苏州大学生命科学学院生物化学学习教案

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1、会计学1苏州大学生命科学学院苏州大学生命科学学院(xuyun)生物化学生物化学第一页，共72页。第2页/共72页第二页，共72页。第3页/共72页第三页，共72页。第4页/共72页第四页，共72页。转换底物的微摩尔数。（大多转换底物的微摩尔数。（大多数：数：1104）n3、酶催化反应具有高度专一、酶催化反应具有高度专一性性n4、酶的活性易受调节和控制、酶的活性易受调节和控制第5页/共72页第五页，共72页。（二）酶的化学组成（仅就蛋白（二）酶的化学组成（仅就蛋白(dnbi)酶）酶）（1）单纯蛋白）单纯蛋白(dnbi)（2）缀合蛋白）缀合蛋白(dnbi)： 全酶全酶=脱辅酶（酶蛋白脱辅酶（酶蛋白

2、(dnbi)） +辅因子辅因子 （一）酶的化学本质（一）酶的化学本质(bnzh)除具有催化活性的除具有催化活性的RNA酶，其它都是蛋白质；近来有报道有酶，其它都是蛋白质；近来有报道有DNA亦具有催化作用。亦具有催化作用。第6页/共72页第六页，共72页。辅基，辅基， prosthetic group辅酶辅酶(f mi)，co-enzyme共价共价(n ji)结合结合非共价结合非共价结合酶蛋白与底物结合，决定酶催化的专一性酶蛋白与底物结合，决定酶催化的专一性第7页/共72页第七页，共72页。第8页/共72页第八页，共72页。第9页/共72页第九页，共72页。n + + - -酮戊二酸酮戊二酸 +

3、 + 丙氨酸丙氨酸第10页/共72页第十页，共72页。4. lyase 4. lyase 裂合酶裂合酶类类5. isomerase 5. isomerase 异构酶异构酶类类6. ligase/synthetase 6. ligase/synthetase 连接酶连接酶（合成酶）类（合成酶）类第11页/共72页第十一页，共72页。(1) (1) 氧化氧化(ynghu)(ynghu)还原酶还原酶 OxidoreductaseOxidoreductaseCH3CHCOOHOHNAD+H+CH3CCOOHONADH第12页/共72页第十二页，共72页。(2) (2) 转移酶转移酶 Transfera

4、seTransferaseCH3CHCOOHNH2HOOCCH2CH2CCOOHOHOOCCH2CH2CHCOOHNH2CH3CCOOHO第13页/共72页第十三页，共72页。(3) (3) 水解酶水解酶 hydrolasehydrolaseH2OCOOCH2CH3RRCOOHCH3CH2OH第14页/共72页第十四页，共72页。(4) (4) 裂合酶裂合酶 LyaseLyaseHOOCCH=CHCOOHH2OHOOCCH2CHCOOHOH第15页/共72页第十五页，共72页。(5) (5) 异构酶异构酶 IsomeraseIsomeraseOCH2OHOHOHOHOHOCH2OHCH2OHO

5、HOHOH第16页/共72页第十六页，共72页。酰乙酸酰乙酸(6) (6) 连接酶连接酶 Ligase or SynthetaseLigase or Synthetase第17页/共72页第十七页，共72页。第18页/共72页第十八页，共72页。第19页/共72页第十九页，共72页。( (二二) ) 酶作用酶作用(zuyng)(zuyng)专一性的专一性的机制机制 第20页/共72页第二十页，共72页。第21页/共72页第二十一页，共72页。第22页/共72页第二十二页，共72页。第23页/共72页第二十三页，共72页。n（2）比活力）比活力=总活力（总活力（U）/总蛋白（总蛋白（mg）n（3

6、）纯化倍数）纯化倍数=每次比活力每次比活力/第一次比活力第一次比活力n（4）回收率）回收率=每次总活力每次总活力/第第一次总活力一次总活力第24页/共72页第二十四页，共72页。酶的活力酶的活力(hul)单单位位:1 Kat定义为定义为mol/ sec 的酶的酶 酶的分离酶的分离(fnl)纯化过纯化过程中一定要随程中一定要随时追踪酶的活时追踪酶的活性性比活比活:specific activity酶单位酶单位(dnwi)数数(U)/mg 蛋白质蛋白质第25页/共72页第二十五页，共72页。第26页/共72页第二十六页，共72页。第27页/共72页第二十七页，共72页。第28页/共72页第二十八页

