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1、Enzyme第第 三三 章章 酶酶生物体内各种化学反应均在生物催化剂的生物体内各种化学反应均在生物催化剂的催化下进行。催化下进行。目前将生物催化剂分为两类目前将生物催化剂分为两类酶酶 、 核酶（脱氧核酶）核酶（脱氧核酶）目前认为生物催化剂主要就是酶。目前认为生物催化剂主要就是酶。酶（酶（enzyme）的概念：）的概念：由活由活C合成的、对其特异底物起高效催化作合成的、对其特异底物起高效催化作用的蛋白质。用的蛋白质。酶学研究简史酶学研究简史公元前两千多年，我国已有酿酒记载。公元前两千多年，我国已有酿酒记载。一一百百余余年年前前，Pasteur认认为为发发酵酵是是酵酵母母细细胞胞生生命命活活动动的
2、的结果。结果。1877年，年，1首次提出首次提出Enzyme一词。一词。1897年年，Buchner兄兄弟弟用用不不含含细细胞胞的的酵酵母母提提取取液液，实实现了发酵。现了发酵。1926年，年，Sumner首次从刀豆中提纯出脲酶结晶。首次从刀豆中提纯出脲酶结晶。1982年年，Cech首首次次发发现现RNA也也具具有有酶酶的的催催化化活活性性，提提出出核酶核酶(ribozyme)的概念。的概念。1995年年，JackW.Szostak研研究究室室首首先先报报道道了了具具有有DNA连连 接接 酶酶 活活 性性 DNA片片 段段 ， 称称 为为 脱脱 氧氧 核核 酶酶(deoxyribozyme)。
3、第一节第一节酶的分子结构与功能酶的分子结构与功能TheMolecularStructureandFunctionofEnzyme酶的不同形式酶的不同形式单体酶单体酶(monomericenzyme)：仅仅只有一条只有一条多肽链多肽链;具有三级结构的酶。具有三级结构的酶。寡聚酶寡聚酶(oligomericenzyme)：由多个相同由多个相同或不同亚基以非共价键连接组成的酶。或不同亚基以非共价键连接组成的酶。多酶体系多酶体系(multienzymesystem)：由几种由几种不同功能的酶彼此聚合形成的多酶复合物。不同功能的酶彼此聚合形成的多酶复合物。多功能酶多功能酶多功能酶多功能酶(multifu
4、nctionalenzyme)或串联或串联酶酶(tandemenzyme)：一些多酶体系在进一些多酶体系在进化过程中由于基因的融合，多种不同催化化过程中由于基因的融合，多种不同催化功能存在于一条多肽链中，这类酶称为多功能存在于一条多肽链中，这类酶称为多功能酶。功能酶。一、一、酶的分子组成酶的分子组成蛋白质部分：酶蛋白蛋白质部分：酶蛋白 ( (apoenzyme)辅助因子辅助因子(cofactor) 金属离子金属离子小分子有机化合物小分子有机化合物全酶全酶(holoenzyme) 结合酶结合酶 (conjugated enzyme):全酶全酶 单纯酶单纯酶单纯酶单纯酶 (simple enzym
5、e) : 仅有蛋白质仅有蛋白质* * * *各部分在催化反应中的作用各部分在催化反应中的作用各部分在催化反应中的作用各部分在催化反应中的作用q酶蛋白酶蛋白决定反应的特异性决定反应的特异性q辅助因子辅助因子决定反应的种类与性质决定反应的种类与性质小分子有机化合物的作用小分子有机化合物的作用主要为由维生素类参与组成的物质。主要为由维生素类参与组成的物质。功能：参与酶的催化过程功能：参与酶的催化过程, ,在反应中传在反应中传递电子、质子及一些基团。也称为递电子、质子及一些基团。也称为“递氢体、递电子体、氨基载体、酰基递氢体、递电子体、氨基载体、酰基载体等。载体等。”小分子有机化合物在催化中的作用小分
6、子有机化合物在催化中的作用 金属离子的作用金属离子的作用最多见的辅助因子，最多见的辅助因子，23酶含有。酶含有。常见有常见有K+、Na+、Mg2+、Cu2+（Cu+）、）、Zn2+、Fe2+（Fe3+）等。）等。金属离子金属离子作用作用：作为酶活性中心的催化基团作为酶活性中心的催化基团,参与催化反应，传递参与催化反应，传递电子电子。连接酶与底物的桥梁。连接酶与底物的桥梁。稳定酶的构象。稳定酶的构象。中和阴离子，降低反应中静电斥力中和阴离子，降低反应中静电斥力。金属酶金属酶(metalloenzyme)金属离子与酶结合紧密，提取过程中不易丢失。金属离子与酶结合紧密，提取过程中不易丢失。 金属激活
7、酶金属激活酶(metal-activatedenzyme)金属离子为酶的活性所必需，但与酶的结合不金属离子为酶的活性所必需，但与酶的结合不甚紧密。甚紧密。辅助因子分类辅助因子分类（按其（按其与酶蛋白结合的紧密程度与酶蛋白结合的紧密程度） 辅酶辅酶 (coenzyme):与酶蛋白结合与酶蛋白结合疏松，可用疏松，可用透析或超滤的透析或超滤的方法除去。方法除去。 辅基辅基 (prosthetic group):与酶蛋白结合与酶蛋白结合紧密，不能用紧密，不能用透析或超透析或超滤的方法除去滤的方法除去。概念：概念：必需基团在空间结构上彼此靠近，组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，
8、能与底物特异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。也称活性部位结合并将底物转化为产物。也称活性部位(active site)，二、酶的活性中心二、酶的活性中心(activecenter)必需基团必需基团(essentialgroup)酶分子中氨基酸残基侧链的化学基团中酶分子中氨基酸残基侧链的化学基团中，一些与一些与酶活性密切相关的化学基团酶活性密切相关的化学基团。1.结合基团结合基团:与底物相结合与底物相结合2.催化基团催化基团:催化底物转变成产物催化底物转变成产物3.活活性性中中心心外外必必需需基基团团：位位于于活活性性中中心心以以外外，维维持酶活性中心应有的空间构象
9、所必需。持酶活性中心应有的空间构象所必需。底底 物物 活性中心以外活性中心以外的必需基团的必需基团结合基团结合基团催化基团催化基团 活性中心活性中心 目目 录录活性部位（活性中心）的特点：活性部位（活性中心）的特点：1.活活性性部部位位仅仅占占酶酶的的整整个个体体积积的的相相当当小小的的一部分。一部分。2.活性部位是个三维的实体。活性部位是个三维的实体。3.结结合合的的专专一一性性决决定定于于活活性性部部位位中中精精确确规规定的原子的排列。定的原子的排列。4.大大多多数数底底物物都都以以相相当当弱弱的的力力结结合合在在活活性性部位。部位。5.活活性性部部位位往往往往是是裂裂隙隙、裂裂缝缝或或“
