酶:活细胞产生的一类具有催化功能的生物分子,又称为生物催化剂
酶促反应:酶催化的反应
底物:酶催化反应的反应物
绝大多数的酶都是蛋白质,极少数是RNA即核酶
用量少、效率高
改变反应速度、不改变平衡点
加快反应速度的根本机制在于降低活化能
高效性
专一性
反应条件温和
受到调控
许多酶的活性还需要辅助因子的存在,作为辅助因子的多为维生素或其衍生物
根据酶分子组成分类:单纯酶与结合酶(脱辅酶和全酶)
根据组成与结构特点分类:单体酶、寡聚酶、多酶复合体、多酶融合体
命名法:习惯命名法、国际命名法
氧化-还原酶:催化氧化-还原反应
转移酶:催化基团转移反应
水解酶:催化底物的加水分解反应
裂合酶:催化从底物分子中移去一个基团或原子形成双键的反应或其逆反应
异构酶:催化各种同分异构体的相互转化
合成酶(连接酶):催化C-C、C-O、C-N或C-S键的形成反应
这类反应必须与ATP的分解反应相偶联
核酶:一类特殊的RNA,具有催化活性
酶活力:也称为酶活性,是指酶的催化能力
酶活力单位(U):1个U是指在最适条件下每分钟催化1微摩尔底物转化的酶量
比活性或比活力:是指单位重量(通常是每毫克)酶所含有的活力单位数
测定一种酶的活力实际上就是测定它所催化的化学反应的最佳反应速率。而测定反应速率的方法原则上有两种,一种是检测单位时间内底物的减少量,另一种是测定单位时间内产物的增加量。
① 反应条件为最适条件,包括最适pH、最适温度和最适离子强度等
② 反应速率为初速率
③ 底物浓度过量。
① 直接测定法(direct assay)
② 间接测定法(indirect assay)
③ 偶联测定法(coupled assay)
得率(%)= (每一步纯化后的酶总量/纯化前的酶总量)×100%
纯化倍数= 每一步纯化后的酶比活性/纯化前的酶比活性
酶分子中结合底物并行使催化作用的区域称为酶的活性中心或活性部位
相对于酶蛋白而言体积小(1-2%)
由一级结构上相距较远但空间上邻近的若干氨基酸残基组成
结合部位:直接与底物结合的部位,决定酶的专一性
“锁与钥匙”模型
“诱导契合”模型
“三点附着”模型
催化部位:底物向产物转化的部位,决定酶催化反应的性质
调控部位
胰凝乳蛋白酶的活性中心重要基团: His , Asp , Ser
1、酶分子的化学修饰(1)差示标记(2)亲和标记
2、X-射线衍射法
酶原激活
酶催化机制与活化能
酶催化的中间产物学说
锁钥学说、张力学说、诱导极化学说、诱导契合学说
酶催化专一性机制
邻近与定向效应、诱导契合导致底物变形、微环境的影响
共价催化、 酸碱催化、 金属离子催化
丝氨酸蛋白酶催化机制
研究酶促反应速度及其影响因素的酶学分支学科
酶促反应开始后不久一段时间内测得的反应速度
[E] 与v 成正比; [E] 增加,v加快。
pH
温度
金属离子:K+、Na+、 Mg2+、Cu2+、Mn2+、Zn2+、Se3+、Co2+、Fe2+
阴离子: Cl-、Br-
有机分子:还原剂:抗坏血酸、半胱氨酸、谷胱甘肽 有机分子 还原剂:抗坏血酸、半胱氨酸、谷胱甘肽
有机分子:金属螯合剂:EDTA
不可逆抑制
如有机磷毒剂二异
丙基氟磷酸
非竞争性抑制
反竞争性抑制
第一个被发现的维生素,又名为硫胺素。
辅酶——焦磷酸硫胺素(TPP)
缺乏症:脚气病
又名为核黄素
辅酶——黄素单核苷酸(FMN)和黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)
缺乏症:主要症状为口角炎、舌炎、阴囊炎、皮疹及角膜血管增生和巩膜充血等
维生素B3,包括尼克酸和尼克酰胺两种物质
辅酶——辅酶Ⅰ(NAD+)和辅酶Ⅱ(NADP+)的成分,在生物氧化过程中电子传递体的作用
缺乏症:主要表现为癞皮病
吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺。
辅酶——主要是磷酸吡哆醛(PLP)和磷酸吡哆胺,它们在体内参与氨基酸的转氨、消旋、某些氨基酸的脱羧、半胱氨酸的脱巯基作用以及糖原分解
尚未发现单纯的维生素B6缺乏病
维生素B5
辅酶——CoA
由蝶酸和谷氨酸缩合构成,因绿叶中含量丰富而得名
辅酶——5,6,7,8-四氢叶酸(FH4或THF)。其作用是参与体内“一碳单位”的转移,充当甲基、亚甲基、甲酰基、甲川基和亚胺甲基等基团的载体
缺乏症:巨红细胞性贫血
生物素、硫辛酸、维生素B12
又名抗坏血酸
辅酶——羟化酶
缺乏症:坏血病
参与体内的羟基化反应:胶原的合成、胆酸的形成、酪氨酸的降解 、有机药物或毒物的羟基化、肾上腺素的合成
抗氧化作用:保护水溶性化合物巯基和使巯基再生、防止铁的氧化、促进铁的吸收
维生素A是由β-白芷酮环和两分子异戊二烯单位缩合而成的不饱和一元醇,有A1和A2两种。A1即视黄醇,A2为3-脱氢视黄醇。
视黄醇和视黄酸作为脂溶性激素促进生长与发育、抗癌以及维持上皮结构的完整与健全。
视黄醛构成视网膜的感光物质,作为视蛋白的辅基参与视觉的形成。缺乏它可导致夜盲症。
铁的转运
抗氧化作用
属于固醇类衍生物,人体内维生素D主要是维生素D3或胆钙化醇。植物中维生素D2或钙化醇。
维生素D在体内与甲状旁腺素协同作用,促进小肠对食物中钙和磷的吸收,维持血中钙和磷的正常含量,促进骨和齿的钙化作用。维生素D具有抗佝偻病作用,故又名抗佝偻病维生素。
生育酚,有α、β、γ和δ四种
在体内作为一种强抗氧化剂与维生素A、β-胡萝卜素和维生素C一起防止脂类或脂溶性物质氧化、保护细胞膜免受氧化损伤以及维护红细胞的完整。
维生素E还参与生物氧化,在呼吸链中既可以稳定辅酶Q,又可以协助电子传递给辅酶Q。
是2-甲基1,4-萘醌的衍生物,其中存于绿叶植物中的是维生素K1,肠道细菌合成的是维生素K2。
体内主要作为依赖于维生素K的羧化酶的辅酶参与某些蛋白质的后加工,使这些蛋白质分子上的特定谷氨酸残基经历γ-羧基化修饰最终激活它们的活性