酶的作用机制和酶的调节
酶的作用机制和酶的调节
重点综述
1. 酶作用机制：有专一性机理(锁与钥匙学说和诱导契和假说)和高效性的机理，以后者出现偏多，而且考查的题型上也是多样化(填写、选择、判断、问答等)。
（1)酶作用机理的两种学说，可以只作一般性的了解。
(2)酶作用高效性的机理要重点掌握。体现在以下5个方面：①靠近与定向；②变形与扭曲；③共价催化；④酸碱催化；⑤酶活性部位的低介电区。
在这一部分中，还要了解某些酶的作用原理：
①溶菌酶：活性部位有Clu3，和ASP52典型的酸碱催化。
②胰凝乳蛋白酶：活性部位有ASPl02、His57和Serl95组成的电荷拉力网。
③羧肽酶A：含金属离子zn2＋的酶。
2. 酶的调节：酶调节的类型(共价调节，化学修饰，酶原激活，酶含量在分子水平的调节)。
几个概念也很重要：别构酶，调节酶等。
（一）名词解释
1.变构酶（allosteric enzyme）；2．同工酶（isozyme）；3．活性中心（active center）；4. 酶原的激活（activation of zymogen）； 5. 别构效应（allosteric effect）； 6. 正协同效应（positive cooperative effect）
（二）选择题（在备选答案中选出1个或多个正确答案）
1. 酶原激活的实质是
A. 激活剂与酶结合使酶激活
B. 酶蛋白的变构效应
C. 酶原分子一级结构发生改变从而形成或暴露出酶的活性中心
D. 酶原分子的空间构象发生了变化而一级结构不变
E. 以上都不对
2. 同工酶的特点是
A. 催化相同的反应，但分子结构和理化性质不同的一类酶
B. 催化相同反应，分子组成相同，但辅酶不同的一类酶
C. 催化同一底物起不同反应的酶的总称
D. 多酶体系中酶组分的统称
E. 催化作用，分子组成及理化性质相同，但组织分布不同的酶
3. 乳酸脱氢酶（LDH）是一个由两种不同的亚基组成的四聚体。假定这些亚基随机结合成四聚体，这种酶有多少种同工酶？
A. 两种
B. 三种
C. 四种
D. 五种
E. 六种
4．下列关于酶活性中心的叙述哪些是正确的
A.是由一条多肽链中若干相邻的氨基酸残基以线状排列而成
B．对于整个酶分子来说，只是酶的一小部分
C．仅通过共价键与作用物结合
D．多具三维结构
5．已知两种酶互为同工酶：
A.它们的Km值一定相同B．它们催化的化学反应相同
C．它们的分子结构一定相同D．它们的等电点相同
E．它们的辅基一定相同
6．在羧肽酶A的活性部位存在一个紧密结合的Zn2＋离子，这个Zn2＋离子的作用是
A.诱导酶的构象变化B．共价催化
C．提供低介电区
D．使底物敏感键产生电子张力
E.直接催化底物转变为底物
7．构成胰凝乳蛋白酶活性中心的电荷中继网，有三个氨基酸残基组成，他们是A．His，Arg，Glu B．His，Ser，Asp
C．Arg，Ser，Asp n Asp，Glu，Ser
8．V—[S]曲线可以用来描述酶的动力学特性，在下列几种酶中，V一[S]曲线为双曲线的酶是①，V一[S]曲线可以为S形曲线的酶是②。
A．同工酶B．变构酶
C米氏酶D．丙酮酸脱氢酶系
答案：①C ②B。
9．下列关于变构酶的叙述中，错误的是
丸含有多个亚基
B．在变构酶激活情况下，V一[S]曲线为S形
C．变构酶的活性中心与调节中心都位于同一亚基上
D．调节物可以底物或其他代谢物
10．酶高效催化反应的有关因素包括：①、②、③、④和活性中心的低介电环境。11．酶的活性中心多为一凹穴，穴内的介电常数往往偏①，其作用是②。这种结构特征是由蛋白质分子在③级结构层次上形成的，主要由④和⑤两种作用力来维持。
12．酶原是指①，酶原激活是指②的过程。
13．在酶的催化机理中，侧链基团既是一个很强的亲核基团，又是一个很有效的广义酸碱基团的残基是
14．(判断题)酶原激活作用是不可逆的。
（三）分析和计算题
1．简述酶具有高催化效率的因素。
2．举例说明别构效应的生物学意义。
3．为什么His常被选择作为酶分子中的活性中心的构成成分，而并不作为蛋白质的一般结构成分。
4．举例说明酶活性调节的几种主要方式。
酶高效催化的因素
酶高效催化的因素 一、靠近和定向效应 化学反应的速度与反应物的浓度呈正比。“靠近”（邻近 proximity）是指酶的活性中心与底物靠近，对于双分子反应来说也包括酶活性部位与两底物分子之间的邻近。定向（orientation）是指互相靠近的底物分子之间以及底物分子与酶活性部位的功能基团之间正确的立体化学排列。这样就大大提高了酶活性中心局部区域的底物浓度。研究表明，在生理条件下，底物浓度一般很低（0.001mol / L），而在酶活性部位测得底物浓度达100mol / L，比溶液中高出十万倍。同时，专一性底物与酶分子靠近并与之结合时，酶分子构象发生一定变化，而导致其催化基团与结合基团正确排列与定位，为反应基团分子轨道杂交提供了良好的条件，使底物进入到过度态的熵变负值减小，反应的活化能降低，从而大大提高了反应速率。据估计靠近和定向效应约可使反应速度增加108 倍。 二、底物分子的形变与诱导契合 所有化学键均由电子形成，电子的迁移会引起这些键的重排和断裂。X-射线分析证明，酶与底物结合并进行反应时，在底物诱导酶活性中心的构象发生改变的同时，酶也可诱导底物分子构象发生变化，促使底物分子中的敏感键发生“形变”，产生“电子张力“，以上变化有利于形成一个互相契合的酶-底物复合物，进一步形成过度态，大大增加酶促反应的速率。 三、酸碱催化 质子供体（酸）和质子受体（碱）形成的广义酸碱催化（general acid-base catalyst）在生物化学的反应中普遍存在。酶分子中存在许多酸性和碱性基团，它们可作为质子供体和质子受体，在特定的pH 条件下起到广义酸碱催化作用。