医学课件第3章酶enzyme.ppt
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1、第 3 章 酶(enzyme ) 搔 浩 汝 炉 露 项 报 舞 虎 陛 狱 驴 老 辐 庇 吹 格 血 泪 衍 藕 铃 鸿 豢 磷 溉 宰 线 区 撰 怯 戴 第 3 章 酶 e n z y m e 第 3 章 酶 e n z y m e 第一节 概 述 v一、生物催化剂的类别: 酶 核酶(脱氧核酶) 蛋白质 核酸 v二、酶的定义:酶是由活细胞产生、对 特异的底物具有高效催化作用的蛋 白质。 淤 肢 他 渡 富 哑 翔 拯 簿 寂 理 疆 剧 吞 深 途 丝 备 胚 爪 晋 宿 贺 泉 雨 漆 林 专 侯 网 糕 吓 第 3 章 酶 e n z y m e 第 3 章 酶 e n z y m
2、 e v三、酶在体内的存在形式: 单体酶 寡聚酶 多功能酶 多酶体系 v常用的缩写: 酶:E 底物:S 产物:P ( Enzyme) (Substrate) (Product) 判 趟 提 疗 礁 菜 掂 娱 递 球 攻 荧 禁 奏 驭 衍 督 寸 赢 砍 颈 颈 脑 肿 拯 现 戴 滴 荣 寸 啼 煤 第 3 章 酶 e n z y m e 第 3 章 酶 e n z y m e v单体酶: 由单条肽链构成,仅具有三级结构的酶。 v寡聚酶: 由多个相同或不同亚基以非共价键连接组成 的酶。 v多酶体系: 由几种不同功能的酶彼此聚合形成的多酶复 合物。 v多功能酶或串联酶: 一些多酶体系在进化过
3、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 渡 嘶 占 磊 鬼 咬 广 蜜 摸 绑 症 承 撰 教 歪 残 垒 卸 象 拂 断 旁 垒 猛 万 掀 荚 籍 静 硷 怔 诱 第 3 章 酶 e n z y m e 第 3 章 酶 e n z y m e 第二节 酶的分子结构与功能 The Molecular Structure and Function of Enzyme 鸯 邯 捎 澳 上 粱 聊 扰 恕 酝 陡 案 貌 真 慨 指 拱 椰 岛 娶 须 膛 谈 刹 翔 医 刽 必 小 人 裙 滋 第 3 章 酶 e n z y m e 第 3 章 酶 e n z y m e 一、
4、酶的分子组成*: 分类 : 单纯酶:完全由氨基酸组成的酶 结合酶 = 酶蛋白 + 辅助因子 (蛋白部分) (非蛋白部分) 惊 垄 蹬 猫 香 光 另 遏 边 让 呀 中 圆 莱 埃 嚷 皖 得 态 掏 杨 至 瘤 兹 系 跋 阂 圈 尔 殆 准 茬 第 3 章 酶 e n z y m e 第 3 章 酶 e n z y m e 蛋白质部分:酶蛋白 辅助因子 金属离子 小分子有机化合物 结合酶(全酶 ) 多含B族维生素 决定反应的性 质和反应类型 决定酶促反 应的特异性 釉 嵌 慢 筹 焚 映 庙 迫 修 濒 残 岁 蔑 卓 译 袒 孤 蒂 号 伶 厕 贴 研 线 蔽 眶 诈 酌 翼 哇 扮 制
5、 第 3 章 酶 e n z y m e 第 3 章 酶 e n z y m e 金属离子的作用 稳定酶的构象; 参与催化反应,传递电子; 在酶与底物间起桥梁作用; 中和阴离子,降低反应中的静电斥力等 。 小分子有机化合物的作用 在反应中起运载体的作用:传递电 子、质子或其它基团。 2.辅助因子在酶促反应中的具体作用 矛 凭 汀 辈 槽 殿 芜 堤 弓 矢 阂 甘 啊 拘 干 德 诉 血 存 撂 句 锈 概 葱 漆 挨 醚 作 垣 绘 裳 周 第 3 章 酶 e n z y m e 第 3 章 酶 e n z y m e 注:1、结合酶只有两部分结合在一起才有 活性 2、酶蛋白多,辅助因子少,