10、口口袋袋状状”等等,且且可可深深入入酶酶分分子子内内部部，并并多多为为残基的疏水基团组成的疏水环境。残基的疏水基团组成的疏水环境。注意：一般认为，酶都具有活性中心，即注意：一般认为，酶都具有活性中心，即都有必需基因，当然，有时某个必需基团都有必需基因，当然，有时某个必需基团可同时具备结合与催化两种功能。可同时具备结合与催化两种功能。H HH HH HH HH HH HH H MMH HH HMMMMH HMMMMMMMMMMMMMMLDHLDH1 1 (H(H4 4) )LDHLDH2 2(H(H3 3M)M) LDH LDH3 3(H(H2 2MM2 2) )LDHLDH4 4(HM(HM3
11、 3) )LDHLDH5 5 (M(M4 4) )乳酸脱氢酶的同工酶乳酸脱氢酶的同工酶* * 举例：举例：举例：举例：乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶(LDH(LDH1 1 LDHLDH5 5) )心肌梗死和肝病病人血清心肌梗死和肝病病人血清LDHLDH同工酶谱的变化同工酶谱的变化1 1酶酶活活性性心肌梗死酶谱心肌梗死酶谱正常酶谱正常酶谱肝病酶谱肝病酶谱2 23 34 45 5LDH1高高、LDH5正正常常或或稍稍高高可可提提示示心心肌肌疾疾患患；反反之之可可提提示示肝肝脏脏或或骨骨骼骼肌肌疾疾患患。*生理及临床意义生理及临床意义1.在代谢调节上起着重要的作用；在代谢调节上起着重要的作
12、用；2.用于解释发育过程中阶段特有的代谢特征；用于解释发育过程中阶段特有的代谢特征；3.同工酶谱的改变有助于对疾病的诊断；同工酶谱的改变有助于对疾病的诊断；4.同工酶可以作为遗传标志，用于遗传分析同工酶可以作为遗传标志，用于遗传分析研究。研究。第二节第二节 酶的工作原理酶的工作原理u酶与一般催化剂的共同点酶与一般催化剂的共同点在反应前后没有质和量的变化；在反应前后没有质和量的变化；只能催化热力学允许的化学反应；只能催化热力学允许的化学反应；只能加速可逆反应的进程，而不改变反应的只能加速可逆反应的进程，而不改变反应的平衡点。平衡点。（一）（一）酶促反应具有极高的效率酶促反应具有极高的效率（二）酶
13、促反应具有高度的特异性（二）酶促反应具有高度的特异性（三）酶促反应的可调节性（三）酶促反应的可调节性酶与一般催化剂的不同点酶与一般催化剂的不同点(酶促反应的特点酶促反应的特点)一、一、酶反应特点酶反应特点酶是蛋白质，是生物催化剂。所以酶是蛋白质，是生物催化剂。所以有着与一般催化剂不同的地方。有着与一般催化剂不同的地方。（一）酶反应具有极高的效率（一）酶反应具有极高的效率通常比非催化反应高通常比非催化反应高1081020倍，比一般催化剂倍，比一般催化剂高高1071013倍。倍。（1010约为约为100亿倍）亿倍）例例1：在：在0o时，时，mol过氧化氢酶能使过氧化氢酶能使5*10molH2O2分
14、解为分解为H2O和和O2，而，而g的铁离子的铁离子只能使只能使6*10mo-4H2O2分解，前者比后者快分解，前者比后者快1010倍。倍。例例2：碳酸酐酶催化：碳酸酐酶催化CO2溶解于血中比一般催化剂溶解于血中比一般催化剂至少快至少快1000万倍，大约一个碳酸酐酶分子每秒钟万倍，大约一个碳酸酐酶分子每秒钟能使能使10万个万个CO2分子与水结合。分子与水结合。（二）酶促反应具有高度的特异性（二）酶促反应具有高度的特异性（专一性）（专一性）概念：一种酶仅作用于一种或一类化合物，概念：一种酶仅作用于一种或一类化合物，或一定的化学键，催化一定的化学反应并或一定的化学键，催化一定的化学反应并生成一定的产
15、物。酶的这种特性称为酶的生成一定的产物。酶的这种特性称为酶的特异性或专一性。特异性或专一性。1.绝对特异性：绝对特异性：只作用于一种底物（或数种只作用于一种底物（或数种结构极其相似的底物），进行一种专一的结构极其相似的底物），进行一种专一的反应，生成一种特定的产物。反应，生成一种特定的产物。 如琥珀酸脱氢酶仅催化琥珀酸脱氢生成延胡索酸。2.相对特异性：相对特异性：作用于一类化合物或一种化作用于一类化合物或一种化学键。学键。如胰蛋白酶可水解多种蛋白质。3.立体异构特异性：立体异构特异性：仅作用于立体异构中一仅作用于立体异构中一类蛋白质。类蛋白质。如人体（包括大部分食肉动物）的淀粉酶只能水解-1，
16、4糖苷键；而不能水解-1，4糖苷键。（三）酶促反应具有的可调节性（三）酶促反应具有的可调节性酶促反应受多种因素的调控，以适应机体酶促反应受多种因素的调控，以适应机体对不断变化的内外环境和生命活动的需要。对不断变化的内外环境和生命活动的需要。其中包括三方面的调节。其中包括三方面的调节。对酶生成与降解量的调节对酶生成与降解量的调节酶催化效力的调节酶催化效力的调节通过改变底物浓度对酶进行调节等通过改变底物浓度对酶进行调节等二、酶通过促进底物形成过渡态二、酶通过促进底物形成过渡态而提高速率而提高速率(一一)酶比一般催化剂更有效降低反应酶比一般催化剂更有效降低反应的活化能的活化能与一般催化剂一样，酶能降
17、低反应的活化能。即与一般催化剂一样，酶能降低反应的活化能。即底物分子只需较少的能量使可进入到活化状态。底物分子只需较少的能量使可进入到活化状态。酶比一般催化剂更有效地降低反应的活化能。酶比一般催化剂更有效地降低反应的活化能。活化能、活化分子：底物分子从初态转变到活化活化能、活化分子：底物分子从初态转变到活化态所需的能量称为态所需的能量称为活化能活化能;这时的底物分子也称为这时的底物分子也称为活化分子活化分子。注意：活化能的改变并不与反应速度呈简单的线状关系。反应总能量改变反应总能量改变 非催化反应活化能非催化反应活化能 酶促反应酶促反应 活化能活化能 一般催化剂催一般催化剂催化反应的活化能化反