如氨基、羧基、巯基、酚羟基和咪唑基。特别是咪唑基，既是一个很强的亲核基团（电子对供体），又是一个有效的酸碱催化基团。咪唑基的解离常数约为6.0 ，在接近生物体液的pH条件下，有一半以酸的形式存在，另一半以碱的形式存在。即咪唑基既可作为质子供体，也可作为质子受体在酶促反应中发挥作用，并且供出质子和接受质子的速度十分迅速（半寿期小于10-3秒），因此，咪唑基是最有效的、最活泼的催化基团。 四、共价催化 某些酶可以与底物形成一个反应活性很高的不稳定共价中间物，此共价中间物很容易变成过度态，因而大大降低反应的活化能，致使底物能越过较低能阈形成产物。共价催化最一般的形式是催化剂的亲核基团对底物的亲电子碳原子进行攻击，形成共价中间物。酶蛋白中有三种主要亲核基团，Ser的羟基、Cys的巯基和His的咪唑基。 五、酶活性中心是低介电区域 酶活性中心穴内是相对疏水环境。酶的催化基团被低介电环境所包围，因此，底物分子的敏感键和酶的催化基团之间有很大的反应力。 来源：生命经纬
第10章 酶的作用机制和酶的调节
第10章酶的作用机制和酶的调节 教学目的：掌握酶的活性部位结构与功能、酶活性的别构调节、酶原激活，了解酶高效性原因 教学重点：酶活性部位的结构与功能及酶的活性的别构调节 教学难点：酶活性的别构调节 教学方法：多媒体 教学内容： 一、酶的活性部位及确定方法 （一）酶活性部位概念及特点 1、酶的活性中心(活性部位):指酶分子中的表面有一个必需基团比较集中、并构成一定空间结构的微小区域。酶活性中心的基团,按其功能可分为结合基团和催化基团。 活性中心的基团都是维持酶活性的必需基团， 2、酶活性部位的共同点： （1）酶活性部位仅占酶体积的很小一部分，通常只占整个酶分子体积的1~2%，酶分子是大分子物质，由很多氨基酸构成，而活性部位仅由几个氨基酸残基组成 催化部位一般由2~3个氨基酸残基组成。 结合部位氨基酸残基数目，不同的酶有所不同。可能是一个，也可能是多个。 （2）酶的活性部位具有三维结构，构成酶活性中心的基团，可位于同一条肽链上，也可位于不同的肽链上，在一级结构上可能相距甚远，但在空间结构上位置必须相互靠近；酶的空间结构受物理或化学因素影响时，酶的活性部位可能会遭破坏，酶会失活。（3）活性中心的结合基团与底物专一性结合，这需要活性部位的基团精确排列。活性部位具有一定的柔韧性,活性部位的结构并不是与底物的结构正好互补。 在酶与底物结合过程中，酶活性中心的构象在底物的诱导下可发生形变，然后嵌合互补形成中间产物，而底物在酶活性中心的诱导下也可发生形变，变的易与酶结合，有时是两者的构象同时发生变化后才互补契合（诱导契合学说）。 （4）酶活性部位位于酶分子表面的一个裂缝内，底物分子或底物分子的一部分结合到裂缝中，裂缝内的非极性基团较多，形成一个疏水环境，提高与底物的结合能力，也有极性的氨基酸残基，以便与底物结合并催化底物发生反应。 （5）底物通过较弱的次级键与酶结合。 组成酶活性中心的氨基酸残基，常见的有：组氨酸、赖氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、丝氨酸、半胱氨酸和酪氨酸 3、研究酶活性部位的方法 （1）共价修饰 （2）亲和标记法 （3）切除法 （4）X射线晶体结构分析法 二、酶促反应机制 （一）基元催化的分子机制：酶的催化作用包括若干基元催化。 1、酸碱催化 2、共价催化 3、金属离子催化 （二）酶具有高催化能力的原因 1、底物与酶的邻近效应与定向效应 2 、底物分子中的敏感键发生“张力”与“形变”
10第十章 酶的作用机制和酶的调节
第十章酶的作用机制和酶的调节 目的和要求：理解、掌握酶活性部位的相关概念和特点；掌握酶催化高效性的相关机理；了解几种酶的催化机制，理解结构和功能的适应性；了解酶活性的调节方式，掌握酶活性的别构调节、可逆共价调节和酶原激活调节方式及生物代谢中的作用。 一、酶的活性部位 ㈠酶的活性部位的特点 1、概念：三维结构上比较接近的少数特异的氨基酸残基参与底物的结合与催化作用，这一与酶活力直 接相关的区域称酶的活性部位。 结合部位：专一性 催化部位：催化能力，对需要辅酶的酶分子，辅酶或其一部分就是活性中心的组成部分；组成酶活性部位的氨基酸数目对不同酶而言存在差异，占整个酶氨基酸残基小部分 酶活性部位的基团：亲核性基团，丝氨酸的羟基，半胱氨酸的巯基和组氨酸的咪唑基。酸碱性基团：天冬氨酸和谷氨酸的羧基，赖氨酸的氨基，酪氨酸的酚羟基，组氨酸的咪唑基和半胱氨酸的巯基等。 2、特点 ⑴活性部位在酶分子的总体中只占相当小的部分（1%～2%） ⑵酶的活性部位是一个三维实体 ⑶酶的活性部位并不是和底物的形状互补的 ⑷酶的活性部位是位于酶分子表面的一个裂隙内 ⑸底物通过次级键结合到酶上 ⑹酶活性部位具有柔性 ㈡研究酶活性部位的方法 1、酶分子基团的侧链化学修饰 ⑴非特异性共价修饰：活力丧失程度与修饰剂浓度有正比关系；底物或可逆的抑制剂可保护共价修饰 剂的修饰作用。 ⑵特异性共价修饰：分离标记肽段，可判断活性部位的氨基酸残基，如二异丙基氟磷酸（DFP）专一 性与胰凝乳蛋白酶活性部位丝氨酸残基的羟基结合。 ⑶亲和标记：利用底物类似物和酶活性部位的特殊亲和力将酶加以修饰标记来研究酶活性部位的方法。 修饰剂的特点：①结构与底物类似，能专一性引入到酶活性部位；②具活泼化学基团，能与活性部位某一氨基酸共价结合，相应的试剂称“活性部位指示剂”。 胰凝乳蛋白酶和胰蛋白酶，TPE是酶的底物，TPCK是酶的亲和试剂，当酶与TPCK温浴后，酶活性丧失，这种结合具有空间结构的需求，同时也阻止其他试剂如DFP结合。对酶活性中心的组氨酸咪唑环进行修饰。 ⑷自杀性底物标记：底物与酶结合并被催化所生成的产物可以与活性部位的基团专一性结合从而抑制 酶的催化活性。 2、动力学参数测定法：通过动力学方法求得相关参数，作出相应判断。 3、X-射线晶体衍射法：如溶菌酶和胰蛋白酶活性中心的测定
