象都发生改变B ．酶和底物构象都不发生改C ．主要是酶的构象发生改变D ．主要是底物的构象发生改变E ．主要是辅酶的构象发生改变63 ．不属于金属酶和金属活化酶的是：A．羧基肽酶 B ．己糖激酶 C ．肌酸激酶 D ．丙酮酸羧化酶E．以上都不是62．诱导契合假说认为在形成酶 - 底物复合物65．有关酶的描述哪项是正确的： A ．同工酶是一组功能与结构相同的酶B ．变构酶是指代谢物与酶结合后，酶结构发生改变的酶C ．在酶的活性中心内，只有侧链带电荷的氨基酸直接参与酶的催化反应D ．酶催化反应初速度取决于酶的浓度E ．非竞争性抑制剂只能改变酶促反应 v ，而不改变该酶 Km 值66．胰蛋白酶最初以酶原形式存在的意义是： A ．保证蛋白酶的水解效率 B ．促进蛋白酶的分泌C ．保护胰腺组织免受破坏D ．保证蛋白酶在一定时间内发挥作用E ．以上都不是 67．砷化物对巯基酶的抑制作用属于： A ．反馈抑制 B ．不可逆抑制 C ．竞争性抑制 D ．非竞争性抑制 E ．反竞争性抑制68．非竞争性抑制的特点是：A ．抑制剂与底物结构相似B ．抑制程度取决于抑制剂的浓度C ．抑制剂与酶活性中心结合D ．酶与抑制剂结合不影响其与底物结合E ．增加底物浓度可解除抑制 69．关于竞争性抑制作用特点的叙述错误的是：A ．抑制剂与底物结构相似B ．抑制剂与酶的活性中心结合C ．增加底物浓度可解除抑制D ．抑制程度与 [S] 和 [I] 有关E ．以上都不是 70．对于酶化学修饰的描述错误的是： A ．有磷酸化反应和脱磷酸反应 B ．化学修饰调节需要不同酶参加C ．化学修饰调节属于快速调节D ．化学修饰调节过程需要消耗 ATPE ．以上都不是 71．活化能的概念是指：A ．底物和产物之间能量的差值B ．活化分子所释放的能量C ．分子由一般状态转变成活化状态所需能量D ．温度升高时产生的能量64．酶活性是指：A ．酶催化的反应类型BC ．酶自身变化的能力 DE ．以上都不是．酶催化能力的大小．无活性的酶转变成有活性的酶能E ．以上都不是72．关于酶活性中心的叙述哪项正确： A ．所有酶的活性中心都含有金属离子 B ．所有抑制剂都作用于酶的活性中心C ．所有的必需基团都位于活性中心内D ．所有酶的活性中心都含有辅酶E ．所有的酶都有活性中心 73．酶加速化学反应的根本原因是： A ．升高反应温度 B ．增加反应物相互碰撞的频率 C ．降低催化反应的活化能 D ．增加底物浓度 E ．降低产物的自由能 74．关于酶高效催化作用机制的叙述错误的是： A ．邻近效应与定向排列作用 B ．多元催化作用 C ．酸碱催化作用 D ．表面效应作用 E ．以上都不是75．关于酶促反应特点的论述错误的是： A ．酶在体内催化的反应都是不可逆的 B ．酶在催化反应前后质量不变C ．酶能缩短化学反应到达平衡所需时间D ．酶对所催化反应有选择性E ．酶能催化热力学上允许的化学反应 76．下列哪项不是影响酶促反应速度的因素： A ．底物浓度 B ．酶浓度 C ．反应环境的温度 E ．酶原浓度77．关于 Km 的意义正确的是： A ．Km 表示酶的浓度 B C ．Km 的单位是 mmo1/L D E ．以上都不是78．下列关于 Km 的叙述哪项是正确的： A ．通过 Km 的测定可鉴定酶的最适底物 B ．Km 是引起最大反应速度的底物浓度 C ．Km 是反映酶催化能力的一个指标 D ．Km 与环境的 pH 无关 E ．以上都不是D ．反应环境的 pH1/Km 越小，酶与底物亲和力越大79．关于变构调节的叙述错误的是： A ．