6、一种辅助 因子可以和多种酶蛋白结合 3、辅基与辅酶的区别 辅酶:与酶蛋白结合的比较疏松, 用透析或超滤的方法可使之分 离 辅基:与酶蛋白结合的比较紧密 用透析或超滤的方法不易分离 措 颧 荆 瑶 候 鸽 戎 罩 萎 诱 递 镰 堆 妹 篆 涌 吾 艳 褥 特 褂 瓢 枉 舷 召 墓 严 痔 就 择 磐 碍 第 3 章 酶 e n z y m e 第 3 章 酶 e n z y m e 二、酶的活性中心* 1、酶的必需基团:酶分子上与酶活性 密切相关的化学基团。 罚 泅 渝 妙 稚 颁 尝 烂 蒜 款 惰 炽 域 捂 哀 匀 剪 席 粳 沪 慌 炯 琳 涤 鸯 教 辖 颓 煮 阿 骤 恤 第 3
7、 章 酶 e n z y m e 第 3 章 酶 e n z y m e 2、酶的活性中心*: 定义*:酶分子上的一些必需基团在空间结构 上彼此靠近集中在一起形成具有一定空间结 构的区域,此区域可与底物结合并将底物转 化为产物。 酶的活性中心常位于酶蛋白分子表面,含有 较多疏水氨基酸残基,形成疏水性“裂缝” 或“口袋”,提供利于酶促反应发生的疏水 环境 巫 狐 虞 衡 拓 衡 蘸 迁 多 痘 饶 呐 宪 寡 赊 锰 丑 哉 拱 兰 岔 矽 炼 舀 权 硼 丙 膛 搀 豆 犁 博 第 3 章 酶 e n z y m e 第 3 章 酶 e n z y m e 酶的活性中心 朗 活 骗 浴 号 抹
8、 算 汝 捌 矽 换 姆 钝 岛 拜 密 霜 围 含 绊 碴 煎 捆 婿 卓 途 沼 赚 榨 戍 败 棕 第 3 章 酶 e n z y m e 第 3 章 酶 e n z y m e 1)活性中心内的必需基团 结合基团 ( (binding group) ) 与底物相结合与底物相结合 催化基团 (catalytic group) 催化底物转变成产物 位于活性中心以外,维持酶活性中心 应有的空间构象所必需。 2)活性中心外的必需基团 3、必需基团的分类与作用 芋 控 沼 鹏 钧 蚁 株 血 训 横 员 睡 崔 档 篓 惺 嗅 延 舜 痔 叙 正 氏 懂 钢 措 炯 啼 返 眉 拷 良 第 3
9、章 酶 e n z y m e 第 3 章 酶 e n z y m e 底 物 活性中心以外 的必需基团 结合基团 催化基团 活性中心 哈 根 吧 逢 粤 历 刊 覆 兢 悠 拙 它 监 渝 邮 媒 践 戈 围 蛋 男 研 复 天 敷 膜 铅 钓 挤 闪 铺 晕 第 3 章 酶 e n z y m e 第 3 章 酶 e n z y m e 酶与一般催化剂作用的共同点 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; 只能加速可逆反应的进程,而 不改变反应的平衡点。 第三节 酶促反应的特点和机制 网 行 雄 虽 胜 哭 放 摔 开 尚 摇 误 潍 精 降 闸 秧 闹 抒 戎 疲
10、 究 秤 误 凛 专 哆 插 而 歪 贺 臼 第 3 章 酶 e n z y m e 第 3 章 酶 e n z y m e 1、催化效率高* 一、 酶促反应的特点* 酶的催化效率通常比非催化反应高1081020倍, 比一般催化剂高1071013倍。 酶和一般催化剂加速反应的机理*都是降低反应 的活化能(activation energy)。 酶比一般催化剂更有效地降低反应的活化能。 趁 忻 荧 库 猫 疹 墒 隙 疚 抒 柜 也 侮 垮 主 键 树 瑰 团 拙 杭 千 痰 冲 敌 介 赃 付 嫩 泉 踢 椭 第 3 章 酶 e n z y m e 第 3 章 酶 e n z y m e 反应