18、应的活化能 能能量量反反 应应 过过 程程 底物底物 产物产物 酶促反应活化能的改变酶促反应活化能的改变（二）（二）酶和底物的结含有利于底物形成过渡态酶和底物的结含有利于底物形成过渡态酶和底物的结含有利于底物形成过渡态酶和底物的结含有利于底物形成过渡态1.诱导契合诱导契合酶与底物相互接近时，其结构相互诱导、酶与底物相互接近时，其结构相互诱导、相互变形和相互适应，进而相互结合。这相互变形和相互适应，进而相互结合。这一过程称为酶一过程称为酶-底物结合的底物结合的诱导契合假说诱导契合假说。2.邻近效应与定向排列：邻近效应与定向排列：酶特别是酶的活性中心能将诸底物集中在酶特别是酶的活性中心能将诸底物集
19、中在一起（邻近效应），使它们相互接近并形一起（邻近效应），使它们相互接近并形成有利于反应的正确定向关系。（定向排成有利于反应的正确定向关系。（定向排列）实际上是使分子间的反应变成类似于列）实际上是使分子间的反应变成类似于分子内反应，从而大大提高反应速度。分子内反应，从而大大提高反应速度。邻近效应与定向排列：邻近效应与定向排列：邻近效应与定向排列：邻近效应与定向排列：3.表面效应：表面效应：酶的活性中心多为疏水性酶的活性中心多为疏水性“口袋口袋”。疏水。疏水环境可排除水分子对酶和底物功能基团的环境可排除水分子对酶和底物功能基团的干扰性吸引或排斥，防止在底物与酶之间干扰性吸引或排斥，防止在底物与酶
20、之间形成水化膜，有利于酶与底物的密切接触。形成水化膜，有利于酶与底物的密切接触。#22. (三) 多元催化：多元催化：1.酶是是两性蛋白质，常可兼有酸、碱双酶是是两性蛋白质，常可兼有酸、碱双重催化作用。重催化作用。1)专一酸碱催化专一酸碱催化u水溶液中通过高反应的水溶液中通过高反应的H+和和OH-进行进行的酸碱催化，即强酸强碱催化的酸碱催化，即强酸强碱催化u细胞一般处于中性细胞一般处于中性pH条件下，条件下， H+和和OH-浓度很低，因此细胞环境中通常不浓度很低，因此细胞环境中通常不是专一的酸碱催化是专一的酸碱催化 2)广义酸碱催化广义酸碱催化u由广泛的质子供体（酸）和质受体由广泛的质子供体（
21、酸）和质受体（碱）参与的酸碱催化（碱）参与的酸碱催化u生理条件不是强酸强碱而是近于中性生理条件不是强酸强碱而是近于中性的环境，因此高反应性的的环境，因此高反应性的H+和和OH-环环境不存在境不存在u因此广义酸碱催化指的是细胞内的弱因此广义酸碱催化指的是细胞内的弱酸弱碱参与的接受酸弱碱参与的接受H+和提供和提供H+的催化的催化l l2.2.共价催化作用：共价催化作用：共价催化作用：共价催化作用： 概念：很多酶的催化基团在催化过程中通过和底物概念：很多酶的催化基团在催化过程中通过和底物概念：很多酶的催化基团在催化过程中通过和底物概念：很多酶的催化基团在催化过程中通过和底物形成风瞬间共价键而将底物激
22、活，并很容易进一形成风瞬间共价键而将底物激活，并很容易进一形成风瞬间共价键而将底物激活，并很容易进一形成风瞬间共价键而将底物激活，并很容易进一步被水解形成产物和游离的酶。这种催化机制称步被水解形成产物和游离的酶。这种催化机制称步被水解形成产物和游离的酶。这种催化机制称步被水解形成产物和游离的酶。这种催化机制称为。为。为。为。l l3.3.亲核催化作用：亲核催化作用：亲核催化作用：亲核催化作用： 概念：酶活性中心有的基团属于亲核基团，可以提概念：酶活性中心有的基团属于亲核基团，可以提概念：酶活性中心有的基团属于亲核基团，可以提概念：酶活性中心有的基团属于亲核基团，可以提供电子给带有部分正电荷的过
23、渡态中间物，从而供电子给带有部分正电荷的过渡态中间物，从而供电子给带有部分正电荷的过渡态中间物，从而供电子给带有部分正电荷的过渡态中间物，从而加速产物的生成。这种催化机制称为。加速产物的生成。这种催化机制称为。加速产物的生成。这种催化机制称为。加速产物的生成。这种催化机制称为。第三节第三节酶促反应动力学酶促反应动力学KineticsofEnzyme-CatalyzedReaction酶促反应动力学的概念酶促反应动力学的概念是研究酶促反应速度及其影响因素的科学。是研究酶促反应速度及其影响因素的科学。或者说：是或者说：是研究各种因素对研究各种因素对酶促反应速度酶促反应速度的影响，的影响，并加以定量
24、的阐述的科学。并加以定量的阐述的科学。q影响因素包括有影响因素包括有酶浓度、底物浓度、酶浓度、底物浓度、pH、温度、温度、抑制剂、激活剂等。抑制剂、激活剂等。 研究一种因素的影响时，其余各因素均研究一种因素的影响时，其余各因素均 恒定。恒定。酶促反应动力学研究的意义有助于阐明酶的结构与功能的关系，也可有助于阐明酶的结构与功能的关系，也可为酶作用机理的研究提供数据；为酶作用机理的研究提供数据；有助于寻找最有利的反应条件，以最大限有助于寻找最有利的反应条件，以最大限度地发挥酶催化反应的高效率；度地发挥酶催化反应的高效率；有助于了解酶在代谢中的作用或某些药物有助于了解酶在代谢中的作用或某些药物作用的
25、机理等。作用的机理等。因此对它的研究具有重要的理论意义因此对它的研究具有重要的理论意义和实践意义。和实践意义。 研究前提研究前提I.单底物、单产物反应单底物、单产物反应II.酶酶促促反反应应速速度度一一般般在在规规定定的的反反应应条条件件下下，用用单单位位时时间间内内底底物物的的消消耗耗量量和和产产物物的的生生成量来表示成量来表示III.反反应应速速度度取取其其初初速速度度，即即底底物物的的消消耗耗量量很小（一般在很小（一般在5以内）时的反应速度以内）时的反应速度IV.底物浓度远远大于酶浓度底物浓度远远大于酶浓度从图从图5 59 9显然看出，在开始一段时显然看出，在开始一段时间内反应速度几乎维
26、持恒定，亦即间内反应速度几乎维持恒定，亦即产物的生成量与时间成直线关系。产物的生成量与时间成直线关系。但随着时间的延长，曲线斜率逐渐但随着时间的延长，曲线斜率逐渐减少，反应速度逐渐降低。减少，反应速度逐渐降低。产生这种现象可能的原因很多，如产生这种现象可能的原因很多，如由于反应的进行使底物浓度降低，由于反应的进行使底物浓度降低，产物的生成而逐渐增大了逆反应，产物的生成而逐渐增大了逆反应，酶本身在反应中失活，产物的抑制酶本身在反应中失活，产物的抑制等等，为了正确测定酶促反应速度等等，为了正确测定酶促反应速度并避免以上因素的于扰，就必须只并避免以上因素的于扰，就必须只选定以上因素还来不及起作用时的