变构效应剂结合于酶的变构部位 B ．含催化部位的亚基称催化亚基C ．变构酶的催化部位和变构部位可在同一亚基D ．变构效应剂与酶结合后影响 ES 的生成E ．以上都不是 80．全酶是指：A ．酶- 底物复合物BC ．酶- 辅助因子复合物 DE ．酶- 变构剂的复合物 B 型题：A ．抛物线型曲线BC ．矩形双曲线DE ．平行线1．温度与反应速度的关系曲线是： 2．pH 与反应速度的关系曲线一般是： 3．底物浓度与反应速度的关系曲线是：A ．不可逆性抑制B ．竞争性抑制C ．非竞争性抑制D ．反竞争性抑制E ．反馈抑制4．丙二酸对琥珀酸脱氢酶的抑制是： 5．砷化物对巯基酶的抑制是： 6．对氨苯甲酸对四氢叶酸合成的抑制是：A ．底物浓度B ．酶浓C ．激活剂D ．pH 值E ．抑制剂7 ．影响酶与底物的解离：8 ．能使酶活性增加：9 ．酶被底物饱和时，反应速度与之成正比： 10 ．可与酶的必需基团结影响酶活性：A ．能较牢固地与酶活性中心有关必需基团结合B ．较牢固地与酶分子上一类或几类必需基团结合C ．占据酶活性中心阻止底物与酶结合D ．酶可以与底物和抑制剂同时结合E ．抑制剂能与酶 -底物复合物 [ES] 结合，不能与游离酶结合 11 ．竞争性抑制剂作用是：12．特异性不可逆性抑制作用是： 13．非特异性不可逆抑制作用是：．酶-抑制剂复合物 ．酶-产物复合物．钟型曲线 ．直线14．反竞争性抑制作用是： 15．非竞争性抑制作用是：A ．递氢作用B ．转氨基作用C ．转酮醇作用D ．转酰基作用E ．转运 C02 作用 16．CoA-SH 作为辅酶参与： 17．FMN 作为辅酶参与： 18．TPP 作为辅酶参与：19．生物素作为辅助因子参与： 20．磷酸比哆醛作为辅酶参与： A ．组织受损伤或细胞通透性增加 C ．酶合成增加 D E ．酶排泄受阻21．急性胰腺炎时尿中淀粉酶升高是由于：22．急性传染性肝炎时血中转氨酶升高是由于： 23．严重肝病时血清凝血酶原降低是由于：24．前列腺癌时血清酸性磷酸酶活性升高是由于： 25．胆管结石时血中碱性磷酸酶活性可升高是由于： （三）问答题1．以酶原的激活为例说明蛋白质结构与功能的关系。
05-酶的化学修饰
（二）酶蛋白主链的修饰 ——主要是靠酶法进行修饰，用 蛋白酶对主联进行部分水解，可 以改变酶的催化特性。
（三）催化活性基团的修饰 ——通过选择性修饰催化活性氨 基酸的侧链来实现氨基酸残基的 取代，使一种氨基酸侧链转化为 另一种氨基酸侧链，这种方法又 称为化学突变法。
（四）肽链伸展后的修饰 ——酶蛋白经过脲、盐酸胍处理， 使肽链充分伸展，对酶分子内部 的疏水基团进行修饰，然后在适 当条件下，重新进行折叠。
（三）酶的大分子修饰作用 ——非共价修饰 ——共价修饰
1、大分子非共价修饰
——利用一些大分子试剂通过与酶非共价相互 作用，对酶进行有效的保护 ——例如聚乙二醇、右旋糖苷等通过氢键固定 于酶分子的表面，同时又有效地与外部水相连， 从而保护酶的活力；一些多元醇、多糖、多聚 氨基酸、多胺等能通过调节酶的微环境来保护 酶活力；另外一些蛋白质可以通过相互作用， 排除分子表面的水分子，降低介电常数，使酶 的稳定性增加。
在基础酶学研究上
探测酶活性必需氨基酸的性质和数目 酶蛋白一级结构的测定
酶蛋白的结构变化与运动
酶蛋白部分区域的构象状态 酶的作用机理与催化反应历程 酶分子的拓扑学以及寡聚酶的亚基结合状态 酶的固定化技术 酶纯度的分析与检测
在疾病治疗上
—克服酶在体内的不稳定性
