酶分子与抑制剂.ppt

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1、第四章酶分子与抑制剂第一节酶作为催化剂的特点1、高效催化效率2、高度专一性3、条件温和4、酶易变性失活5、易调控一、酶具有高效的催化效率酶的催化效率通常比非催化反应高108～1020倍，比一般催化剂高107～1013倍。酶的催化不需要较高的反应温度。酶和一般催化剂加速反应的机理都是降低反应的活化能(activationenergy)。酶比一般催化剂更有效地降低反应的活化能。反应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

2、初态转变到活化态所需的能量。催化反应历程：一般化学反应历程：SP酶促反应历程：S+EESE+P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,特异性或专一性。*酶的特异性(specificity)二、酶具有高度的特异性根据酶对其底物结构选择的严格程度不同，酶的特异性可大致分为以下3种类型：绝对特异性(absolutespecificity)：只能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。相对特异性(relativespecificity)：

3、作用于一类化合物或一种化学键。立体结构特异性(stereospecificity)：作用于立体异构体中的一种。绝对特异性酶的相对特异性乳酸脱氢酶的立体异构特异性酶的立体异构特异性三、酶的调节性生命现象表现了它内部反应历程的有序性。这种有序性是受多方面因素调节和控制的，而酶活性的控制又是代谢调节作用的主要方式。酶活性的调节控制大概有下列9种方式：（一）酶浓度的调节酶浓度的调节主要有两种方式：诱导或抑制酶的合成；调节酶的降解。例如，在分解代谢中，β－半乳糖苷酶的合成，平时是处于被阻遏状态。当乳糖存在时，

4、抵消了阻遏作用，于是酶受乳糖的诱导而合成。乳糖操纵子(lacoperon)的结构调控区CAP结合位点启动序列操纵序列结构基因Z：β-半乳糖苷酶Y：透酶A：乙酰基转移酶ZYAOPDNAmRNA阻遏蛋白IDNAZYAOPpol没有乳糖存在时-------关闭阻遏基因mRNA阻遏蛋白有乳糖存在时IDNAZYAOPpol启动转录mRNA乳糖半乳糖β-半乳糖苷酶（二）激素的调节如乳糖合成酶有两个亚基：催化亚基和修饰亚基。催化亚基：本身不能合成乳糖，但可催化半乳糖以共价键的方式连接到蛋白质上形成糖蛋白。修饰亚基

5、和催化亚基结合后，改变了催化亚基的专一性，可以催化半乳糖和葡萄糖反应生成乳糖。修饰亚基：由激素控制。妊娠时，修饰亚基在乳腺生成。分娩时，由于激素水平急剧的变化，修饰亚基大量合成，它和催化亚基结合，大量合成乳糖。（三）共价修饰调节酶蛋白肽链上的某些基团可在另一种酶的催化下，与某些化学基团发生可逆的共价结合，引起酶分子结构改变而影响酶的活性称为共价修饰(covalentmodification)，也称为化学修饰（chemicalmodification）。常见类型磷酸化与脱磷酸化（最常见）乙酰化和脱乙酰

6、化甲基化和脱甲基化腺苷化和脱腺苷化－SH与－S－S互变酶的磷酸化与脱磷酸化-OHThrSerTyr酶蛋白H2OPi磷蛋白磷酸酶ATPADP蛋白激酶ThrSerTyr-O-PO32-酶蛋白腺苷酸环化酶（无活性）腺苷酸环化酶（有活性）ATPcAMP↑激素（胰高血糖素、肾上腺素等）+受体PKA(无活性)PKA(有活性)糖原合酶糖原合酶-P磷酸化酶b磷酸化酶a-P磷酸化酶b激酶磷酸化酶b激酶-P共价修饰酶的级联反应（四）限制性蛋白酶水解作用限制性蛋白酶水解是一种高特异性的共价修饰调节系统。细胞内合成的新生肽

7、大都以无活性的前体形式存在，一旦生理需要，才通过限制性水解作用使前体转变为具有生物活性的蛋白质或酶，从而启动和激活以下各种生理功能：酶原激活、血液凝固、补体激活等。除了参与酶活性调控外，还起着切除、修饰、加工等作用，因而具有重要的生物学意义。酶原与酶原的激活酶原(zymogen)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。酶原的激活在一定条件下，酶原向有活性酶转化的过程。酶原激活的机理酶原分子构象发生改变形成或暴露出酶的活性中心一个或几个特定的肽键断裂，水解掉一个或几个短肽在

8、特定条件下赖缬天天天天甘异赖缬天天天天缬组丝SSSS46183甘异缬组丝SSSS肠激酶胰蛋白酶活性中心胰蛋白酶原的激活过程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，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。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，发挥其催化作用。例如：消化道蛋白酶以酶原形式分泌，避免了胰腺细胞和细胞外间质的蛋白被蛋白酶水解而破坏，并保证酶在特定环境及部位发挥其催化作用。正常情况下血管内凝血酶原不被