27、选定以上因素还来不及起作用时的速度，称之为速度，称之为”反应初速度反应初速度”。一、底物浓度对反应速度的影响一、底物浓度对反应速度的影响一、底物浓度对反应速度的影响一、底物浓度对反应速度的影响2010.9.15底物浓度对反应速度的影响底物浓度对反应速度的影响在在其其他他因因素素不不变变的的情情况况下下，底底物物浓浓度度对对反反应应速速度度的的影影响响呈呈矩矩形形双双曲曲线线关关系系。第三章 酶.当底物浓度较低时当底物浓度较低时反应速度与底物浓度成正比；反反应速度与底物浓度成正比；反应为一级反应。应为一级反应。SSV VVmaxVmax目目 录录随着底物浓度的增高随着底物浓度的增高反应速度不再成
28、正比例加速；反应反应速度不再成正比例加速；反应为混合级反应。为混合级反应。SSV VVmaxVmax目目 录录当底物浓度高达一定程度当底物浓度高达一定程度反应速度不再增加，达最大速度；反应速度不再增加，达最大速度；反应为零级反应反应为零级反应SSV VVmaxVmax目目 录录19131913年年年年MichaelisMichaelis和和和和MentenMenten提提提提出出出出反反反反应应应应速速速速度度度度与与与与底底底底物物物物浓浓浓浓度度度度关关关关系系系系的的的的数数数数学学学学方方方方程程程程式式式式，即即即即米米米米曼曼曼曼氏氏氏氏方方方方程程程程式，简称米氏方程式式，简称米
29、氏方程式式，简称米氏方程式式，简称米氏方程式(Michaelis equation)(Michaelis equation)。S：底物浓度底物浓度V：不同不同S时的反应速度时的反应速度Vmax：最大反应速度最大反应速度(maximum velocity)m：米氏常数米氏常数(Michaelis constant)VmaxS Km + S （一）米曼氏方程（一）米曼氏方程式式酶促反应模式酶促反应模式中间产物学说中间产物学说目前，解释酶促反应中底物浓度和反应速目前，解释酶促反应中底物浓度和反应速度关系的最多见的是度关系的最多见的是中间产物学说。中间产物学说。E + S k1k2k3ESE + Pl
30、酶首先与底物结合生成“酶-底物复合物”，此复合物再分解为产物和游离的酶。 ES:中间产物中间产物米曼氏方程式推导基于两个假设：米曼氏方程式推导基于两个假设：E与与S形成形成ES复合物的反应是快速平衡反应，而复合物的反应是快速平衡反应，而ES分解为分解为E及及P的反应为慢反应，反应速度取决于的反应为慢反应，反应速度取决于慢反应即慢反应即 Vk3ES。 (1)S的总浓度远远大于的总浓度远远大于E的总浓度，因此在反应的初始的总浓度，因此在反应的初始阶段，阶段，S的浓度可认为不变即的浓度可认为不变即SSt。 推导过程推导过程稳态：稳态：是指是指ES的生成速度与分解速度相等，即的生成速度与分解速度相等，
31、即ES恒定。恒定。K1(EtES)SK2ES+K3ESK2+K3 Km （米氏常数）（米氏常数） K1令：令：则则(2)(2)变为变为: : (EtES) S Km ES(2)(EtES)SK2+K3ES K1整理得：整理得：当底物浓度很高，将酶的活性中心全部饱和时，当底物浓度很高，将酶的活性中心全部饱和时，即即EtES，反应达最大速度反应达最大速度VmaxK3ESK3Et (5)ES EtSKm + S(3) 整理得整理得: :将将(5)(5)代入代入(4)(4)得米氏方程式：得米氏方程式：VmaxS Km + S V 将将(3)(3)代入代入(1) (1) 得得K3EtS Km + S (
32、4) V如何理解此方程：如何理解此方程：此方程只有两个变量：反应速度此方程只有两个变量：反应速度V与底物浓与底物浓度度S。此方程就是求解两者关系即双曲。此方程就是求解两者关系即双曲线轨迹的方程。线轨迹的方程。Vmax是容易理解的，而米氏常数是容易理解的，而米氏常数Km有何有何意义？意义？当反应速度为最大反应速度一半时当反应速度为最大反应速度一半时当反应速度为最大反应速度一半时当反应速度为最大反应速度一半时v Km值的推导值的推导KmS Km值等于酶促反应速度为最大反应速度一半值等于酶促反应速度为最大反应速度一半时的底物浓度，单位是时的底物浓度，单位是mol/L。2Km + S Vmax Vma
33、xSV VmaxmaxV VSSKKmmV Vmaxmax/2 /2 （二）（二）Km与与Vmax的意义的意义（三）（三）m m值与值与maxmax值的测定值的测定因为底物浓度曲线是矩形双曲线因为底物浓度曲线是矩形双曲线,很难精确很难精确地测出地测出Km和和Vmax。为此人们将米氏方程。为此人们将米氏方程进行种种变换，将曲线作图转变成直线作进行种种变换，将曲线作图转变成直线作图。图。1.双倒数双倒数(林林-贝氏贝氏)作图法作图法 V VmaxmaxS S KKmm+S+SV = V = （林贝氏方程）（林贝氏方程） + + 1/V=1/V=KKmmV Vmax max 1/V1/Vmax ma
34、x 1/S 1/S 两边同取倒数两边同取倒数两边同取倒数两边同取倒数 以以1V对对1S作图即为直线，其作图即为直线，其纵轴上的截距为纵轴上的截距为1Vmax，横，横轴上的截距为轴上的截距为1Km2. Hanes作图法作图法S S S/V S/V -Km K Kmm/V/Vm m 在林贝氏方程基础上，两边同乘在林贝氏方程基础上，两边同乘在林贝氏方程基础上，两边同乘在林贝氏方程基础上，两边同乘SSSSS/V=KS/V=Kmm/V/Vmax max + S/V+ S/Vmax max KmSSV0KmVmax斜率1Vmax图311Hanes作图法其横轴截距为其横轴截距为-Km，直线的斜率为，直线的斜
35、率为1Vmax。必须指出米氏方程只适用于较为简单的酶必须指出米氏方程只适用于较为简单的酶作用过程，对于比较复杂的酶促反应过程，作用过程，对于比较复杂的酶促反应过程，如多酶体系、多底物、多产物、多中间物如多酶体系、多底物、多产物、多中间物等，还不能全面地籍此概括和说明，必须等，还不能全面地籍此概括和说明，必须借助于复杂的计算过程。借助于复杂的计算过程。二、酶浓度对反应速度的影响二、酶浓度对反应速度的影响当当SE，酶酶可可被被底底物物饱饱和和的的情情况况下下，反反应速度与酶浓度成正比。应速度与酶浓度成正比。关系式为：关系式为：V=K3E0 V E 当当SE时，时，Vmax = k3 E 酶浓度对反