影响酶活性的因素
影响酶活性的因素 a.温度： 温度（temperature）对酶促反应速度的影响很大，表现为双重作用：（1）与非酶的化学反应相同，当温度升高，活化分子数增多，酶促反应速度加快，对许多酶来说，温度系数（temperature coefficient）Q10多为1～2，也就是说每增高反应温度10℃，酶反应速度增加1～2倍。（2）由于酶是蛋白质，随着温度升高而使酶逐步变性，即通过酶活力的减少而降低酶的反应速度。以温度（T）为横坐标，酶促反应速度（V）为纵坐标作图,所得曲线为稍有倾斜的钟罩形。曲线顶峰处对应的温度，称为最适温度（optimum temperature）。最适温度是上述温度对酶反应的双重影响的结果，在低于最适温度时，前一种效应为主，在高于最适温度时，后一种效应为主，因而酶活性迅速丧失，反应速度很快下降。动物体内的酶最适温度一般在35～45℃，植物体内的酶最适温度为40～55℃。大部分酶在60℃以上即变性失活，少数酶能耐受较高的温度，如细菌淀粉酶在93℃下活力最高，又如牛胰核糖核酸酶加热到100℃仍不失活。 最适温度不是酶的特征性常数，它不是一个固定值，与酶作用时间的长短有关，酶可以在短时间内耐受较高的温度，然而当酶反应时间较长时，最适温度向温度降低的方向移动。因此，严格地讲，仅仅在酶反应时间已经规定了的情况下，才有最适温度。在实际应用中，将根据酶促反应作用时间的长短，选定不同的最适温度。如果反应时间比较短暂，反应温度可选定的略高一些，这样，反应可迅速完成；若反应进行的时间很长，反应温度就要略低一点，低温下，酶可长时间发挥作用。 各种酶在最适温度范围内，酶活性最强，酶促反应速度最大。在适宜的温度范围内，温度每升高10℃，酶促反应速度可以相应提高1～2倍。不同生物体内酶的最适温度不同。如，动物组织中各种酶的最适温度为37～40℃；微生物体内各种酶的最适温度为25～60℃，但也有例外，如黑曲糖化酶的最适温度为62～64℃；巨大芽孢杆菌、短乳酸杆菌、产气杆菌等体内的葡萄糖异构酶的最适温度为80℃；枯草杆菌的液化型淀粉酶的最适温度为85～94℃。可见，一些芽孢杆菌的酶的热稳定性较高。过高或过低的温度都会降低酶的催化效率，即降低酶促反应速度。 最适温度在60℃以下的酶，当温度达到60～80℃时，大部分酶被破坏，发生不可逆变性；当温度接近100℃时，酶的催化作用完全丧失。 一般而言，温度越高化学反应越快，但酶是蛋白质，若温度过高会发生变性而失去活性，因而酶促反应一般是随着温度升高反应加快，直至某一温度活性达到最大，超过这一最适温度，由于酶的变性，反应速度会迅速降低。 热对酶活性的影响对食品很重要，如，绿茶是通过把新鲜茶叶热蒸处理而得，经过热处理，使酚酶、脂氧化酶、抗坏血酸氧化酶等失活，以阻止儿茶酚的氧化来保持绿色。红茶的情况正相反，是利用这些酶进行发酵来制备的。
酶作用机理和调节【生物化学】
酶作用机理和调节 一、选择题 ⒈关于酶活性中心的描述，哪一项正确？（） A、所有的酶都有活性中心； B、所有酶的活性中心都含有辅酶； C、酶的必须基团都位于酶的活性中心内； D、所有的抑制剂都是由于作用于酶的活性中心； E、所有酶的活性中心都含有金属离子 ⒉酶分子中使底物转变为产物的基团是指：（） A、结合基团； B、催化基团； C、疏水基团； D、酸性基团； E、碱性基团
⒊酶原的激活是由于：（） A、氢键断裂，改变酶分子构象； B、酶蛋白和辅助因子结合； C、酶蛋白进行化学修饰； D、亚基解聚或亚基聚合； E、切割肽键，酶分子构象改变 ⒋同工酶是指（） A、辅酶相同的酶； B、活性中心的必需基团相同的酶； C、功能相同而分子结构不同的酶； D、功能和性质都相同的酶； E、功能不同而酶分子结构相似的酶 ⒌有关别构酶的结构特点，哪一项不正确？（） A、有多个亚基； B、有与底物结合的部位； C、有与调节物结合的部位； D、催化部位和别
构部位都位于同一亚基上；E、催化部位与别构部位既可以处于同一亚基也可以处于不同亚基上。 ⒍属于酶的可逆性共价修饰，哪项是正确的？ A、别构调节； B、竞争性抑制； C、酶原激活； D、酶蛋白和辅基结合； E、酶的丝氨酸羟基磷酸化 ⒎溶菌酶在催化反应时，下列因素中除哪个外，均与酶的高效率有关？（） A、底物形变； B、广义酸碱共同催化； C、临近效应与轨道定向； D、共价催化； E、无法确定 ⒏对具有正协同效应的酶，其反应速度为最大反应速度0.9时底物浓度（[S]0.9）与最大反应
旗开得胜速度为0.1时的底物浓度（[S]0.1）二者的比值[S]0.9/[S]0.1应该为（） A、＞81； B、=81； C、＜81； D、无法确定 ⒐以Hill系数判断，则具负协同效应的别构酶（） A、n＞1； B、n=1； C、n＜1； D、n≥1； E、n≤1
酶的作用机制和酶的调节
