单击此处编辑母版标题样式*1单击此处编辑母版副标题样式Chapter 4 Enzyme 第四章 酶本章主要内容4 酶的概述4 酶的分类与命名4 酶的作用机理4 影响酶促反应速度的因素4 调节酶类4 核酶和抗体酶 4 酶的分离提纯及酶的应用4 酶工程4 辅酶和维生素第五节 调节酶类别构酶同工酶共价修饰调节酶酶原及其激活 1963年，Monod等首次提出别构酶的概念Monod认为别构酶应具备以下特征： 一般含有多个亚基; 别构剂（allosteric effectors）能够结合于别构酶，并引起它的催化活性发生变化，这一点可能反映了别构酶四级结构的改变 现已证明，上述观点是正确的一）别构酶的性质及结构特点1. 大都是寡聚酶，含有两个或两个以上的 亚基具四级结构 2. 酶分子上含两个中心：活性中心和别构中心3. 具有别构效应4. 很多别构酶的动力学曲线呈S形曲线别构酶的特点vS变构酶的S形曲线变构激活变构抑制变构酶米氏酶二、变构酶的动力学性质正协同效应别构酶与米氏酶动力学比较 负协同效应别构酶与米氏酶动力学比较 为了解释别构酶的S型动力学曲线，提出了模型：1）序变模型2）齐变模型别构酶调节酶活性的机理 1、对称或协同模型（symmetry or concerted model，也称齐变模型、MWC模型） 1965年由Monod、Wyman和Changeux提出。
该模型的要点 : T R S2、序变模型（sequential model，也称KNF模型） 1966年由Koshland、Nemethy和Filmer提出 该模型的要点 :SSS负协同效应 T R T* S：底物蛋白激酶A (无活性)蛋白激酶A (有活性)cAMPCCCCRRRR蛋白激酶A的激活二、同工酶v同工酶：指能催化的相同化学反应，但其分子结构、理化性质及生物学功能不完全相同的一组酶乳酸脱氢酶（LDH）同工酶: LDHLDH1 1 LDHLDH2 2 LDHLDH3 3 LDHLDH4 4 LDHLDH5 5 (H (H4 4) (H) (H3 3M) (HM) (H2 2MM2 2) (HM) (HM3 3) (M) (M4 4) )MM HH乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶（LDHLDH）人体心,肝和骨骼肌LDH同工酶谱组织器官 LDH1 LDH2 LDH3 LDH4 LDH5 （ 占总 LDH活性的百分比） 心 3570 2845 216 06 05 肝 08 210 333 627 308 骨骼肌 110 418 838 936 4097正常血清 27.12.8 34.7 4.3 20.9 2.4 11.7 3.3 57 2.912345酶活性迁移位置酶活性迁移位置ab(a) LDH同工酶电泳图谱 (b)（a）正常人LDH同工酶电泳图谱,（b）心肌梗塞病人血清LDH同工酶电泳图谱 12345三、共价修饰调节酶 酶的共价修饰调节： 酶蛋白分子上的一些基团可与某种化学基团发生可逆的共价结合，从而改变酶的活性。
常见修饰方式： 磷酸化和去磷酸化、腺苷酰化/脱腺苷酰化，乙酰化/脱乙酰化，尿苷酰化/脱尿苷酰化，甲基化/脱甲基化，S-S/SH相互转变，共6种类型 PATPADPPH2O蛋白激酶磷蛋白磷酸酶肌肉中磷酸化酶的磷酸化和去磷酸化过程：磷酸化酶-b磷酸化酶-a无活性有活性PPP酶促化学修饰对酶活性的调节 酶化学修饰类型酶活性改变糖原磷酸化酶磷酸化酶b激酶糖原合成酶丙酮酸脱羧酶磷酸果糖激酶丙酮酸脱氢酶HMG-CoA还原酶HMG-CoA还原酶激酶乙酰CoA羧化酶脂肪细胞甘油三脂脂肪酶黄嘌呤氧化酶磷酸化/脱磷酸化磷酸化/脱磷酸化磷酸化/脱磷酸化磷酸化/脱磷酸化磷酸化/脱磷酸化磷酸化/脱磷酸化磷酸化/脱磷酸化磷酸化/脱磷酸化磷酸化/脱磷酸化磷酸化/脱磷酸化-SH/-S-S-激活/抑制激活/抑制抑制/激活抑制/激活抑制/激活抑制/激活抑制/激活激活/抑制抑制/激活激活/抑制脱氢酶/氧化酶四、 