生物化学教学讲义第一部分：静态4

《生物化学教学讲义第一部分：静态4》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、1概述•绝大多数酶(enzyme)是蛋白质。•一些酶需要辅因子(cofactor)的参与才能发挥作用。辅因子可以是无机金属离子，或称为辅酶(coenzyme)的有机分子与有机金属分子。•有些辅因子与蛋白质结合非常紧密(共价或非共价结合)，称为辅基(prostheticgroup)^•脱辅基酶(apoenzyme),又称脱辅基蛋白(apoprotein),结合上辅因子称为全酶(holoenzyme)o•维生素(vitamin)可以作为辅酶的前体。•根据酶所催化的反应类型，可以把酶分为6大类，分别为：氧化还原酶(转移

2、电子)、转移酶(转移基团)、水解酶(水解)、裂解酶(牛成双键)、界构酶(牛成界构体)、合成酶(成一些共价键)

3、•酶促反应的特点是：

4、高效、专一、条件温和

5、。2酶作用机制•酶影响反应速率，不改变反应平衡。•酶通过降低反应的活化能(activationenergy)提高反应速率。•酶与底物(substrate)的最佳相互作用发生在过渡态(transitionstate)而不是ES态。此时，酶与底物存在弱的相互作用，释放出结合能(bindingenergy)。结合能能够抵消部分过渡态的能量升髙，即净降低了活化能，提髙反

6、应速率。•酶与底物Z间的弱的相互作用(

7、包括离子键、氢键等

8、)是酶催化的一个主要动力。弱的相互作用可以距离反应部位很远。由于酶促反应需要多种弱的相互作用力来驱动，因此酶(以及一些辅酶)一般较大，才能提供足够的功能基团，并精确定向，提供结合能。•结合能可以用于克服以下能障:爛降(entropyreduction)、去溶剂化(desolvation)＞电子重排(electronredistribution)、诱导酶构象改变(conformationchange)o•酶和过渡态的最佳相互作用也是酶促反应专一性的体现。只

9、有特定的结合才能产生足够的结合能。•酶促反应的过渡态理论有理论依据，包括底物过渡态类似物対酶的结合力比正常底物高出102〜106倍。•根据催化机制可以分为酸■碱催化(acid-basecatalysis)^共价催化(covalentcatalysis)和金属离子催化(metalioncatalysis)□•酸■碱催化分为狭义(specific)酸■碱催化和广义(general)酸■碱催化两种。为稳定带电的中间体，必须有其它质子供体或受体。前者的质子供体/受体是水(H30OK),后者是其它类型的分子。酶活性中心的

10、AAs作为质子供体或受体，使

11、带电中间体

12、电子转移的速度大于中间体分解为反应物，从而催化反应。•共价催化是指酶的AAs侧链或辅因子作为一个亲核基团，进攻底物使其键断裂，并形成酶■底物共价复詡,再进一步反应得到产物。这个过程的活化能低于非酶促反应的活化能。化是指结合金屈离子的酶与底物间的离子相互作用指导底物反应，或稳定圖电荷的过渡态

13、,还可以通过可逆的氧化态变化介导氧■还反应。3酶促反应动力学(enzymekinetics)3.1酶动力方程•酶与过量底物混合时，会有一个前稳态(pre-steadystate),这个

14、阶段ES浓度逐渐升高。然而前稳态是非常快且难以观察的一个过程，很快就进入稳态(steadystate),此时ES及英它中I'可体的浓度近乎恒定(即ES生成速度与ES分解为E、P的速率相当)。•米氏方程(Michaelis・Mentenequation)："o=J"。其中，Km(Michaelis常Km+⑹数)等于初速度达到最大速度一半时底物的浓度。•最大速度即所有酶均达到饱和状态时的速度。•利用双倒数作图法可以求出K卅和扁可以通过实验测得，但并不能反映-个连续反应步骤的数目、速度和化学本质。

15、•褊有时可以近似表示

16、酶和底物的亲和力。•对于多步反应来说，如果出现了一个明显的限速步骤，那么引入一个Qt来表示此步骤的速度常数。kcat也称为转换数(turnovernumber)，它的左义是当酶被底物饱和时，单位时间内一个酶分子转化底物的分子数。•专一性常数巫】是一个二级速度常数，单位为M一1一】。它有上限，取决于E和S在一定液体环境中的扩散速度。大多数酶在10*〜IO?之间。•前稳态屮，许多反应步骤的速率可以单独测得出来。3.2酶抑制(inhibit!on)机制•酶的抑制分为可逆(reversible)抑制和不可逆(irreve

17、rsible)抑制两种。可逆抑制又分为竞争性(competitive)抑制、反竞争(uncompetitive)抑制和混合性(mixed)抑制。•竞争性抑制是抑制剂与底物竞争酶的活性部位，形成EI。竞争性抑制剂通常是一些与底物类似的化合物。即使这种结合是短暂的，也会降低效率。正因为竞争性抑制剂是与酶可逆结合的，因此通过增人底物浓度，可以降低抑制效果。(底物与酶结合的儿率大