7、，共72页。(hchng)自然界不曾有自然界不曾有的酶。的酶。第29页/共72页第二十九页，共72页。第30页/共72页第三十页，共72页。一、底物浓度对酶促反应速度一、底物浓度对酶促反应速度(fn yng s d)(fn yng s d)的影响的影响酶催化的反应(fnyng)速率变化现象第31页/共72页第三十一页，共72页。第32页/共72页第三十二页，共72页。Vmax SKs+ S根据实验根据实验(shyn)数数据推导据推导S + E ES E + P（二）酶促反应的动力学方程（二）酶促反应的动力学方程第33页/共72页第三十三页，共72页。Briggs & Haldane提出稳态理论

8、，对米氏方程修正：提出稳态理论，对米氏方程修正： E + S ES P + E反应分上述反应分上述(shngsh)两步进行，均可逆；两步进行，均可逆；反应进行一段进间后，复合物反应进行一段进间后，复合物ES生成速率生成速率与分解速率相等，浓度保持不变，这种反与分解速率相等，浓度保持不变，这种反应状态称为稳态。应状态称为稳态。k1k2k3k4第34页/共72页第三十四页，共72页。S + E ES E + PS: substanceP: productE: enzyme虚线(xxin)之间为稳态第35页/共72页第三十五页，共72页。k1k2k3k4=*反应初速度阶段，产物反应初速度阶段，产物(

9、chnw)浓度很低，浓度很低，K4这一步忽略不计。这一步忽略不计。第36页/共72页第三十六页，共72页。第37页/共72页第三十七页，共72页。V=Vmax SKm + SnKm Km 即为米氏常数即为米氏常数(chngsh)(chngsh)，nVmaxVmax为最大反应速度为最大反应速度n当反应速度当反应速度(sd)(sd)等于最大等于最大速度速度(sd)(sd)一半时一半时, ,即即V = 1/2 V = 1/2 Vmax, Km = S Vmax, Km = S n米氏常数物理意义：反应速米氏常数物理意义：反应速度度(sd)(sd)为最大值的一半时的为最大值的一半时的底物浓度。底物浓度

10、。n因此因此, ,米氏常数的单位为米氏常数的单位为mol/Lmol/L。第38页/共72页第三十八页，共72页。和程度大和程度大; 1/Km; 1/Km值小表示亲值小表示亲和程度低。和程度低。 （条件：（条件：k3k2k3k2）第39页/共72页第三十九页，共72页。或同一种酶催化不同底物的催或同一种酶催化不同底物的催化效率。化效率。第40页/共72页第四十页，共72页。1/v = Km/Vmax 1/S + 1/Vmax V=Vmax SKm + S第41页/共72页第四十一页，共72页。第42页/共72页第四十二页，共72页。第43页/共72页第四十三页，共72页。第44页/共72页第四十

11、四页，共72页。第45页/共72页第四十五页，共72页。抑制剂而恢复酶的抑制剂而恢复酶的活性。活性。第46页/共72页第四十六页，共72页。第47页/共72页第四十七页，共72页。第48页/共72页第四十八页，共72页。第49页/共72页第四十九页，共72页。第50页/共72页第五十页，共72页。非非竞竞争争性性抑抑制制(y(yzzhh) )第51页/共72页第五十一页，共72页。第52页/共72页第五十二页，共72页。 E + S ES E + P +I Ki ESI Ki=E*I/EI, Eo=E + EI +ESEo=E + ESI + ES第53页/共72页第五十三页，共72页。第54

12、页/共72页第五十四页，共72页。第55页/共72页第五十五页，共72页。I竞争性抑制竞争性抑制(yzh)反竞争性抑反竞争性抑制制(yzh)非竞争性抑非竞争性抑制制(yzh)第56页/共72页第五十六页，共72页。1、不可逆抑制剂、不可逆抑制剂（1）非专一性不可逆抑制剂：）非专一性不可逆抑制剂： 作用于酶的一类或几类基团，作用后引起酶失活。作用于酶的一类或几类基团，作用后引起酶失活。（ 2 ）专一性不可逆抑制剂）专一性不可逆抑制剂 作用于某一种酶活必部位作用于某一种酶活必部位(bwi)的必需基团，的必需基团， 作用后引起酶失活。作用后引起酶失活。2、可逆抑制剂、可逆抑制剂 最重要和最常见的是竞

13、争性抑制剂。最重要和最常见的是竞争性抑制剂。第57页/共72页第五十七页，共72页。（1）有机）有机(yuj)磷化合物：能抑制某些蛋白酶及酯酶活磷化合物：能抑制某些蛋白酶及酯酶活力，与酶分子活性部位的丝氨酸共价结合，抑制胆碱酯力，与酶分子活性部位的丝氨酸共价结合，抑制胆碱酯酶活力。常见：酶活力。常见：DFP、敌敌畏、敌百虫、对硫磷等。、敌敌畏、敌百虫、对硫磷等。（2）有机）有机(yuj)汞、有机汞、有机(yuj)砷化合物：与酶分子中砷化合物：与酶分子中半胱氨酸残基结合，抑制含巯基的酶。半胱氨酸残基结合，抑制含巯基的酶。（3）重金属盐）重金属盐（4）烷化试剂：含活泼的卤素原子与酶作用。）烷化试剂