酶原和酶原的激活酶原：酶的无活性的前体酶原的激活：由无活性的酶原转变为有活性的酶的过程酶原激活的意义：在特定的环境和条件下发挥作用S-S-X缬缬 天天 天天 天天 天天 赖赖 异异甘甘缬缬组组4646丝丝183183静电吸引力或氢键肠激酶或肠激酶或胰蛋白酶胰蛋白酶胰蛋白酶原胰蛋白酶原-S-S-X缬缬 天天 天天 天天 天天 赖赖异异缬缬丝丝胰蛋白酶胰蛋白酶SSSS组组活性中心活性中心游离的六肽游离的六肽胰蛋白酶原的激活过程胰蛋白酶原的激活过程胰蛋白酶原胰蛋白酶六肽+弹性蛋白酶原弹性蛋白酶 + 碎片胰凝乳蛋白酶原-胰凝乳蛋白酶 +二肽羧基肽酶原A羧基肽酶A + 碎片肠激酶自身催化肠激酶启动的酶原激活第六节 核酶和抗体酶 1、核酶（Ribozyme） 2、抗体酶：指具有催化能力的蛋白质，其本质 是免疫球蛋白，兼有抗体和酶的双重特性。
第七节 酶的分离纯化及应用 一、酶分离纯化的一般原则 二、酶的应用 1. 酶法分析的应用 2. 酶制剂的应用第八节 酶工程 一、酶工程的概念及研究内容 二、酶工程的应用 1. 自然酶 2. 化学修饰酶 3. 固定化酶 4. 人工酶第九节 维生素与辅酶定义：是维持机体正常生命活动不可缺少的一类小分子 有机化合物分类：（1）水溶性维生素 B族维生素、Vc、硫辛酸 作用：通过转变成辅酶对代谢起调节作用 不易贮存，应随时摄入（2）脂溶性维生素： VA、VD、VE、VK 在体内可直接参与代谢的调节作用 涉入太多会引起中毒一、辅酶、和维生素PP（1）生物体内的活性形式： NAD+ ：烟酰胺-腺嘌呤二核苷酸，又称为辅酶I NADP+：烟酰胺-腺嘌呤二核苷酸磷酸,又称为辅酶II （2）功能：是多种重要脱氢酶的辅酶3）缺乏症：能维持神经组织的健康 缺乏时表现出神经营养障碍，出现皮炎即癞皮病4）分布：肉类、谷物、花生及酵母含量丰富 玉米缺乏色氨酸，长期食用玉米，可能出现缺乏症 （肝脏可将色氨酸转变为烟酰胺）尼克酸，烟酸（维生素Vpp）NAD+/NADH，烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（氧化/还原）NADP+/NADPH，烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（氧化/还原）。
烟酰胺衍生物 ，传递氢和电子，氧化还原酶的辅酶 二、 核黄素（VB2）与黄素辅酶（1）核黄素(维生素B2)在生物体内的活性形式： FAD(黄素-腺嘌呤二核苷酸) FMN(黄素单核苷酸)（2）缺乏症：组织呼吸减弱，代谢强度降低 主要症状为口腔发炎，舌炎、角膜炎、皮 炎等3）功能：在脱氢酶催化的氧化-还原反应中，起着电子和质子的传递体作用4）存在：小麦、青菜、黄豆、肝脏等 以VB2，核黄素为基础形成两种辅基FMN黄素单核苷酸和FAD黄素 腺嘌呤二核苷酸作用是传递氢和电子三、脱羧辅酶和维生素B1（1）硫胺素(维生素B1) 以焦磷酸硫胺素(TPP)形式存在2）缺乏症：表现出多发性神经炎、皮肤麻木、心力衰竭、四肢无力、下肢水肿3）功能：焦磷酸硫胺素是脱羧酶的辅酶，是催化酮酸的脱羧反应4）存在：植物体内、尤其是谷物的外皮中含量最高VB1，硫胺素经焦磷酸化转变为TPP，焦磷酸硫胺素它是酮酸脱氢酶的辅酶四、泛酸与辅酶A（1）辅酶A是生物体内代谢反应中乙酰化酶的辅酶，它的前体是维生素(B3)泛酸2）功能：是传递酰基，是形成代谢中间产物的重要辅酶3）分布：分布广泛，肠内细菌也可以合成，所以一般不缺乏泛酸（维生素B3） 是CoA（辅酶A ）的组成成分。