酶的作用机制和酶的调节 重点综述 1. 酶作用机制：有专一性机理(锁与钥匙学说和诱导契和假说)和高效性的机理，以后者出现偏多，而且考查的题型上也是多样化(填写、选择、判断、问答等)。 （1)酶作用机理的两种学说，可以只作一般性的了解。 (2)酶作用高效性的机理要重点掌握。体现在以下5个方面：①靠近与定向；②变形与扭曲；③共价催化；④酸碱催化；⑤酶活性部位的低介电区。 在这一部分中，还要了解某些酶的作用原理： ①溶菌酶：活性部位有Clu3，和ASP52典型的酸碱催化。 ②胰凝乳蛋白酶：活性部位有ASPl02、His57和Serl95组成的电荷拉力网。 ③羧肽酶A：含金属离子zn2＋的酶。 2. 酶的调节：酶调节的类型(共价调节，化学修饰，酶原激活，酶含量在分子水平的调节)。 几个概念也很重要：别构酶，调节酶等。 （一）名词解释 1.变构酶（allosteric enzyme）；2．同工酶（isozyme）；3．活性中心（active center）；4. 酶原的激活（activation of zymogen）； 5. 别构效应（allosteric effect）； 6. 正协同效应（positive cooperative effect） （二）选择题（在备选答案中选出1个或多个正确答案） 1. 酶原激活的实质是 A. 激活剂与酶结合使酶激活 B. 酶蛋白的变构效应 C. 酶原分子一级结构发生改变从而形成或暴露出酶的活性中心 D. 酶原分子的空间构象发生了变化而一级结构不变 E. 以上都不对 2. 同工酶的特点是 A. 催化相同的反应，但分子结构和理化性质不同的一类酶 B. 催化相同反应，分子组成相同，但辅酶不同的一类酶 C. 催化同一底物起不同反应的酶的总称 D. 多酶体系中酶组分的统称 E. 催化作用，分子组成及理化性质相同，但组织分布不同的酶 3. 乳酸脱氢酶（LDH）是一个由两种不同的亚基组成的四聚体。假定这些亚基随机结合成四聚体，这种酶有多少种同工酶？ A. 两种 B. 三种 C. 四种 D. 五种 E. 六种 4．下列关于酶活性中心的叙述哪些是正确的 A.是由一条多肽链中若干相邻的氨基酸残基以线状排列而成 B．对于整个酶分子来说，只是酶的一小部分 C．仅通过共价键与作用物结合
生物化学(第三版)第十章 酶的作用机制和酶的调节课后习题详细解答_ 复习重点
第十章酶的作用机制和酶的调节 提要 酶的活性部位对于不需要辅酶的酶来说，就是指酶分子中在三维结构上比较靠近的几个氨基酸残基负责与底物的结合与催化作用的部位，对于需要辅酶的酶来说，辅酶分子或辅酶分子上的某一部分结构，往往也是酶活性部位的组成部分。酶活性部位有6个共同特点。研究酶活性部位的方法有：酶分子侧链基团的化学修饰法，动力学参数测定法，X射线晶体结构分析法和定点诱变法，这些方法可互相配合以判断某个酶的活性部位。 酶是催化效率很高的生物催化剂，这是由酶分子的特殊结构所决定的。经研究与酶催化效率的有关因素有7个，即底物和酶的邻近效应与定向效应，底物的形变与诱导契合，酸碱催化，共价催化，金属离子催化，多元催化和协同效应，活性部位微环境的影响。但这些因素不是同时在一个酶中其作用，也不是一种因素在所有的酶中起作用，对于某一种酶来说，可能分别主要受一种或几种因素的影响。 研究酶催化的反应机制，始终是酶学研究的一个重点，通过大量的研究工作，已经对一些酶的作用机制有深入了解，该章对溶解酶、胰核糖核酸酶A、羧肽酶A、丝氨酸蛋白酶、天冬氨酸蛋白酶等的催化作用机制进行了详尽的讨论。 酶活性是受各种因素调节控制的，除了在第8章中已介绍的几种因素外，主要还有①别构调节，例如ATCase。②酶原的激活，如消化系统蛋白酶原的激活及凝血系统酶原的激活。③可逆共价修饰调控，如蛋白质的磷酸化，一系列蛋白激酶的作用。通过以上作用，使酶能在准确的时间和正确的地点表现出它们的活性。别构酶一般都是寡聚酶，有催化部位和调节部位，别构酶往往催化多酶体系的第一步反应，受反应序列的终产物抑制，终产物与别构酶的调节部位相结合，由此调节多酶体系的反应速率。别构酶有协同效应，[S]对υ的动力学曲线呈S形曲线（正协同）或表现双曲线（负协同），两者均不符合米氏方程。ATCase作为别构酶的典型代表，已经测定了其三维结构，详细研究了别构机制和催化作用机制。为了解释别构酶协同效应的机制，有两种分子模型受到人们重视，即协同模型和序变模型。酶原经过蛋白水解酶专一作用释放出肽段，构象发生变化，形成酶的活性部位，变成有活性的酶，这个活化过程，是生物体的一种调控机制。可逆地共价修饰调控作用是通过共价调节酶进行的，通过其他酶对其多肽链某些基团进行可逆地共价修饰，使处于活性与非活性的互变状态，从而调节酶活性。共价修饰的基团主要是磷酸化、腺苷酰化、尿苷酰化及ADP-核糖基化等。 同工酶是指催化相同的化学反应，但其蛋白质分子结构、理化性质和免疫性能等方面不同的一组酶。同工酶是研究代谢调节、分子遗传、生物进化、个体发育、细胞分化和癌变的有力工具，在酶学、生物学及医学研究中占有重要地位。LDH同工酶研究的比较清楚，是由良种不同亚基组成的四聚体，有5种同工酶，在不同组织中含量不同，反映了同工酶的组织特异性。 习题 1.阐明酶活性部位的概念。可使用那些主要方法研究酶的活性部位？ 答：酶的活性部位对于不需要辅酶的酶来说，就是指酶分子在三维结构上比较靠近的几个氨基酸残基负责与底物的结合与催化作用的部分；对于需要辅酶的灭来说，辅酶分子或辅酶分子上的某一部分结构，往往也是酶活性部位的组成部分。 研究酶活性部位的方法有：酶分子侧链基团的化学修饰法、动力学参数测定法、X射线晶体结构分析法和定点诱变法。 2.简要阐明胰Rnase A的活性部位如何确定？
探究影响酶活性的因素