—消除或降低酶的抗原性 —有助于酶分子到达并集中于病灶细胞 在工业上的应用
第五章
酶分子的化学修饰
酶分子化学修饰
——在分子水平上对酶进行改造，以达 到改变结构和改性的目的。在体外将酶 分子通过人工的方法与一些化学物质， 特别是一些有生物相容性的物质进行共 价连接，从而改变酶的结构和性质。这 些化学物质称为修饰试剂，酶化学修饰 主要用于基础酶学的研究和疾病治疗。
《酶蛋白的化学修饰》PPT课件
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2、反应条件的选择
除允许修饰能顺利进行外,还必须满足如下要求： ①不造成蛋白质的不可逆变性。 ②有利于专一性修饰蛋白质。
为此,反应条件应尽可能在保证蛋白质特定空间构象不变或少变的情况下 进行。反应的温度、pH都要小心控制。反应介质和缓冲液组成也要有所考 虑。
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②选择不同的反应pH 蛋白质分子中各功能基的解离常数(pKa)是不同的。所以控制不同的反
应pH，也就控制了各功能基的解离程度,从而有利于修饰的专一性。
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例如：
碘代乙酸对蛋白质进行修饰时,试剂可与半 胱氨酸、甲硫氨酸、组氨酸的侧链及α-氨基、 ε-氨基发生作用。
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③利用某些产物的不稳定性 ④亲和标记 ⑤差别标记 ⑥利用蛋白质状态的差异
3）肝素
肝素有抗凝血、抗血栓、降血脂活性，适 于修饰溶栓酶类以增加疗效。 碳二亚胺法
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5）白蛋白
碳二亚胺法
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第三节 酶的亲和修饰
亲和标记 (Affinity Labeling） 亲和标记是最有意义的一种化学修饰，这
是因为它可以很专一性地作用于酶的活性部位。 亲和标记是分步反应，修饰剂先可逆地结合在 酶的活性部位，再不可逆地修饰该部位特定基 团，一般是必需基团，而造成不可逆失活。亲 和标记修饰剂一般是底物类似物，和底物含有 共同的结合于酶的基团。
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第二节 酶蛋白侧链的化学修饰
1、蛋白质侧链上的功能基主要有:
氨基（N端，赖氨酸，精氨酸）， 巯基（半胱氨酸）， 羧基（天冬氨酸、谷氨酸）， 甲硫基（甲硫氨酸）， 咪唑基（组氨酸）， 吲哚基 胍基
第三章第三节酶的化学修饰ppt课件
9）、二硫键的修饰
2、酶分子表面的化学修饰
利用水溶性大分子与酶结合，使酶的空间结构发生某些精 细的改变，从而改变酶的特性与功能的方法。
水溶性大分子： ＰＥＧ及其衍生物：是线性分子，具有良好的生物相容性和水
溶性，在体内无毒性、无残留、无免疫原性，并可消除酶的抗 原性。 右旋糖酐及其衍生物：右旋糖苷是由α—葡萄糖通过α—1， 6—糖苷键连接而成的高分子多糖，具有良好的生物相容性和 水溶性。 糖肽：糖肽是蛋白酶水解人纤维蛋白或Y一球蛋白所得到的产 物。其分子上具有游离氨基，活化后与酶分子上氨基反应，从 而可修饰酶。 其他天然大分子（肝素、血清白蛋白） 其它合成大分子多聚物：聚N—乙烯吡咯烷酮，聚乙烯醇 （PVA）聚丙烯酸(PAA)饰的定义
