酶的分子结构与功能.ppt

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1、酶的分子结构与临床有些疾病的发病机理直接或间接和酶的异常或酶活性受到抑制相关。络氨酸酶-----白化病许多疾病也可引起酶的异常，这种异常又使病情加重。酶的质、量与活性的异常均可引起某些疾病酶的不同形式单体酶(monomericenzyme)：仅具有三级结构的酶。寡聚酶(oligomericenzyme)：由多个相同或不同亚基以非共价键连接组成的酶。多酶体系(multienzymesystem)：由几种不同功能的酶彼此聚合形成的多酶复合物。多功能酶(multifunctionalenzyme)或串联酶(tandemenzyme)：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

2、功能存在于一条多肽链中，这类酶称为多功能酶。酶的分子组成中常含有辅助因子单纯酶(simpleenzyme)结合酶(conjugatedenzyme)蛋白质部分：酶蛋白(apoenzyme)酶蛋白决定反应的特异性辅助因子辅助因子决定反应的种类与性质金属离子小分子有机化合物全酶(holoenzyme)小分子有机化合物是一些化学稳定的小分子物质，称为辅酶(coenzyme)。主要作用是参与酶的催化过程，在反应中传递电子、质子或一些基团。小分子有机化合物的分子结构中常含有维生素或维生素类物质。激素代谢障碍或维生素类物质缺乏可引起某些酶的异常。金属离子是最多见的辅助因子1）参与催化反应，

3、传递电子；2）在酶与底物间起桥梁作用；3）稳定酶的构象；4）中和阴离子，降低反应的静电斥力等酶的工作原理酶与一般催化剂的共同点：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。同工酶同工酶(isoenzyme)是指催化相同的化学反应，而酶蛋白的分子结构理化性质乃至免疫学性质不同的一组酶。同工酶是由不同基因编码的多肽链，或由同一基因转录生成的不同mRNA所翻译的不同多肽链组成的蛋白质。同工酶存在于同一种属或同一个体的不同组织或同一细胞的不同亚细胞结构中，它使不同的组织、器官和不同的亚细胞结构具有不同的代谢特征。这为同工酶用来诊

4、断不同器官的疾病提供了理论依据。（一）酶促反应具有极高的效率（二）酶促反应具有高度的特异性绝对特异性(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。如脲酶仅催化尿素水解。相对特异性(relativespecificity)：作用于一类化合物或一种化学键。如磷酸酶水解磷酸酯键。立体结构特异性(stereospecificity)：作用于立体异构体中的一种。如糖代谢酶仅作用于D-葡萄糖。（三）酶促反应的可调节性二、酶通过促进底物形成过渡态而提高反应速率（一）酶比一般催化剂更有效地降低反应活化能反应总能量改变非催化反应活

5、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诱导契合作用使酶与底物密切结合邻近效应与定向排列使诸底物正确定位于酶的活性中心表面效应使底物分子去溶剂化（二）酶-底物复合物的形成有利于底物转变成过渡态酶底物复合物E+SE+PES(过渡态)（三）酶的催化机制呈多元催化作用一般酸-碱催化作用(generalacid-basecatalysis)质子传递2.共价催化作用(covalentcatalysis)酶与底物形成瞬间共价键，然后再水解3.亲核催化作用(nucleophiliccatalysis)酶活性中心提供电子给过渡态中间物酶促反应动力学酶促

6、反应动力学：研究各种因素对酶促反应速率的影响，并加以定量的阐述。影响因素包括：酶浓度、底物浓度、pH、温度、抑制剂、激活剂等。一、底物浓度对反应速率影响的作图呈矩形双曲线二、底物足够时酶浓度对反应速率的影响呈直线关系三、温度对反应速率的影响具有双重性四、pH通过改变酶和底物分子解离状态影响反应速率五、抑制剂可逆地或不可逆地降低酶促反应速率六、激活剂可加快酶促反应速率酶的调节一、调节酶实现对酶促反应速率的快速调节（一）变构酶通过变构调节酶的活性变构调节(allostericregulation)变构效应剂(allostericeffector)变构激活剂变构抑制剂变构酶(allos

7、tericenzyme)变构部位(allostericsite)变构酶常为多个亚基构成的寡聚体，具有协同效应。变构激活变构抑制变构酶的Ｓ形曲线[S]V无变构效应剂酶的变构调节是体内代谢途径的重要快速调节方式之一。（二）酶的化学修饰调节是通过某些化学基团与酶的共价结合与分离实现的（三）酶原的激活使无活性的酶原转变成有催化活性的酶（三）酶原的激活使无活性的酶原转变成有催化活性的酶诱导作用(induction)阻遏作用(repression)（一）酶蛋白合成可被诱导或阻遏溶酶体蛋白酶降