酶的特性 一、课程目标分析 本节课是在对酶的作用和本质已有较深理解，并且通过实验已对酶的催化效率有了感性认识的基础上实施的。通过本节课的学习，应了解酶的概念，理解酶的特性，领悟探究酶的特性的科学研究方法，比如变量的控制、定性说明基础上的定量探究等。由于新课程倡导探究性学习的理念，强调让学生具有较强的生物学实验的操作技能、收集和处理信息的能力、以及交流与合作的能力等，可以说对酶的特性的学习是感悟新课程理念的范例，因此在苏教版和人教版的教材中，都有探究酶的特性及活性受温度和酸碱度影响的实验。当然本节内容成为历年高考的重点也是情理之中，比如04年上海卷考查了胰蛋白酶对底物的分解速度和温度之间的关系、05年江苏卷考查了探究酶的高效性的实验、06年广东卷考查了探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用实验等。此外，同学们在学习本节内容的过程中，还可开展研究性学习，研究酶与人类生活的关系，开阔自己的眼界，更好地体会新课程理念。 二、学习方法建议 1、与无机催化剂比较认识酶的特性------高效性 同学们对酶的认识有限但对催化剂的特点、作用条件比较熟悉。催化剂是在化学反应中能增大反应速率，但本身的化学性质和质量在反应前后都没有发生变化的物质。无机催化剂催化反应时有时需加热、加压如工业合成氨。而生物体内的代谢主要是在细胞内进行的，细胞内的环境是一个常温、常压的状态，这种环境状态下发生的化学反应，应该有适合的生物催化剂。可见同样是催化剂但作用的特点是不同的。比如生物催化剂过氧化氢酶和无机催化剂Fe3+需都能催化H分解为H，但列表比较后会发现： 通过对表格中信息的分析，联系上节课中的实验 ------ 比较过氧化氢酶在不同条件下的分解，与无机催化剂比较，认识酶的高效性。 2、根据蛋白质结构和功能关系理解酶的特性------专一性 酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质。由于氨基酸种类、数目、排列顺序和肽链数目及空间结构的不同，就形成了分子结构不同、各具特定空间构型的蛋白质，蛋白质的分子结构是蛋白质功能的物质基础。同学们如何理解生物催化剂催化化学反应时的专一性，可借鉴蛋白质结构和功能的关系。特定空间构型的蛋白质具备特定的生理功能，那么便可推导出某种酶也应有特定的空间构型，特定的空间构型只能与特定的底物相结合，就象锁钥关系，这样也就比较容易理解酶在催化反应时，某种酶只能催化一种或一类物质的化学反应，正由于酶空间结构上有特定的活性部位。酶的专一性保证了生命活动有条不紊地进行。 3、通过设计实验进行探究感知酶的特性-------酶作用的条件比较温和 在使用加酶洗衣粉时，温水的洗涤效果要比冷水好；人患感冒发烧时，常常不思饮食，其原因是什么？人体消化道的胃、小肠PH不同但胃肠内都有酶参与大分子物质的消化。同学们对这些事例能做出适当的解释吗？这些事例说明了酶与无机催化剂比较的又一特性，酶作用的条件比较温和。当然假设是否可靠，应设计实验检验。例如： 课题定量测定不同pH对酶活性的影响 [目的原理] （1）鲜肝提取液中含有过氧化氢酶，最适pH为7～7.3，不同pH影响酶的活性；
第10章 酶的作用机制
第十章酶的作用机制 P384 （一）酶的活性部位 （1）酶活性部位：酶的特殊催化能力只局限在大分子的一定区域，活性部位又称活性中心。 酶分子中与酶活力直接相关的区域称为活性中心，分为： ①结合部位：负责与底物结合，决定酶的专一性。 ②催化部位：负责催化底物键的断裂或形成，决定酶的催化能力。 对需要辅酶的酶，辅酶分子或辅酶分子某一部分结构往往是酶活性部位组成部分。 （2）酶活性部位特点： 1. 活性部位只占酶分子中相当小的部分，通常1~2%。P384 表10-1列举一些酶活性部位的氨基酸残基。如溶菌酶一共129个氨基酸残基，活性部位为Asp52和Glu35；胰凝乳蛋白酶241个残基，活性部位为His57，Asp102，Ser 195。 2. 活性部位为三维实体。活性部位氨基酸残基在一级结构上可能相距甚远，甚至不在一条肽链上，但在空间结构上相互靠近。因此空间结构破坏酶即失活。活性中心以外部分可为酶活性中心提供三维结构。 3. 酶与底物的结构互补是指在酶和底物结合过程中，相互构象发生一定变化后才互补。如P385 图10-1。 4. 活性部位位于酶分子表面的一个裂缝内。裂缝中为一个疏水微环境，也含有某些极性氨基酸残基有利于催化，底物在此裂缝内有效浓度很高。 5. 酶与底物结合形成ES复合物主要靠次级键：氢键、盐键、范德华力和疏水相互作用。 6. 酶活性部位具有柔性和可运动性。 （二）研究酶活性部位的方法 （1）酶侧链基团化学修饰法： 1.特异性共价修饰：如二异丙基磷酰氟（DFP）专一地与酶活性部位Ser-OH的羟基共价结合，使酶失活。如胰凝乳蛋白酶共28个Ser，但DFP只与活性中心的Ser反应，见P386。反应后，用HCl将酶部分水解，得含二异丙基磷酸酯（DIP）基团的肽的片断，序列分析定出DIP-Ser为Ser195。 2.亲和标记：用与底物结构相似的修饰剂，对酶活性部位进行专一性共价修饰。 如TPCK（结构式见P387），结构与胰凝乳蛋白酶的底物对甲苯磺酰-L-苯丙氨酸乙酯（TPE）类似，TPCK只与胰凝乳蛋白酶中His57结合，说明His57为该酶活性部位的一个氨基酸残基。（2）X-射线晶体结构分析： 可提供酶分子三维结构，了解酶活性部位氨基酸残基所处相对位置与状态，与底物结合后酶分子在底物周围氨基酸残基排列状况，被作用键周围残基状况等。由此提出活性中心处氨基酸残基组成及催化作用形式。 如溶菌酶：对它水解的糖苷键周围氨基酸残基分析后确定酶的催化基团为Glu35和Asp52。 又如胰凝乳蛋白酶经X-射线晶体结构分析，表明活性部位由Ser195、His57和Asp102组成，并提出这三个氨基酸残基联在一起形成一个“电荷中继网”，如P409 图10-40所示：①没有底物时，His57未质子化，三联体排列为A；②在加上底物后，Ser195转移一个质子给His57，带正电荷的咪唑环通过带负电荷的Asp102静电相互作用被稳定，成为B。详细酶作用机制见P410 图10-42。 （三）影响酶催化效率的有关因素： （1）底物和酶的邻近效应与定向效应。 酶催化反应高效率一重要原因是将分子间反应变为分子内反应。 邻近效应：底物与酶先形成中间体络合物，两分子成一个分子，分子内反应速度比分子间反应速度提高。P388 图10-2 所示：用咪唑催化乙酸对硝基苯酯水解来证实：咪唑可催化乙酸对硝基苯酯的酯键水解成乙酸和对硝基苯酚；若将咪唑分子先共价连接在底物上，在分子内催化酯键