通过化学方法对酶分子施行的各种改造和 修饰，以改变酶理化性质及生物活性的方法。
二、酶化学修饰的目的
1. 研究酶的结构与功能的关系。（50年代末） 2. 人为改变天然酶的某些性质，扩大酶的应用
范围。（70年代末之后） 1）增强酶天然构象的稳定性与耐热性 2）保护酶活性部位与抗抑制剂 3）维持酶功能结构的完整性与抗蛋白水解酶 4）消除酶的抗原性及稳定酶的微环境
如：PEG-腺苷脱氨酶、PEG-超氧化物歧化、 PEG-溶血类蛋白、PEG-天门冬酰氨酶、
缺点： 扩散速度受限； 生物活性降低； 选择性不高，稳定性不够理想。
极性氨基酸
1）无电荷的极性氨基酸（共7种）：
丝氨酸(Serine,Ser,S), 苏氨酸(Threonine,Thr,T),
酪氨酸(Tyrosine,Tyr,Y), 半胱氨酸(Cysteine,Cys,C),
天冬酰胺(Asparagine,Asn,N),甘氨酸(Glycine,Gly,G),
酶的化学修饰法
酶的化学修饰方法通过对酶蛋白分子的主链进行“切割”、“剪切”以及在侧链上进行化学修饰来达到改造酶分子的目的。
这种应用化学方法对酶分子施行种种“手术”的技术称为酶化学修饰。
PEG化修饰聚乙二醇或甲基聚乙二醇有一系列不同分子量分布的产品(常用的分子量分布在5000 ~ 10000之间) , 无毒副作用, 无免疫原性, 具有良好的生物相容性。
1977 年 Abuchowski等[1]率先用 PEG修饰牛血蛋白BSA, 发现 PEG化的BSA保持了蛋白质的原有活性, 在体内的半衰期大大延长, 且无免疫原性。
其后人们利用PEG化技术先后对大量的蛋白和酶制剂进行了修饰。
PEG必须经活化才能用于脂肪酶的化学修饰。
活化的方法如图1所示.图1聚乙二醇(polyethylene glycol, PEG)是一种pH中性, 无毒, 水溶性较高的亲水聚合物,其重复单元为氧乙烯基, 端基为两个羟基, 呈线性或支化链状结构[2]. PEG聚合物是迄今为止已知聚合物中蛋白和细胞吸收水平最低的聚合物[3]。
姚文兵等[4] 用三光气和羟基琥珀酰亚胺对mPEG5000进行活化, 再对人干扰素α-2b进行了修饰研究, 反应方程式如Eq. 1所示.Goodson等[5]通过重组技术把Cys残基引入白介素(rIL-2)的非活性单糖基化位点, 采用马来酰亚胺活化的PEG (PEG-maleimide)对其进行修饰, 反应方程式如Eq. 2所示.[1]Abuchowski A, Van Es T, Palczuk C N, e t al . Ef f e ct of covalent at tach mentof polyethylene glycol on immun ogenicity and circulating life of bovine liver catalase [ J ] . J . Biol .Chem. , 1977 , 252: 3578- 3581.[2]Bailon, P.; Berthold, W.Pharm. Sci.Technol. Today 1998, 1, 352.[3]Hooftman, G.; Herman, S.; Schacht, E. J. Bioact. Compat. Polym. 1996, 11, 135.[4]Yao, W. B.; Lin, B. R.; Shen, Z. L.; Wu, W. T. Chin. J. Biochem. Pharm. 2001, 22, 289 (in Chinese).(姚文兵, 林碧蓉, 沈子龙, 吴梧桐, 中国生化药物杂志, 2001, 22, 289.)[5]Goodson, R. J.; Katre, N. V. Bio/technology 1990, 8, 343.。