11、总能量改变 非催化反应活化能 酶促反应 活化能 一般催化剂催 化反应的活化能 能 量 反 应 过 程 底物 产物 酶促反应活化能的改变 活化能:底物分子从初态转变到活化态所需的能量。 瞄 氮 校 轿 顺 佑 脱 观 择 沼 阔 影 梭 贰 菱 叙 伟 甘 埂 擞 揭 郊 墒 古 余 央 侨 改 育 励 蚜 饼 第 3 章 酶 e n z y m e 第 3 章 酶 e n z y m e 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 学反应并生成一定的产物。酶的这种 特性称为酶的特异性或专一性。 1)酶的特异性(specificity) 2、特异性强*: 郡 险 缄 旷 肚
12、隔 巫 哦 身 撮 遥 嚎 逐 殴 氰 烃 寐 再 梳 倡 基 砂 妇 染 敛 饥 构 德 翁 人 弓 计 第 3 章 酶 e n z y m e 第 3 章 酶 e n z y m e 2)分类 绝对特异性 相对特异性 立体异构特异性 3)生物学意义:为机体代谢调节提供物 质基础 3、具有可调节性:酶活性、含量均可调节。 4、高度不稳定性:易受周围环境因素影响。 罪 摈 图 怔 两 钾 不 糠 汀 僚 哨 霉 棠 集 择 查 攀 夫 域 屋 试 言 睹 咖 侈 匆 壁 妹 篱 嘎 阻 藏 第 3 章 酶 e n z y m e 第 3 章 酶 e n z y m e v绝对特异性:一种酶只能
13、作用于特定 结构的底物,进行一种专一的反应, 生成一种特定结构的产物 。 v相对特异性:一种酶作用于一类化合 物或一种化学键。 v立体结构特异性:一种酶作用于立体 异构体中的一种。 檀 科 戍 蛆 汀 闽 阔 摧 狗 信 箩 味 怪 殉 驰 盈 傻 隆 源 尚 让 坏 系 洲 钧 羹 槛 闸 涟 丢 衬 要 第 3 章 酶 e n z y m e 第 3 章 酶 e n z y m e 疟 焙 奈 呵 旷 事 炮 哦 沛 哲 贿 奥 祷 棘 莎 吭 卸 乙 该 示 盟 粤 膏 膊 缕 域 铰 格 垛 捣 董 畏 第 3 章 酶 e n z y m e 第 3 章 酶 e n z y m e 立
14、体异构特异性立体异构特异性 例如例如 : L-L-乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶 L- L-乳酸乳酸 丙酮酸丙酮酸 D-D-乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶 D- D-乳酸乳酸 丙酮酸丙酮酸 抛 莱 购 滓 坷 抨 狸 豢 偷 源 褪 叁 得 赶 郴 秤 铺 勿 爹 颊 嘘 餐 嘻 鞍 氢 荤 屹 订 秩 柴 蚕 卢 第 3 章 酶 e n z y m e 第 3 章 酶 e n z y m e 二、酶促反应的机理(了解) 酶-底物复合物的形成与诱导契合假说 *诱导契合假说(induced-fit hypothesis) 酶底物复合物 E + S E + P ES 酶与底物相互接近时,其结构相互诱导、相 互变形和相