酶活力的影响因素
酶活力的影响因素 一、实验目的 1、了解酶活力的影响因素 2、掌握检查酶活力的方法和原理 二、实验原理 酶是生物体内具有催化功能的蛋白质，也叫生物催化剂。生物体内存在多种多样的酶，从而使生物体在温和的条件下能够迅速完成复杂的代谢过程。 酶活力受环境pH值的影响极为显著。通常各种酶只有在一定的pH值范围内才表现出活力。一种酶表现活力最高时的pH值，称为该酶的最适pH。低于或高于最适pH时，酶的活性逐渐降低。不同酶的最适pH不同。酶的最适pH也受底物性质和缓冲液性质的影响。 酶的催化作用受温度的影响也很大。在一定温度范围内，随着温度的升高，酶的热变性不显著，而酶促反应速度增加，直至达到最大值。反应速度达到最大值时的温度称为酶作用的最适温度。当温度超过酶的最适温度时，酶促反应急剧下降，直至完全停止。一种酶的最适温度不是完全固定的，它与作用时间长短有关，一般作用时间长，最适温度低，而作用时间短，则最适温度高。在最适温度下，酶的反应活性最高。大多数动物酶的最适温度为37~40°C，植物酶的最适温度为40~60°C。酶对温度的稳定性与其存在形式有关。有些酶的干燥制剂，虽加热到100°C，其活性并无明显改变，但在100°C的溶液中却很快完全失去活性。低温能降低或抑制酶的活性，但不能使酶失活。 酶的活性受到某些物质的影响，有些物质能使酶的活性增加，称为酶的激活剂；有些物质能使酶的活性降低，称为酶的抑制剂。研究表明，很少量的激活剂或抑制剂就会影响酶的活性，而且常具有特异性。另外，激活剂和抑制剂不是绝对的，有些物质在低浓度时为某种酶的激活剂，而在高浓度时则为该酶的抑制剂。本实验中，氯离子是唾液淀粉酶的激活剂，能加速唾液淀粉酶催化淀粉水解的速率，而铜离子则为唾液淀粉酶的抑制剂，能降低唾液淀粉酶催化淀粉水解的速率。 本实验分别以不同pH值、不同温度及不同激活剂和抑制剂条件下让唾液淀粉酶作用于淀粉，并用碘试剂检查酶促淀粉的水解程度，来说明这些因素对酶活力的影响。 直链淀粉遇碘时呈蓝色，支链淀粉遇碘时呈紫色。在淀粉酶作用下，淀粉逐步水解成各种不同大小分子的糊精和麦芽糖，它们遇碘呈不同颜色。糊精按分子从大到小的顺序，遇碘可呈蓝色、紫色、暗褐和红色，最小的糊精和麦芽糖遇碘不呈现颜色。因此淀粉被淀粉酶水解的程度可由淀粉水解混合物遇碘呈现的颜色来判断。根据淀粉被水解的程度来说明淀粉酶的活性大小。 三、试剂与器具 （一）试剂 1、1% 淀粉溶液（0.3% NaCl） 2、1% CuSO4溶液 3、1% NaCl溶液 4、1% Na2SO4溶液 5、1/15 mol/L KH2PO4溶液(9.08g/L KH2PO4) 6、1/15 mol/L Na2HPO4溶液(11.87g/L Na2HPO4?2H2O) 7、碘试剂(20mg/mL KI，10mg/mL I2)
影响酶催化作用的因素
影响酶催化作用的因素 1．酶催化速率的表示方法：单位时间内底物的减少量或产物的生成量。 2．影响酶作用的因素及其规律。影响酶促反应的因素常有酶的浓度、pH、温度、、底物浓度、激活剂、抑制剂等，其变化规律有以下特点： (1)温度对酶促反应的影响 ①在一定温度范围内酶促反应速率随温度的升高而加快；但当温 度升高到一定限度时，酶促反应速率不仅不再加快反而随着温度的升 高而下降。②在一定条件下，酶活性最大时的温度称为该酶的最适温 度。见图1。 ③低温影响酶的活性，但不会使酶的空间结构破坏，温度升高后，酶 仍能恢复活性。但高温会导致酶变性，使其永久失去活性。 (2)pH对酶促反应的影响 ①每一种酶只能在一定限度的pH范围内才有活性，超过这个范围 酶就会永久失去活性。 ②在一定条件下，每一种酶在某一pH时活性最大，此pH称为该酶的 最适pH。如图2表示胰蛋白酶的活性与pH的关系。 (3)底物(反应物)浓度对酶促反应的影响 ①在底物浓度较低时，反应速率随底物浓度增加而加快，反应速 率与底物浓度近乎成正比。 ②在底物浓度较高时，底物浓度增加，反应速率也随之加快，但 不显著。 ③当底物浓度很大，且达到一定限度时，反应速率就达到一个最 大值，此时即使再增加底物浓度，反应速率也几乎不再改变，原因是 酶饱和了。见图3。 (4)酶浓度对酶促反应的影响。在底物足够、其他条件固定的条件 下，反应系统中不含有抑制酶活性的物质及其他不利于酶发挥作用的 因素时，酶促反应速率与酶浓度成正比。见图4。 (5)酶激活剂和酶抑制剂对酶活性的影响 ①酶激活剂：能增强酶的活性或使非活性的酶变为活性酶，如唾 液淀粉酶需要被氯离子激活后，其活性才能增强。 ②酶抑制剂：能使酶的活性下降或丧失，如氰化物可以抑制细胞 色素氧化酶的活性。 影响酶作用的因素： 曲线分析：
酶促反应的特点与作用机制
20 ～ 20 学年度第学期 教师课时授课教案 学科系：医学院授课教师： 专业：科目：生物化学 教研室主任签字：学科系系办主任签字：年月日年月日
第二节酶促反应的特点与作用机制 一、酶促反应的特点 酶是一类催化剂，具有一般催化剂的特征:在化学反应前后没有质和量的改变;只能催化热力学上允许进行的反应;只加速可逆反应的进程，不改变平衡点;对可逆反应的正反应和逆反应都具有催化作用。但酶的化学本质是蛋白质，又具有一般催化剂所没有的特征。 (一）高度的催化效率 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。例如蔗糖酶催化蔗糖水解的速率是H+催化作用的2.5×1012倍，脲酶催化尿素的水解速率是H+催化作用的7×1012倍，且不需要较高的反应温度。研究表明，酶能更有效地降低反应的活化能，使参与反应的活化分子数量显著增加，从而大大提高酶的催化效率。 (二)高度的专一性 一种酶只能催化一种或一类化合物，或一种化学键，发生一定的化学反应，生成一定的产物，这种特性称为酶的专一性或特异性。根据酶对底物选择的严格程度不同，酶的专一性可分为三种类型。 1.绝对专一性酶只作用于某一特定的底物，进行一种专一的反应，生成一种特定的产物，称为绝对专一性。例如，尿酶只催化尿素水解成NH3和CO2，而对尿素的衍生物如甲基尿素没有催化作用。 2.相对专一性有些酶能作用于一类化合物或一种化学键，这种不太严格的选择性称为相对专一性。如磷酸酶对一般的磷酸键都能水解，不论是甘油磷酸酯，还是葡萄糖磷酸酯;蔗糖酶不仅水解蔗糖，