酶的化学修饰
第四节 酶的亲和修饰
• 亲和标记：
• 又称专一性的不可逆抑制主要指的是修饰 剂具有与底物相类似的结构，对酶活性部 位具有高度的亲和性，能对活性部位的氨 基酸残基进行共价标记。
• 亲和试剂作为底物类似物应具有的条件： 1）在酶不可逆失活以前，亲和试剂要与酶形 成可逆的复合物 2）没有反应性的竞争性的配体存在 3）试剂的体积不能过大，防止空间障碍的产 生 4）修饰产物稳定，有利于分析
• 酶的化学修饰（chemical modification）： 酶的化学修饰（chemical modification）： • 通过化学基团的引入或除去，使蛋白质共价
结构发生改变。
• 酶选择性化学修饰： • 描述肽链侧链基团被化学试剂专一性地修饰。 描述肽链侧链基团被化学试剂专一性地修饰。
二、酶化学修饰的目的
第三章 酶的化学修饰
酶作为生物催化剂，其高效性和专 一性是其他催化剂无法比拟的，但是天 然酶的半衰期短，不稳定性等问题限制 了它的应用，如何延长半衰期，提高酶 的稳定性，降低抗原性等越来越引起人 们的关注了。酶的化学修饰是可以从分 子的水平上来改造酶，弥补天然酶缺陷 的一种重要的手段。
一、酶化学修饰的概念
1. 研究酶的结构与功能的关系。（50年代末） 研究酶的结构与功能的关系。（50年代末） 2. 人为改变天然酶的某些性质，扩大酶的应用范 围。（70年代末之后） 围。（70年代末之后） 1）提高酶的生物活性（酶活力）。 2）增强酶的稳定性（热稳定性、体内半衰期）。 3）消除抗原性（针对特异性反应降低生物识别能 力）。 4）产生新的催化能力。
②化学修饰数据的分析
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化学修饰的时间进程分析 根据获得的 时间进程曲线，可以了解修饰残基的性质 和数目、修饰残基与蛋白质生物活性之间 的关系等，实际是通过测定蛋白质的失活 速度常数的测定。大多实验中，修饰剂远 远多于被修饰的残基，可认为是假一级反 应，然后用残余活力的对数对时间作图， 得出失活常数。
第三章 酶的修饰方法
抗原诱导抗体酶的生物合成 抗体酶/催化性抗体是一种具有催化功能的抗体分子。
抗体是由抗原诱导产生的能与抗原特异结合的免疫球蛋白。
重链 哺乳动物有5种重链：α、δ、ε、γ和μ，对应组成的抗体为 IgA、IgD、IgE、IgG 和 IgM。 不同的重链在大小和组成上有所区别。 恒定区和可变区。 轻链 哺乳动物有2种轻链（λ型和κ型） 恒定区和可变区。 每个抗体包含的2条相同的轻链；哺乳动物抗体的轻链只有 一个型:κ或λ型。 Fc段和Fab段 Fc段抗体标记部位；ELISA 过程中抗体固定的部位，结合 二抗的部位。 Fab抗原结合部位。
具有高效的催化活性。一般抗体酶催化反应速度比非酶催化反应速 度快102-106倍，有的反应速度已接近于天然酶促反应速度。
抗体酶具有与天然酶相近的米氏方程动力学及pH依赖性等。
第二节 植物细胞培养产酶