15、互适应,进而相互结合。这一过程称 为酶-底物结合的诱导契合。 过渡态(中间产物) 吸 跺 弗 狞 美 馒 宏 略 诉 撬 怯 昌 獭 釜 硝 蓉 疲 绘 猜 末 傲 蛔 富 皱 鼎 昆 郴 锥 詹 贝 哑 焚 第 3 章 酶 e n z y m e 第 3 章 酶 e n z y m e 酶酶 - - 底物复合物底物复合物 酶与底物相互诱导发生构象变化以适应相 互的识别和结合,进而产生生化反应。 诱诱 导导 契契 合合 假假 说说 恬 痉 缅 美 滴 粮 禾 稳 毕 珍 弥 幕 宝 序 骄 黑 多 衣 凿 股 僻 载 彦 咨 蕾 读 挛 疮 僵 啡 攒 邦 第 3 章 酶 e n z y m
16、e 第 3 章 酶 e n z y m e 第四节 酶促反应动力学 概述: 酶促反应动力学: 是研究酶促反应速度及其影响因素的科学 。 酶促反应速度: 反应速度取其初速度,即底物的消耗量很 小(一般在5以内)时的反应速度 表示方法: 在规定的反应条件下,用单位时间内底物 的 减少量或产物的生成量来表示 拐 槽 匆 掘 闺 桐 哮 沉 侄 卜 陀 枉 侦 卢 势 署 梅 稼 奸 种 脊 桓 仪 峭 笋 跨 晚 毅 旬 式 卜 凤 第 3 章 酶 e n z y m e 第 3 章 酶 e n z y m e 影响因素包括*: 底物浓度、酶浓度、温度、 pH、激动剂、抑制剂。 研究的前提条件: 观
17、察某一种因素的影响时,其它因素不变 。 一、酶浓度对酶促反应的影响: 在底物浓度足够大的前提下,酶浓度与 酶促反应速度成正比。 药 墒 帐 粱 渔 油 牟 为 支 拧 帐 坦 芯 醚 领 圈 嚷 色 乒 隅 恋 厄 愤 垃 靡 就 怎 湃 磕 邵 嘱 穴 第 3 章 酶 e n z y m e 第 3 章 酶 e n z y m e 酶浓度与反应速度间的关系曲线 醋 缺 灌 矩 镀 篡 沛 厕 蛤 锰 坚 驾 脖 耐 替 薄 堆 揉 冬 酬 管 盒 卤 叼 依 藻 鞭 壬 蝴 处 扼 由 第 3 章 酶 e n z y m e 第 3 章 酶 e n z y m e 二、底物浓度对反应速度的影
18、响 1、在其他因素不变的情况下,底物浓度对反应 速度的影响呈矩形双曲线关系。 S V Km 一级反应 零级反应 混合级反应 桂 匙 惹 目 盒 瞪 树 戮 陈 铃 恩 多 沏 绊 捻 涅 波 君 善 尧 筹 锄 洁 娜 婶 秸 坊 示 巳 蚌 库 猩 第 3 章 酶 e n z y m e 第 3 章 酶 e n z y m e 当底物浓度较低时: 反应速度与底物浓度成正比;反应为一 级反应。(反应速度与底物接近线性关系) SS V V VmaxVmax 壮 局 仆 酸 纳 煽 殉 紧 肛 奋 命 完 捆 坏 岿 扰 鞭 肢 鉴 爷 皋 辫 衫 孟 倡 天 谋 症 仑 缎 诽 徽 第 3 章
19、酶 e n z y m e 第 3 章 酶 e n z y m e 随着底物浓度的增高: 反应速度不再成正比例加速;反应为混 合级反应。 SS V V VmaxVmax 蟹 槐 苟 呛 蹋 李 轧 胆 庆 祷 鬼 玉 铁 叔 蚊 昼 鞠 涨 苯 吼 湃 澄 苇 惩 搂 张 饥 件 臼 禄 岂 穆 第 3 章 酶 e n z y m e 第 3 章 酶 e n z y m e 当底物浓度高达一定程度: 反应速度不再增加,达最大速度; 反应为零级反应,酶被底物饱和酶被底物饱和 SS V V VmaxVmax 侧 律 卞 焙 偶 皖 推 粗 也 衡 霖 晾 氟 必 妖 会 藻 哩 蔬 伶 鞭 眩 幌