14、：含活泼的卤素原子与酶作用。（5）氰化物、硫化物和）氰化物、硫化物和CO：能与酶：能与酶 中金属离子形成较中金属离子形成较为稳定的化合物，抑制酶活性。为稳定的化合物，抑制酶活性。（6）青霉素；与糖肽转肽酶活性部位丝氨酸羟基结合，）青霉素；与糖肽转肽酶活性部位丝氨酸羟基结合，使酶失活。使酶失活。第58页/共72页第五十八页，共72页。（1）Ks型不可逆抑制剂：具有底物类似的结构，型不可逆抑制剂：具有底物类似的结构，可和酶结合，同时带的一个活泼可和酶结合，同时带的一个活泼(hu po)的化学基的化学基团，能与酶分子中必需基团反应进行化学修饰，抑团，能与酶分子中必需基团反应进行化学修饰，抑制酶活性。

15、制酶活性。（2）kcat型不可逆抑制剂：不但具有天然底物的型不可逆抑制剂：不但具有天然底物的类似结构，且本身是酶的底物，能与酶结合发生类类似结构，且本身是酶的底物，能与酶结合发生类似于底物的变化，还有一个潜伏反应基团，当酶对似于底物的变化，还有一个潜伏反应基团，当酶对它进行催化时，该反应基团暴露，作用于酶的必需它进行催化时，该反应基团暴露，作用于酶的必需基团或酶的辅基，使酶不可逆失活，又称为自杀性基团或酶的辅基，使酶不可逆失活，又称为自杀性底物。底物。第59页/共72页第五十九页，共72页。最常见的是竞争性抑制剂。最常见的是竞争性抑制剂。（1）对氨基苯磺酰胺：是对氨基苯甲酸的竞争）对氨基苯磺酰

16、胺：是对氨基苯甲酸的竞争性类似物。抑制二氢叶酸合成酶的对对氨基苯甲性类似物。抑制二氢叶酸合成酶的对对氨基苯甲酸的催化合成二氢叶酸的活性。酸的催化合成二氢叶酸的活性。（2）过渡态底物类似物：与过渡态底物相似，）过渡态底物类似物：与过渡态底物相似，能障小，与酶结合容易。其与酶结合能力能障小，与酶结合容易。其与酶结合能力(nngl)远大于底物与酶的结合。从而起抑制作远大于底物与酶的结合。从而起抑制作用。用。第60页/共72页第六十页，共72页。第61页/共72页第六十一页，共72页。第62页/共72页第六十二页，共72页。如何解释如何解释(jish)酶活性与酶活性与pH的变化关系，假如其最大活的变化

17、关系，假如其最大活性在性在pH=4或或pH=11时，酶活性可能涉及那些氨基酸侧链时，酶活性可能涉及那些氨基酸侧链？ 解答：解答：(1)过酸、过碱影响酶蛋白的构象，甚至使酶变性过酸、过碱影响酶蛋白的构象，甚至使酶变性失活。失活。(2)pH改变不剧烈时，影响底物分子的解离状态和酶分子改变不剧烈时，影响底物分子的解离状态和酶分子的解离状态，从而影响酶对底物的结合与催化。的解离状态，从而影响酶对底物的结合与催化。(3)pH影响酶分子中另一些基团的解离，这些基团的解离影响酶分子中另一些基团的解离，这些基团的解离状态与酶的专一性及酶分子的活性中心构象有关。状态与酶的专一性及酶分子的活性中心构象有关。如果酶

18、的最大活性在如果酶的最大活性在pH=4时，可能涉及酸性氨基酸：天时，可能涉及酸性氨基酸：天冬氨酸、谷氨酸；冬氨酸、谷氨酸；如果酶的最大活性在如果酶的最大活性在pH=11时，可能涉及碱性氨基酸：时，可能涉及碱性氨基酸：赖氨酸、组氨酸和精氨酸。赖氨酸、组氨酸和精氨酸。 第63页/共72页第六十三页，共72页。第64页/共72页第六十四页，共72页。第65页/共72页第六十五页，共72页。第66页/共72页第六十六页，共72页。第67页/共72页第六十七页，共72页。第68页/共72页第六十八页，共72页。第69页/共72页第六十九页，共72页。第70页/共72页第七十页，共72页。第71页/共72页第七十一页，共72页。感谢您的观看感谢您的观看(gunkn)！第72页/共72页第七十二页，共72页。