植物是各种色素,药物，香精和酶等天然产物的主要来源。 目前已知的天然化合物30000多种，80%以上来自植物； 从植物中得到的药物有17类。 我国普遍使用的中草药及其制剂80%以上来自植物。 美国每年使用的植物来源的药物价值超过30亿美元。 植物来源的物质与人们生活密切相关。
增强子促进酶的生物合成
增强子是一段能够增强或促进基因转录的DNA序列。 1.比如，胰岛素基因增强子和胰凝乳蛋白酶基因的增强子都能够促进氯霉素乙酰 转移酶基因的表达（胰脏细胞） 2.NF-κB促进CASP9基因表达
增强子特点。 （1）无方向性； （2）不受增强子与其调控基因的之间距离影响。 （3）有些增强子有细胞和组织特异性。
第一节 动植物细胞中酶生物合成的调节
酶合成原理：遵循中心法则。
酶生物合成的调节： 转录水平调节 蛋白翻译水平调节 激素水平调节 神经水平调节等， 但是到目前为止还没有完整的理论和模型来阐述动植物细胞中酶合成 的调节规律。
酶的化学修饰名词解释
酶的化学修饰名词解释
在生物化学中，酶是一类能够加速化学反应速率的蛋白质，它们起到了催化剂的作用。
酶的化学修饰，指通过化学手段对酶的部分或全部氨基酸残基进行改变，以改变酶的活性、稳定性或选择性。
常见的酶的化学修饰包括：
•磷酸化：在酶的氨基酸残基上添加磷酸基团，调控酶的活性和细胞信号传递。
•糖基化：在酶的氨基酸残基上添加糖基团，参与酶的稳定性和识别特异性。
•乙酰化：在酶的氨基酸残基上添加乙酰基团，影响酶的催化效率。
•甲基化：在酶的氨基酸残基上添加甲基基团，参与基因表达调控。
酶的化学修饰对于生物体的正常功能发挥至关重要，也是研究生物化学和药物开发领域的重要方向之一。
酶化学修饰
b 酶共价连接于载体上的固定化，原则上 可以增加酶分子的构象稳定性，防止酶构 象伸展而失活。但酶与载体的连接点必须 达到一定数目，才能使酶构象坚固稳定。
c 固定化能改变酶对底物的亲和力。如果载 体和底物带相反电荷的话，米氏常数（Km） 将降低；带相同电荷时， Km将增加。
一、化学修饰在酶的结构与功能 研究中的应用
3. 测定酶分子中某种氨基酸的数量 当需要测定某一种氨基酸的数量时，就
可以定量的化学修饰方法，如用三硝基 苯磺酸测定氨基。
二、化学修饰酶在医学和 生物技术中的应用
作为生物催化剂的酶存在的问题： 酶是生物催化剂，它具有底物专一性强、
催化效率高和反应条件温和等显著特点， 但是与化学催化剂相比较,又有很多缺点
酶化学修饰
酶的表面化学修饰
大分子修饰 小分子修饰 交联修饰 固定化修饰
分子内部修饰 结合定点突变的化学修饰
1 酶的表面化学修饰
（1）大分子修饰 用可溶性大分子，如聚乙二醇、右旋糖
苷、肝素等，通过共价键连接于酶分子的 表面，形成一层覆盖层。要根据酶分子的 结构和修饰剂的特性选择适宜的水溶性大 分子。
第三章 酶蛋白的化学 修饰
第六节 酶化学修饰的应用
酶分子修饰的目的：
研究和了解酶分子中主链、侧链、组成单位、金 属离子和各种物理因素对酶分子空间构象的影响
提高酶的活力 增强酶的稳定性 降低或消除酶的抗原性
酶化学修饰的应用
化学修饰在酶的结构与功能研究中的应用 化学修饰酶在医学和生物技术中的应用 蛋白质化学修饰的局限性
肽链延伸后的修饰
用脲、盐酸胍或其他办法处理酶，使肽 链延伸，对内部疏水基团就行修饰，修饰 后重新折叠成具有催化活力构象。
蛋白质的修饰和表达
Phage display method 2
Phage display method 2: contd.
核糖体展示技术和mRNA展示技术在体外无 细胞翻译体系中进行,用mRNA的可复制性, 使靶基因得到有效富集,不受细胞转化效率 的限制.大大提高了筛选通量.