也能水解棉子糖，使之生成蜜二糖和果糖。 3.立体异构专一性有些酶对底物的立体构型有要求，仅作用于底物的一种立体异构体，这种特性称为酶的立体异构专一性。如L-氨基酸氧化酶只作用于L-氨基酸，对D-氨基酸则没有催化作用;淀粉酶只能水解淀粉中的α-1，4-糖苷键，而不能水解纤维素中的β-1，4-糖苷键。 (三)酶具有不稳定性 酶所催化的反应都是在比较温和的条件下进行的，如常温、常压、接近中性的环境等。由于酶的化学本质是蛋白质，任何能引起蛋白质变性的理化因素，如强酸、强碱、重金属盐、高温、紫外线、X射线等均能影响酶的催化活性，甚至使酶完全失活。 (四)酶促反应具有可调节性 酶促反应受多种因素的调控，以适应内外环境变化和生命活动的需要。例如在细胞内酶的分布具有区域化;酶原的激活使酶在合适的环境被激活和发挥作用;代谢物对关键酶、变构酶的抑制与激活和酶的共价修饰等调节;酶的含量受到酶蛋白合成的诱导、阻遏与酶降解速率的调节。 二、酶的作用机制 (一)酶能更有效地降低反应活化能 在任何一种热力学允许的反应体系中，底物分子所含能量各不相同，只有那些能量达到或超过一定水平的过渡态分子(即活化分子)オ有可能发生化学反应，底物分子达到活化分子所需要的最小能量称为
第十章 酶的作用机制和酶活性的调节讲义
中国海洋大学海洋生命学院
生物化学讲义
2007 年
第十章
酶的作用机制和酶的调节
目的和要求：理解、掌握酶活性部位的相关概念和特点；掌握酶催化高效性的相关机理；了解 几种酶的催化机制，理解结构和功能的适应性；了解酶活性的调节方式，掌握酶活性的别构调 节、可逆共价调节和酶原激活调节方式及生物代谢中的作用。 一、酶的活性部位 ㈠ 酶的活性部位的特点 1、概念：三维结构上比较接近的少数特异的氨基酸残基参与底物的结合与催化作用，这一与酶活力直 接相关的区域称酶的活性部位。 结合部位：专一性 催化部位：催化能力，对需要辅酶的酶分子，辅酶或其一部分就是活性中心的组成部分；组成酶活 性部位的氨基酸数目对不同酶而言存在差异，占整个酶氨基酸残基小部分 酶活性部位的基团：亲核性基团，丝氨酸的羟基，半胱氨酸的巯基和组氨酸的咪唑基。酸碱性基团： 天冬氨酸和谷氨酸的羧基，赖氨酸的氨基，酪氨酸的酚羟基，组氨酸的咪唑基和半胱氨酸的巯基等。 2、特点 ⑴ 活性部位在酶分子的总体中只占相当小的部分（1%～2%） ⑵ 酶的活性部位是一个三维实体 ⑶ 酶的活性部位并不是和底物的形状互补的 ⑷ 酶的活性部位是位于酶分子表面的一个裂隙内 ⑸ 底物通过次级键结合到酶上 ⑹ 酶活性部位具有柔性 ㈡ 研究酶活性部位的方法 1、酶分子基团的侧链化学修饰 ⑴ 非特异性共价修饰：活力丧失程度与修饰剂浓度有正比关系；底物或可逆的抑制剂可保护共价修饰 剂的修饰作用。 ⑵ 特异性共价修饰：分离标记肽段，可判断活性部位的氨基酸残基，如二异丙基氟磷酸（DFP）专一 性与胰凝乳蛋白酶活性部位丝氨酸残基的羟基结合。 ⑶ 亲和标记： 利用底物类似物和酶活性部位的特殊亲和力将酶加以修饰标记来研究酶活性部位的方法。 修饰剂的特点：①结构与底物类似，能专一性引入到酶活性部位；②具活泼化学基团，能与活性部 位某一氨基酸共价结合，相应的试剂称“活性部位指示剂” 。 胰凝乳蛋白酶和胰蛋白酶，TPE 是酶的底物，TPCK 是酶的亲和试剂，当酶与 TPCK 温浴后，酶活 性丧失，这种结合具有空间结构的需求，同时也阻止其他试剂如 DFP 结合。对酶活性中心的组氨酸 咪唑环进行修饰。 ⑷ 自杀性底物标记：底物与酶结合并被催化所生成的产物可以与活性部位的基团专一性结合从而抑制 酶的催化活性。 2、动力学参数测定法：通过动力学方法求得相关参数，作出相应判断。 3、X-射线晶体衍射法：如溶菌酶和胰蛋白酶活性中心的测定
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第十章 酶的作用机制和酶的调节
第十章酶的作用机制和酶的调节 一、是非判断题 1．某些调节酶的V-[S]的S形曲线表明，酶与少量底物的结合增加了酶对后续底物分子的亲和力。（） 2．诱导酶是指当细胞加入特定诱导物后，诱导产生的酶，这种诱导物往往是该酶的产物。 （） 3．酶反应的最适pH值只取决于酶蛋白本身的结构。（） 答案 1．对。2．错。3．错。 二、填空题 1．胰凝乳蛋白酶的活性中心主要含有、、和基，三者构成一个氢键体系，使其中的上的成为强烈的亲核基团，此系统称为系统或。 2．与酶催化的高效率有关的因素有、、、 、等。 3．变构酶的特点是：（1），（2），它不符合一般的，当以V对[S]作图时，它表现出型曲线，而非曲线。它是酶。 4．酶的活性中心包括和两个功能部位，其中直接与底物结合，决定酶的专一性，是发生化学变化的部位，决定催化反应的性质。 5．解释别构酶作用机理的假说有模型和模型两种。 答案 1．Ser195；His57；Asp102；Ser195；氧原子；电荷转接；电荷中继网 2．邻近效应；定向效应；诱导应变；共价催化；活性中心酸碱催化 3．由多个亚基组成；除活性中心外还有变构中心；米氏方程；S；双；寡聚酶 4．结合部位；催化部位；结合部位；催化部位 5．齐变；序变 三、选择题 1．酶的活性中心是指： A．酶分子上含有必需基团的肽段B．酶分子与底物结合的部位 C．酶分子与辅酶结合的部位D．酶分子发挥催化作用的关键性结构区 E．酶分子有丝氨酸残基、二硫键存在的区域 2．酶催化作用对能量的影响在于： A．增加产物能量水平B．降低活化能C．降低反应物能量水平 D．降低反应的自由能E．增加活化能 3．酶的活化和去活化循环中，酶的磷酸化和去磷酸化位点通常在酶的哪一种氨基酸残基上：A．天冬氨酸Ｂ．脯氨酸Ｃ．赖氨酸