36、应速度的影响酶浓度对反应速度的影响 q双重影响双重影响温温度度升升高高，酶酶促促反反应应速速度度升升高高；由由于于酶酶的的本本质质是是蛋蛋白白质质，温温度度升升高高，可可引引起起酶酶的的变变性性，从从而反应速度降低而反应速度降低 。 三、温度对反应速度的影响三、温度对反应速度的影响q最适温度最适温度 (optimum temperature)：酶促反应速度最快时的酶促反应速度最快时的环境温度。环境温度。酶酶活活性性0.51.02.01.50102030405060温度温度C温度对淀粉酶活性的影响温度对淀粉酶活性的影响 温度每升高10C，大多数酶促反应的速率加倍。四、四、 pH对反应速度的影响对
37、反应速度的影响q最适最适pH (optimum pH)：酶催化活性最大酶催化活性最大时的环境时的环境pH。0酶酶活活性性pH pH对某些酶活性的影响对某些酶活性的影响 胃蛋白酶胃蛋白酶胃蛋白酶胃蛋白酶 淀粉酶淀粉酶淀粉酶淀粉酶 胆碱酯酶胆碱酯酶胆碱酯酶胆碱酯酶 246810注意：并不是所有的酶对热都是不稳定的。并不是所有的酶对热都是不稳定的。例如，在地热温泉中发现的嗜热细菌在温例如，在地热温泉中发现的嗜热细菌在温度超过度超过8585o oC C时，其细胞中的酶仍保持完全的时，其细胞中的酶仍保持完全的性。性。动物体内多数酶最适动物体内多数酶最适pH接近中性。但接近中性。但胃蛋白酶约为胃蛋白酶约为
38、1.81.8。 肝精氨酸酶约为肝精氨酸酶约为9.89.8。酶作用环境的酶作用环境的pH可以影响可以影响酶蛋白的结构酶蛋白的结构、酶活性部位的解离状态酶活性部位的解离状态、辅酶的解离辅酶的解离、底物分子的解离底物分子的解离。从而影响酶与底物的结合以及对底物的从而影响酶与底物的结合以及对底物的催化效力。催化效力。注意：虽然一种酶的最适虽然一种酶的最适pH往往反映该酶正常环往往反映该酶正常环境的境的pH，但二者可能并不正好相同。，但二者可能并不正好相同。在生理在生理pH下，有些酶可能刚好处在最适范下，有些酶可能刚好处在最适范围，而有些酶则处在高于或低于它们的最围，而有些酶则处在高于或低于它们的最适适
39、pH环境中。因此，它们就会有不同的催环境中。因此，它们就会有不同的催化活性。这是酶的一种自然调节方式。化活性。这是酶的一种自然调节方式。五、抑制剂对反应速度的影响五、抑制剂对反应速度的影响酶的抑制剂酶的抑制剂(inhibitor)凡能使酶的催化活性下降而不引起酶蛋白凡能使酶的催化活性下降而不引起酶蛋白 变性变性的物质称为酶的抑制剂（的物质称为酶的抑制剂（inhibitorinhibitor），常简写为），常简写为I I。 区别于酶的变性区别于酶的变性 抑制剂对酶有一定选择性抑制剂对酶有一定选择性 引起变性的因素对酶没有选择性引起变性的因素对酶没有选择性 抑制作用的类型抑制作用的类型不可逆性抑制
40、不可逆性抑制 (irreversible inhibition)可逆性抑制可逆性抑制 (reversible inhibition)：竞争性抑制竞争性抑制 (competitive inhibition)非竞争性抑制非竞争性抑制 (non-competitive inhibition)反竞争性抑制反竞争性抑制 (uncompetitive inhibition)(一一)不可逆性抑制作用不可逆性抑制作用* * 概念概念抑抑制制剂剂通通常常以以共共价价键键与与酶酶活活性性中中心心的的必必需需基基团团相相结合，使酶失活。结合，使酶失活。 * * 举例举例有机磷化合物有机磷化合物 羟基酶羟基酶解毒解毒
41、 - - - - - - 解磷定解磷定(PAM)重金属离子及砷化合物重金属离子及砷化合物 巯基酶巯基酶解毒解毒 - - - - - - 二巯基丙醇二巯基丙醇(BAL) 注意：注意：此类抑制作用并不都此类抑制作用并不都“不可逆不可逆”，应该说，应该说是是“很难可逆很难可逆”，临床经常使用一些针对性强的药物，去除临床经常使用一些针对性强的药物，去除此类抑制剂，恢复酶活性，从而达到治病此类抑制剂，恢复酶活性，从而达到治病救人的目的。救人的目的。有机磷化合物有机磷化合物路易士气路易士气失活的酶失活的酶羟基酶羟基酶失活的酶失活的酶酸酸巯基酶巯基酶失活的酶失活的酶酸酸BAL巯基酶巯基酶BAL与砷剂结合物与
42、砷剂结合物（二）（二）可逆性抑制作用可逆性抑制作用* * 概念概念抑抑制制剂剂通通常常以以非非共共价价键键与与酶酶或或酶酶- -底底物物复复合合物物可可逆逆性性结结合合，使使酶酶的的活活性性降降低低或或丧丧失失；抑抑制制剂剂可可用用透透析析、超滤等方法除去。超滤等方法除去。竞争性抑制竞争性抑制非竞争性抑制非竞争性抑制反竞争性抑制反竞争性抑制 * * * * 类型类型类型类型注意：有抑制剂存在时，注意：有抑制剂存在时，Km值称为值称为“表观表观Km值值”。.竞争性抑制作用竞争性抑制作用+IEIE + SE + PES反应模式反应模式定义定义抑抑制制剂剂与与底底物物的的结结构构相相似似，能能与与底
43、底物物竞竞争争酶酶的的活活性性中中心心，从从而而阻阻碍碍酶酶底底物物复复合合物物的的形形成成，使使酶酶的的活活性性降降低低。这这种种抑制作用称为竞争性抑制作用。抑制作用称为竞争性抑制作用。 注意：此类抑制剂只与游离的酶结合，由注意：此类抑制剂只与游离的酶结合，由于此类抑制剂于此类抑制剂I与底物与底物S都是结合于都是结合于酶活性中心的，因此其抑制程度取决于抑酶活性中心的，因此其抑制程度取决于抑制剂与酶的相对亲和力和与底物浓度的相制剂与酶的相对亲和力和与底物浓度的相对比例。对比例。+E EE ES SI IESESEIEIEPEP有竞争性抑制剂存在的曲线与无抑制剂的有竞争性抑制剂存在的曲线与无抑制
44、剂的曲线相交于纵坐标曲线相交于纵坐标I/Vmax处，但横坐标的处，但横坐标的截距，因竞争性抑制存在变小，说明该抑截距，因竞争性抑制存在变小，说明该抑制作用并不影响酶促反应的最大速度，而制作用并不影响酶促反应的最大速度，而使使Km值变大。值变大。 磺胺类药物的抑菌机制磺胺类药物的抑菌机制与与对氨基苯甲酸对氨基苯甲酸竞争竞争二氢叶酸合成酶二氢叶酸合成酶二氢蝶呤啶二氢蝶呤啶 对氨基苯甲酸对氨基苯甲酸 谷氨酸谷氨酸二氢叶酸二氢叶酸合成酶合成酶二氢叶酸二氢叶酸小 结 * * 特点特点b)b)抑抑制制程程度度取取决决于于抑抑制制剂剂与与酶酶的的相相对对亲亲和和力力及底物浓度；及底物浓度；a)I与与S结结构