二、基因融合和基因剪接
基本原则：将第一个蛋白基因的终止密码 子删除,再接上带有终止密码子的第二个蛋 白质或多肽基因,即可实现两个基因的融合 表达.
因为任何给定的氨基酸残基在蛋白质分子中可能出现不止 一次,如果用化学的方法对氨基酸进行修饰时,正常情况下 所有相关的氨基酸侧链都要被取代.至于谈到氨基和羧基基 团,尽管处在侧链上和末端基团的pK值有差别,但在化学上 很难将肽链的-氨基或-羧基基团与侧链上的氨基或羧基 相区别.
蛋白质侧链的化学修饰是通过选择性试剂 或亲和标记试剂与蛋白质分子侧链上特定 的功能基团发生化学反应而实现的.
另一类是Kcat型的不可逆抑制剂,是根据酶 催化过程设计的.这类抑制剂具有和底物类 似的结构,具有被酶催化和结合的性质.此外 还有一个潜伏反应基团,在酶对它进行催化 反应时,这个潜伏基团被酶催化而活化,对活 性部位起不可逆抑制作用.这类抑制剂的专 一性很高,被称为自杀性底物.
二光亲和标记
这类试剂在结构上除了有一般亲和试剂的 特点外,还具有一个光反应基团.
一亲和标记
亲和标记是一类位点专一性的化学修饰,试 剂可以专一性标记于酶的活性部位上,使酶 不可逆的失活,因此又称为专一性的不可逆 抑制作用.
这类抑制剂可分为两类：
一类是Ks型的不可逆抑制剂,它是根据底物 的结构设计的,它具有和底物结构相似的结 合集团,同时还具有和活性部位氨基酸残基 的侧链基团反应的活性基团.
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典型实例：TPCK专一作用胰凝乳蛋白酶
对甲苯磺酰-L-苯丙氨酸甲酯
对甲苯磺酰-L-苯丙氨酰氯甲基酮
胰凝乳蛋白酶合成底物
TPCK
TLCK专一作用胰蛋白酶
对甲苯磺酰-L-赖氨酸甲酯 对甲苯磺酰-L-赖氨酰氯甲基酮
胰蛋白酶合成底物
TLCK
亲和标记的动力学特征
亲和标记作用过程： 一般化学修饰反应速度和修饰剂浓度成正比。但 亲和标记反应速度：V = k [EI], 不和修饰剂浓度成 正比，而是表现为饱和动力学特征，最大反应速 度为全部酶成为复合物时的速度，即Vm= k [E0]。 按和推导米氏公式类似方法可得到： 式中Vm和V分别为[I]饱和和不饱和 时的失活速度。Ks为可逆结合步骤 的解离常数。
亲和标记反应动力学公式
由于 Vm = k[E0]， V = kobs[E0] ， 由上式可得到 :
式中k为修饰步骤的真实速度常数，kobs 为测定的速度常数。此速度常数为一级速 度常数。 此式双倒数作图为直线。由直线斜率和Y 轴截距可计算k和Ks。
实验判断
动力学方法是最广泛易行的亲和标记实 验判断方法。 实验设计： 选择若干修饰剂浓度，在可测定的条件 下浓度差距越大越好。对每个浓度作失 活过程实验，半对数作图得到速度常数 测定值。以kobs对修饰剂浓度作图，为正 比直线的是简单二级反应，为双曲线 （双倒数作图为直线）的是亲和标记。
亲和标记的判断实例
（From Tian WX., Wang YS. And Hsu R.(1989) Biochim.Biophy. Acta 998, 310）
第四节 亲和标记及其判定
亲和标记记是最有意义的一种化学修饰，这是 因为它可以很专一性地作用于酶的活性部位。 亲和标记是分步反应，修饰剂先可逆地结合 在酶的活性部位，再不可逆地修饰该部位特 定基团，一般是必需基团，而造成不可逆失 活。亲和标记修饰剂一般是底物类似物，和 底物含有共同的结合于酶的基团。