CoA是脂酰基的载体 五、硫辛酸（1）硫辛酸是少数不属于维生素的辅酶硫辛酸是6,8-二硫辛酸， 有两种形式，即硫辛酸（氧化型）和二氢硫辛酸（还原型）.（2）硫辛酸是-酮戊二酸脱氢酶系的辅酶之一，起传递氢和转 移酰基的作用3）肝、酵母中含量多硫辛酸，含硫脂肪酸，有氧化和还原两种形式，既可以传递氢和电子，又能转移脂酰基 六、 VB6与磷酸吡哆醛（1）吡哆素(维生素B6，包括吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺)2）磷酸吡哆素主要包括磷酸吡哆醛（PLP） 磷酸吡哆胺（PMP）3）磷酸吡多素是转氨酶的辅酶，转氨酶通过磷酸吡多醛和磷酸 吡多胺的相互转换，起转移氨基的作用4）肠道细菌可以合成，一般不缺乏长期酗酒和患结核病的 人应补充VB6七、生物素与羧化辅酶(1)生物素的功能是作为CO2的传递体，在生物合成中起传递和固定 CO2的作用2)生物素是羧化酶的辅酶，它本身就是一种B族维生素B73)缺乏症：缺乏VB7，消瘦、皮炎、脱毛、神经过敏，一般不缺乏携带CO2蛋白结合八、叶酸与四氢叶酸（1）四氢叶酸（FH4、THF）是合成酶的辅酶，前体是维 生素B112）四氢叶酸的主要作用是作为一碳基团，如-CH3, -CH2-, -CHO 等的载体，参与多种生物合成过程。
3）叶酸缺乏会导致贫血4）分布：青菜、肝、酵母等九、 VB12与B12辅酶（1）维生素B12又称为钴胺素5-脱氧腺苷钴氨素是 VB12在生物体内的活性形式，维生素B12辅酶2）维生素B12辅酶的主要功能是作为变位酶的辅酶， 催化底物分子内基团(主要为甲基)的变位反应3）肝、鱼、肉等且肠道细菌可以合成维生素B12中心钴原子结合5-脱氧腺苷基称辅酶B12 ，为一些变位酶和转甲基酶的辅酶 十、 维生素C（1）称为抗坏血酸，缺乏时易患坏血病；过量容易产生尿路结石2）VC的水溶液不稳定，热、碱、氧化剂均能使其破坏3）在体内参与氧化还原反应，羟化反应人体不能合成十一、维生素A（1）称为抗干眼病维生素（2）-胡萝卜素（VA原）2VA3）维生素A分A1, A2两种，是不饱和一元醇类维生素A1又称 为视黄醇，A2称为脱氢视黄醇（4）肝、蛋黄、胡萝卜、青菜、玉米中含量量较多十二、 维生素D（1）抗佝偻病的维生素（2）维生素D是固醇类化合物，主要有D2（麦角钙化醇）,D3（胆 钙化醇）它们由VD源麦角固醇和胆固醇分别转化而来 （3）在生物体内，D2和D3本身不具有生物活性它们在肝脏和肾 脏中进行羟化后，形成1，25-二羟基维生素D。
其中1，25-二 羟基维生素D3是生物活性最强的4）调节钙磷的代谢， 使骨骼正常发育5）VA、VD不要同时食用十三、维生素E（1）生育酚，目前发现的有6种，其中，四种有生理活性2）VE缺乏，易出现心血管病变；VE抗衰老3）花生油、玉米油及豆类、蔬菜中含量高且体内易贮存、代谢慢，不易缺乏十四、维生素K（1）具有凝血的功能，因此又称凝血维生素2）功能：促进肝脏合成凝血酶原，调节凝血因子，促进血液凝固3）VK1可从植物中分离到；VK2肠内细菌可以合成本章重点及难点重点：了解酶作为生物催化剂 的特点为，国际命 名；了解酶催化作用机理；掌握酶促反应动力学中米氏方程及Km的意义、应用，掌握影响酶促反应动力学的因素及与影响酶催化高效性的因素之间的区别掌握别构酶的特点及核酶、同工酶、诱导酶等的概念掌握水溶 性维生素的辅酶形式及其英文缩写、生化功能；了解各种维生素相对应的缺乏症及来源难点：酶催化作用机理 、各因素对酶促反应速度的影响及酶促反应动力学的应用，别构酶的概念及特点水溶 性维生素作为辅酶或辅基的结构特点。