45、构类类似似，竞竞争争酶酶的的活活性性中心；中心；c)动动力力学学特特点点：Vmax不不变变，表表观观Km增大。增大。 抑制剂抑制剂 无抑制剂无抑制剂 1/V1/S* * 反应模式反应模式E+SE+SESESE+PE+P+ S S S S+ S S S S+ESIESIEIEIE EESESE EP P+ +I IE EI I+S +S E EI IS S + +I I有非竞争性抑制剂存在的曲线与无抑制剂有非竞争性抑制剂存在的曲线与无抑制剂存在的曲线相交于横坐标存在的曲线相交于横坐标1/Km处，纵坐处，纵坐标截距，因非竞争性抑制剂的存在而变大，标截距，因非竞争性抑制剂的存在而变大，说明该抑制作用
46、，并不影响底物与酶的亲说明该抑制作用，并不影响底物与酶的亲和力，而使酶促最大反应速度变小。和力，而使酶促最大反应速度变小。2010.9.20* * 特点特点a) a)抑抑制制剂剂与与酶酶活活性性中中心心外外的的必必需需基基团团结结合合，底底物物与与抑抑制制剂剂之之间间无无竞竞争关系；争关系；b)b)抑抑制制程程度度取取决决于于抑制剂的浓度；抑制剂的浓度；c)动动力力学学特特点点：Vmax降降低低，表表观观Km不变。不变。 抑制剂抑制剂 1 / V 1/S 无抑制剂无抑制剂 总上所述，酶的竞争性和非竞争性抑制可总上所述，酶的竞争性和非竞争性抑制可通过双倒数作图加以区别。通过双倒数作图加以区别。V
47、max不因竞争不因竞争性抑制剂的存在而改变，性抑制剂的存在而改变，Km则不因非竞争则不因非竞争性抑制剂的存在而改变。性抑制剂的存在而改变。* * 反应模式反应模式E+SE+SE+P E+P ESES+ +I IESESI I+E ES SESESESIESIE EP PVmax降低，降低，表观表观Km降低降低* * 特点：特点：a) a)抑抑制制剂剂只只与与酶酶底底物物复复合物结合；合物结合；b)b)抑抑制制程程度度取取决决与与抑抑制制剂剂的的浓浓度度及及底底物的浓度；物的浓度；c)动动力力学学特特点点：Vmax降降低低，表表观观Km降低。降低。 抑制剂抑制剂 1/V 1/S 无抑制剂无抑制剂
48、 各种可逆性抑制作用的比较各种可逆性抑制作用的比较 六、激活剂对反应速度的影响六、激活剂对反应速度的影响概念：使酶由无活性变为有活性或活性增加的概念：使酶由无活性变为有活性或活性增加的物质称为激活剂（物质称为激活剂（activator）。）。分类：分类：1.金金属属离离子子：占占大大多多数数。另另外外还还可可有有阴阴离离子子，如如CI-。2.有机化合物。有机化合物。必必需需激激活活剂剂：酶酶促促反反应应所所必必需需。多多数数金金属属离离子子属属此此类类。它它们们往往往往与与底底物物结结合合后后才才能能被酶结合。被酶结合。非非必必需需激激活活剂剂：能能提提高高酶酶活活性性，但但非非必必需需。多数
49、有机化合物属此类。多数有机化合物属此类。七、酶活性测定和酶活性单位七、酶活性测定和酶活性单位酶的活性酶的活性是指酶催化化学反应的能力，其衡量是指酶催化化学反应的能力，其衡量是指酶催化化学反应的能力，其衡量是指酶催化化学反应的能力，其衡量的标准是酶促反应速度。的标准是酶促反应速度。的标准是酶促反应速度。的标准是酶促反应速度。酶促反应速度酶促反应速度可在适宜的反应条件下，用单位时间内底物可在适宜的反应条件下，用单位时间内底物的消耗或产物的生成量来表示。的消耗或产物的生成量来表示。 酶的活性单位酶的活性单位是衡量酶活力大小的尺度，它反是衡量酶活力大小的尺度，它反映在规定条件下，酶促反应在单位时间（映
50、在规定条件下，酶促反应在单位时间（s s、minmin或或h h）内生成一定量（）内生成一定量（mgmg、gg、molmol等）的等）的产物或消耗一定数量的底物所需的酶量。产物或消耗一定数量的底物所需的酶量。 国际单位国际单位(IU)在特定的条件下，每分钟催化在特定的条件下，每分钟催化1mol底物底物转化为产物所需的酶量为一个国际单位。转化为产物所需的酶量为一个国际单位。 催量单位催量单位(katal)催量催量(kat)是指在特定条件下，每秒钟使是指在特定条件下，每秒钟使mol底物转化为产物所需的酶量。底物转化为产物所需的酶量。 kat与与IU的换算：的换算： 1 IU=16.6710-9 k
51、at第第 四四 节节 酶酶 的的 调调 节节TheRegulationofEnzyme酶活性的调节（快速调节）酶活性的调节（快速调节）酶含量的调节（缓慢调节）酶含量的调节（缓慢调节） 调节方式调节方式 调节对象调节对象 关键酶关键酶一一、酶活性的调节、酶活性的调节（一）酶原与酶原的激活（一）酶原与酶原的激活酶原酶原酶原酶原 (zymogen)(zymogen)有些酶在细胞内合成或初分泌时只是有些酶在细胞内合成或初分泌时只是有些酶在细胞内合成或初分泌时只是有些酶在细胞内合成或初分泌时只是酶的无活性前体，此前体物质称为酶原。酶的无活性前体，此前体物质称为酶原。酶的无活性前体，此前体物质称为酶原。酶
52、的无活性前体，此前体物质称为酶原。 酶原的激活酶原的激活酶原的激活酶原的激活在一定条件下，酶原向有活性酶转化在一定条件下，酶原向有活性酶转化在一定条件下，酶原向有活性酶转化在一定条件下，酶原向有活性酶转化的过程。的过程。的过程。的过程。 酶原激活的机理酶原激活的机理酶酶 原原分子构象发生改变分子构象发生改变形成或暴露出酶的活性中心形成或暴露出酶的活性中心 一个或几个特定的肽键断裂，水解一个或几个特定的肽键断裂，水解掉一个或几个短肽掉一个或几个短肽在特定条件下在特定条件下赖赖缬缬天天天天天天天天甘甘异异赖赖缬缬天天天天天天天天缬缬组组丝丝S SS SS SS S4646183183甘甘异异缬缬组
53、组丝丝S SS SS SS S肠激酶肠激酶肠激酶肠激酶胰蛋白酶胰蛋白酶胰蛋白酶胰蛋白酶活性中心活性中心活性中心活性中心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的激活过程胰蛋白酶原的激活过程 例如，胰蛋白酶原进入小肠后，受肠或胰蛋白酶例如，胰蛋白酶原进入小肠后，受肠或胰蛋白酶本身的激活，第本身的激活，第6位赖氨酸与第位赖氨酸与第7位异亮氨酸残基位异亮氨酸残基之间的肽键被切水解掉一个六肽，酶分子空间构之间的肽键被切水解掉一个六肽，酶分子空间构象发生改变，产生酶的活性中心，于是胰蛋白酶象发生改变，产生酶的活性中心，于是胰蛋白酶原变成了有活性的胰蛋白酶。原变成了有活性的胰蛋白酶。除消化道的蛋