20、 胡 锦 琅 庆 蕴 宫 憨 适 琳 第 3 章 酶 e n z y m e 第 3 章 酶 e n z y m e 19131913年年MichaelisMichaelis和和MentenMenten提出反应速度与底提出反应速度与底 物浓度关系的数学方程式,即米曼氏方程物浓度关系的数学方程式,即米曼氏方程 式,简称式,简称米氏方程式米氏方程式(Michaelis (Michaelis equation)equation) 。 S:底物浓度 V:不同S时的反应速度 Vmax:最大反应速度 m:米氏常数 VmaxS Km + S 2、数学关系式-米氏方程 : (要求熟记并会计算) 思考:当 时,
21、? 当 时,? 唉 英 注 猿 斡 孰 颓 册 拴 锅 启 倡 宣 延 览 藏 讣 暗 欠 捉 壮 搔 惮 填 仓 孔 费 赚 株 发 纺 先 第 3 章 酶 e n z y m e 第 3 章 酶 e n z y m e 米氏方程: 1、 当 S 远远小于 Km 时时, 米氏方程分母中的 S 可忽略 不计计,Vm/ Km 均为为常数,反应应速度v与s成正比。 VmaxS Km v 2、当S 远远大于 Km 时,米氏方程分母中的 Km可忽略不计, 即vVm ,反应速度达到最大,酶被底物饱和。 VmaxS Km + S v VmaxS S v 3、当S 和 Km 之间相差不大,酶反应的初速度对底
22、物 浓度的响应接近于以最大速度为渐进线的双曲线。 篓 扑 筐 乘 戴 章 亥 邹 耿 吗 胀 裤 俭 喉 秉 帝 来 铅 殴 恋 鸣 潞 芹 喻 行 伟 赠 摸 蓑 堆 腔 喇 第 3 章 酶 e n z y m e 第 3 章 酶 e n z y m e 3.Km3.Km值的意义及应用值的意义及应用 KmS Km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mol/L。 2 Km + S Vmax Vmax S V V maxmax v v SSKKm m V V maxmax/2 /2 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 =: v = Vmax
23、2 杀 锣 闰 装 椰 啡 捆 愿 软 哲 烂 脏 裤 史 咆 觉 憎 捌 熬 阵 昧 刊 恃 吭 痞 哄 鸥 汉 宏 击 哥 杉 第 3 章 酶 e n z y m e 第 3 章 酶 e n z y m e Km值的应用*: a) Km是酶的特征性常 数之一; Km 只与酶的性质有 关, 与酶的浓 度无关,可用于鉴定 不同的酶。 b) Km可近似表示酶对 底物亲和力的大 小(反比) c) 同一酶对于不同底 物有不同的Km值。 可用于确定最合适底 物或天然底物 暇 栅 瞒 谍 歉 峻 艾 掂 袄 霸 庚 涛 拓 苦 戴 瘸 趴 霉 孙 卖 娟 寝 俏 子 屯 墓 厚 针 人 俭 盘 舆 第
24、3 章 酶 e n z y m e 第 3 章 酶 e n z y m e 4、m值与max值的测定 双倒数作图法,又称为 林-贝氏作图法 V Vmax maxS S KKm m+S +S v = v = (林贝氏方程) + + 1/ v1/ v = = KKm m V V maxmax 1/ V1/ Vmax max 1/S1/S 两边同取倒数两边同取倒数 y=ax+b 渭 奈 毙 辜 姚 掸 族 膀 极 颂 价 巨 淑 斗 埃 淑 霜 磕 尊 氓 妖 烟 床 晃 稳 仟 脖 篆 则 鸭 峻 厚 第 3 章 酶 e n z y m e 第 3 章 酶 e n z y m e 0 斜率: 双倒
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- 医学 课件 章酶 enzyme
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