54、白酶外，血液中有关凝血和纤维蛋除消化道的蛋白酶外，血液中有关凝血和纤维蛋白溶解的酶类，也都以酶原的形式存在。白溶解的酶类，也都以酶原的形式存在。 酶原激活的生理意义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，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。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，发挥其催时，酶原适时地转变成有活性的酶，发挥其催化作用。化作用。消化酶消化酶;凝血酶凝血酶（二）变构酶（二）变构酶变构效应剂变
55、构效应剂 (allostericeffector)变构激活剂变构激活剂变构激活剂变构激活剂变构抑制剂变构抑制剂变构抑制剂变构抑制剂 变构调节变构调节变构调节变构调节 (allosteric regulation)(allosteric regulation) 变构酶变构酶变构酶变构酶 (allosteric enzyme)(allosteric enzyme) 变构部位变构部位变构部位变构部位 (allosteric site)(allosteric site)一一些些代代谢谢物物可可与与某某些些酶酶分分子子活活性性中中心心外外的的某某部部分分可可逆逆地地结结合合，使使酶酶构构象象改改变变，从
56、从而而改改变变酶的催化活性，此种调节方式称变构调节。酶的催化活性，此种调节方式称变构调节。注意：注意：1.活性可增加，也可减少。活性可增加，也可减少。2.变构酶也称为别构酶，这类调节也称为别变构酶也称为别构酶，这类调节也称为别构调节。构调节。“别构别构”的意思是指与功能直接的意思是指与功能直接有关的部位（如：活性中心）不同的部位有关的部位（如：活性中心）不同的部位（即别的部位）。（即别的部位）。 变构酶常为多个亚基构成的寡聚体，变构酶常为多个亚基构成的寡聚体，变构酶常为多个亚基构成的寡聚体，变构酶常为多个亚基构成的寡聚体，具有协同效应具有协同效应具有协同效应具有协同效应 变构激活变构激活变构激
57、活变构激活变构抑制变构抑制变构抑制变构抑制 变构酶的形曲线变构酶的形曲线变构酶的形曲线变构酶的形曲线S S S S V V V V 无变构效应剂无变构效应剂无变构效应剂无变构效应剂 （三）（三）酶的共价修饰调节酶的共价修饰调节共价修饰共价修饰(covalentmodification)在在其其他他酶酶的的催催化化作作用用下下，某某些些酶酶蛋蛋白白肽肽链链上上的的一一些些基基团团可可与与某某种种化化学学基基团团发发生生可可逆逆的的共共价价结结合合，从从而而改改变变酶的活性，此过程称为共价修饰。酶的活性，此过程称为共价修饰。 常见类型常见类型常见类型常见类型磷酸化与脱磷酸化（最常见）磷酸化与脱磷酸
58、化（最常见）乙酰化和脱乙酰化乙酰化和脱乙酰化乙酰化和脱乙酰化乙酰化和脱乙酰化甲基化和脱甲基化甲基化和脱甲基化甲基化和脱甲基化甲基化和脱甲基化腺苷化和脱腺苷化腺苷化和脱腺苷化腺苷化和脱腺苷化腺苷化和脱腺苷化SHSHSHSH与与与与S S S SS S S S互变互变互变互变 酶的磷酸化与脱磷酸化酶的磷酸化与脱磷酸化 -OHThrSerTyr酶蛋白酶蛋白H2OPi磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶 ATPADP蛋白激酶蛋白激酶ThrSerTyr-O-PO32-酶蛋白酶蛋白二、二、酶含量的调节酶含量的调节第十八章第十八章维生素与微量元素维生素与微量元素（P433）维生素（维生素（vitamin）概念：维生素是
59、机体维持正常功能所必需，但在概念：维生素是机体维持正常功能所必需，但在体内不能合成或合成量不足，必须由外界（食物）体内不能合成或合成量不足，必须由外界（食物）供给的一组低分子量有机物质。供给的一组低分子量有机物质。分类：分类：脂溶性维生素脂溶性维生素特点：体内储存多，但也易中毒。特点：体内储存多，但也易中毒。水溶性维生素水溶性维生素特点：体内储存少，但也不易中毒。特点：体内储存少，但也不易中毒。注意：维生素与激素的异同点。脂溶性维生素脂溶性维生素: :维生素维生素A A、维生素、维生素D D、维生素、维生素E E、维生素、维生素K K 等等水溶性维生素水溶性维生素: :维生素维生素B B族、维
60、生素族、维生素c c维生素维生素B B族族- -维生素维生素B B1 1、维生素、维生素B B2 2 、维生素、维生素PPPP、维、维生素生素B B6 6、泛酸、生物素、叶酸、维生素、泛酸、生物素、叶酸、维生素B B12 12 等。等。 第一节 脂溶性维生素脂溶性维生素一、维生素维生素A（一）化学本质及性质（一）化学本质及性质分类：分类：1.A1-视黄醇视黄醇2.A2-3-脱氢视黄醇脱氢视黄醇胡罗卜素：可在小肠转变为分子视黄醇，胡罗卜素：可在小肠转变为分子视黄醇，所以称为维生素所以称为维生素A原。原。注意：维生素A在体内的活性形式为视黄醇、视黄醛、视黄酸（二）生化作用及缺乏症（二）生化作用及缺
61、乏症作用作用:构成视觉内感光物质构成视觉内感光物质缺乏症：夜盲症缺乏症：夜盲症在视觉内由在视觉内由11-顺视黄醛与不同的视蛋白顺视黄醛与不同的视蛋白组成视色素。而组成视色素。而11-顺视黄醛是由视黄醇转顺视黄醛是由视黄醇转化而来。化而来。视色素有多种，以视紫红质为例：视色素有多种，以视紫红质为例：当视紫红质感光时，当视紫红质感光时，11-顺视黄醛在光异构顺视黄醛在光异构下转变成全反顺视黄醛，并引起杆状细胞下转变成全反顺视黄醛，并引起杆状细胞膜的膜的Ca2+离子通道的开放，离子通道的开放，Ca2+迅速流入迅速流入细胞并激发神经冲动，经传导到大脑后产细胞并激发神经冲动，经传导到大脑后产生视觉。而大
62、部分全反顺视黄醛被还原为生视觉。而大部分全反顺视黄醛被还原为全反顺视黄醇流入肝脏并转变为全反顺视黄醇流入肝脏并转变为11-顺视黄顺视黄醇，而后再随血流返回视网膜氧化成醇，而后再随血流返回视网膜氧化成11-顺顺视黄醛，并重新合成视色素。视黄醛，并重新合成视色素。2.参与糖蛋白的合成：参与糖蛋白的合成：当维生素当维生素A缺乏时，可导致糖蛋白合成的中缺乏时，可导致糖蛋白合成的中间体的异常，低分子量的多糖间体的异常，低分子量的多糖-脂的堆积。脂的堆积。3.其它作用：其它作用：组织的发育、上皮的正常分化；减轻致组织的发育、上皮的正常分化；减轻致癌物质的作用；抗氧化剂、消灭自由基等癌物质的作用；抗氧化剂、
63、消灭自由基等等。等。4.长期过量（超过需要量的1020倍）摄取会引起不良反应甚至中毒。二、二、维生素维生素D化学本质和性质化学本质和性质维生素维生素D为类固醇衍生物，由于体内可生成为类固醇衍生物，由于体内可生成相当部分，目前认为它也是一种类固醇激相当部分，目前认为它也是一种类固醇激素。素。分类：分类：D2（麦角钙化醇）（麦角钙化醇）-植物中较高植物中较高D3（胆钙化醇）（胆钙化醇）-动物中较高，是人体所需动物中较高，是人体所需的主要形式。的主要形式。维生素维生素维生素维生素D D2 2和和和和D D3 3的生成的生成的生成的生成 两种维生素两种维生素D具有同样的生理作用。人体具有同样的生理作用
64、。人体主要从动物食品中获取一定量的维生素主要从动物食品中获取一定量的维生素D3(它它常与维生素常与维生素A共同存在共同存在)，而植物中的麦角固醇，而植物中的麦角固醇除非经过紫外线照射除非经过紫外线照射(转变为维生素转变为维生素D2)，否则，否则很难被人体吸收利用。很难被人体吸收利用。正常成人所需要的维生素正常成人所需要的维生素D主要来源于主要来源于7-脱氢脱氢胆固醇的转变。胆固醇的转变。7-脱氢胆固醇存在于皮肤内，脱氢胆固醇存在于皮肤内，它可由胆固醇脱氢产生，也可直接由乙酰它可由胆固醇脱氢产生，也可直接由乙酰CoA合成。只要充分接受阳光照射，人体每日合成合成。只要充分接受阳光照射，人体每日合成
65、维生素完全可以满足生理需要。维生素完全可以满足生理需要。不论维生素不论维生素D2或或D3，本身都没有明显的生理活性，本身都没有明显的生理活性，它们必须在体内进行一定的代谢转化，才能生成它们必须在体内进行一定的代谢转化，才能生成活性的化合物，即活性维生素活性的化合物，即活性维生素D：1，25（OH）2-VD3或者说：或者说：1，25（OH）2-VD3是体内维生素是体内维生素D的主要活性的主要活性形式形式。 第二节第二节水溶性维生素水溶性维生素分类分类1.维生素族：主要作用是构成辅酶在维生素族：主要作用是构成辅酶在物质代谢中发挥作用，即主耍作为质子、物质代谢中发挥作用，即主耍作为质子、电子、酰基等
66、的载体。电子、酰基等的载体。2.维生素维生素水溶性维生素特别是维生素水溶性维生素特别是维生素B族的学习要点：族的学习要点：化学名称化学名称活性形式：活性形式：大多数维生素大多数维生素B B族并不直接作为辅酶，族并不直接作为辅酶，而是作为辅酶的组成成分之一，或者说经过转变而是作为辅酶的组成成分之一，或者说经过转变形成其活性形式即辅酶。形成其活性形式即辅酶。所载基团所载基团主要功能主要功能主要缺乏症主要缺乏症一、维生素维生素1化学名称：硫胺素化学名称：硫胺素活性形式：焦磷酸硫胺素（活性形式：焦磷酸硫胺素（TPP）富含食物：种子外皮及胚芽中富含食物：种子外皮及胚芽中所载基团：所载基团：主要功能：主要
67、功能：-酮酸氧化脱羧酶的辅酶。酮酸氧化脱羧酶的辅酶。转酮醇酶的辅酶。转酮醇酶的辅酶。TPP参与乙酰胆硷的合成，并抑制胆硷酯酶。参与乙酰胆硷的合成，并抑制胆硷酯酶。主要缺乏症：脚气病主要缺乏症：脚气病二、二、维生素维生素2化学名称：核黄素化学名称：核黄素活性形式：活性形式：黄素单核苷酸（黄素单核苷酸（FMNFMN） 黄素腺嘌呤二核苷酸黄素腺嘌呤二核苷酸 （FADFAD）所载基团：所载基团：+主要功能：主要功能：由于核黄素有较易辨认的黄色，以此由于核黄素有较易辨认的黄色，以此为辅酶的酶称为黄酶。它们多为氧化还原酶。为辅酶的酶称为黄酶。它们多为氧化还原酶。主要缺乏症：主要缺乏症：口角炎、舌炎等。口角
68、炎、舌炎等。三、三、维生素维生素PP化学名称：两种，可互相转变。化学名称：两种，可互相转变。a. a. 尼克酸尼克酸 b. b.尼克酰胺尼克酰胺 活性形式：也是两种，通过磷酸化或脱磷酸化可活性形式：也是两种，通过磷酸化或脱磷酸化可互相转变。互相转变。 尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+NAD+） 尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸 （NADP+NADP+）所载基团：所载基团：+主要功能：脱氢酶的辅酶。主要功能：脱氢酶的辅酶。主要缺乏症：癞皮症等。主要缺乏症：癞皮症等。四、四、维生素维生素6化学名称：三种，可互变。吡哆醇、吡哆醛、吡哆酸化学名称：三种，可互
69、变。吡哆醇、吡哆醛、吡哆酸活性形式：主要两种，可互变。磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺活性形式：主要两种，可互变。磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺所载基团：氨基所载基团：氨基主要功能：主要功能：转氨酶和氨基酸脱羧酶的辅酶。转氨酶和氨基酸脱羧酶的辅酶。ALA合成酶的辅酶。合成酶的辅酶。主要缺乏症：不多见。主要缺乏症：不多见。注意：异烟肼能与磷酸吡哆醛结合并使之失效，所以服用注意：异烟肼能与磷酸吡哆醛结合并使之失效，所以服用 异烟肼时，一定同时服用维生素异烟肼时，一定同时服用维生素6 6。五、五、泛泛酸酸化学名称：泛化学名称：泛酸（遍多酸）酸（遍多酸）活性形式：活性形式：COA所载基团：酰基所载基团：酰基主要功能：酰
70、基转移酶的辅酶。主要功能：酰基转移酶的辅酶。主要缺乏症：不多见。主要缺乏症：不多见。七、七、叶叶酸酸化学名称：叶化学名称：叶酸酸活性形式：四氢叶酸（活性形式：四氢叶酸（FH4）所载基团：一碳单位所载基团：一碳单位主要功能：一碳单位转移酶的辅酶。主要功能：一碳单位转移酶的辅酶。主要缺乏症主要缺乏症:巨幼红细胞贫血。巨幼红细胞贫血。其它维生素请自学，并请参阅表其它维生素请自学，并请参阅表18-1。思考题思考题 酶的定义及化学本质。 结合酶的分子组成及各组分的功能。 B族维生素的辅酶形式及功能。 酶的必需基团、活性中心。 酶促反应的特点、ES复合物、诱导契合假说。 影响酶促反应速度的因素。 米-曼氏方程式、Km与Vmax的意义。 酶促反应的最适温度、最适pH。 酶的竞争性抑制：概念、特点、动力学参数、药理学应用。 酶调节的主要方式、酶原与酶原激活、变构调节与共价修饰。 同工酶的概念、举例及临床意义。本内容结束，谢谢！本内容结束，谢谢！