第10章 酶的作用机制和酶的调节
第十章酶的作用机制和酶的调节 第一节酶的活性部位 一、酶活性部位的特点 只是酶分子的一小部分；通过诱导契合形成与底物互补的特定三维结构；通过次级键与底物相互作用；有一定的柔性（邹承鲁的对比研究发现活性部位的柔性比其他部位更强）；包括底物结合基团和催化基团，但二者的区分有时并不严格。 二、研究酶活性部位的方法 （一）侧链基团的化学修饰法 非特异性共价修饰（作用于酶分子中某一基团），酶活力丧失与修饰剂浓度成比例，底物或竞争性抑制剂可降低修饰作用。特异性共价修饰（作用于特定酶的特定基团），如二异丙基氟磷酸（DFP）只与胰凝乳蛋白酶活性部位的丝氨酸羟基结合；亲和标记试剂可以与活性部位的特定基团共价定量结合，如对甲苯磺酰-L-苯丙氨酰氯甲基酮(TPCK)与胰凝乳蛋白酶活性部位丝氨酸羟基的结合。 （二）动力学参数测定法 （三）X-射线晶体结构分析法 （四）定点诱变法 第二节酶催化反应的独特性质
第三节影响酶催化效率的有关因素 一、底物和酶的邻近效应(approximation，proximity)与定向效应(orientation) 底物分子结合到酶的活性中心，使底物在酶活性中心的有效浓度大大增加，从而加快反应的速度。 一个有机化学模型。咪唑催化对硝基苯酯的水解，分子内反应比分子间反应快24 倍。 底物分子中参与反应的基团相互接近，并被严格定向定位，使酶促反应具有高效率称定向效应。邻羟基苯丙酸内脂的形成反应，两个甲基使羧基和羟基更好的定向，使反应速率提高2.5×1011。 二、底物的形变(distortion)和诱导契合(inducednt) 脯氨酸消旋酶的过渡态类似物与酶的亲和力远大于其底物，说明酶可以引起底物的形变。
实验报告_不同因素对酶的影响
课程名称： 指导老师： 成绩： 实验名称： 实验类型： 分离鉴定实验 同组学生姓名： 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 Ⅰ.酶的基本性质——底物专一性 一、实验目的和要求 1. 了解酶的专一性。 2. 掌握验证酶的专一性的基本原理及方法。 3. 学会排除干扰因素，设计酶学实验。二、实验基本原理 酶是一种具有催化功能的蛋白质。酶蛋白结构决定了酶的功能——酶的高效性，酶催化的 反应（酶促反应）要比相应的没有催化剂的反应快103-1017 倍。 酶催化作用的一个重要特点是具有高度的底物专一性，即一种酶只能对某一种底物或一类底物起催化作用，对其他底物无催化反应。根据各种酶对底物的选择程度不同，它们的专一性可以分为下列几种： 1.相对专一性 一种酶能够催化一类具有相同化学键或基团的物质进行某种类型的反应。 2.绝对专一性： 有些酶对底物的要求非常严格只作用于一种底物，而不作用于任何其他物质。如脲酶只能催化尿素进行水解而生成二氧化碳和氨。如麦芽糖酶只作用于麦芽糖而不作用其它双糖，淀粉酶只作用于淀粉，而不作用于纤维素。 3.立体异构专一性 有些酶只有作用于底物的立体异构物中的一种，而对另一种则全无作用。如酵母中的糖酶类只作用于D-型糖而不能作用于L-型的糖。 本实验以唾液淀粉酶、蔗糖酶对淀粉、蔗糖水解反应的催化作用来观察酶的专一性。采用Benedict 试剂检测反应产物。 Benedict 试剂是碱性硫酸铜溶液，具有一定的氧化能力，能与还原性糖的半缩醛羟基发生 氧化还原反应，生成砖红色氧化亚铜沉淀。 Na 2CO 3+ 2H 2O 2NaOH + H 2CO 3 CuSO 4+ 2NaOH Cu(OH)2+ Na 2SO 4 还原糖(—CHO or —C=O)+ 2Cu(OH)2 Cu 2O (砖红色或黄色) + 2H 2O + 糖的氧化产物 在分子结构上，淀粉几乎没有，而蔗糖、棉子糖全无半缩醛基，它们均无还原性，因此它们与Benedict 试剂无呈色反应。 淀粉被淀粉酶水解，产物为葡萄糖；蔗糖和棉子糖被蔗糖酶水解，其产物为果糖和葡萄糖，它们都为具有自由半缩醛羟基的还原糖，与Benedict 试剂共热，即产生红棕色Cu2O 沉淀。本实验以此颜色反应观察淀粉酶、蔗糖酶对淀粉和蔗糖的水解作用。 三、实验材料与试剂 1、实验材料⑴ 蔗糖酶(样品Ⅳ）；⑵ 新鲜唾液（含唾液淀粉酶）； 2、实验试剂⑴ 蔗糖酶液 蔗糖酶液(样品Ⅳ）加蒸馏水适当稀释，备用；⑵ 唾液淀粉酶液（学生自制） 取0.5mL 唾液至25ml 量筒中，用蒸馏水（稀释）到25ml ，用棉花过滤备用。唾液稀倍数因人而异，可稀释50～生物化学实验（甲） 酶的基本性质实验——底物专一性剂、激活剂和抑制、最适温度
酶的作用机理
酶 一、酶的作用机理： 1、降低反应活化能：在任何化学反应中，反应物分子必须超过一定的能阈，成为活化的状态，才能发生变化，形成产物。这种提高低能分子达到活化状态的能量，称为活化能。催化剂的作用，主要是降低反应所需的活化能，以致相同的能量能使更多的分子活化，从而加速反应的进行。酶能显著地降低活化能，故能表现为高度的催化效率。例如H2O2酶将H2O2转变为H2O 和O2，酶能降低反应活化能，使反应速度增高千百万倍以上。 2、复合物学说：酶催化某一反应时，首先在酶的活性中心与底物结合生成酶－底物复合物，此复合物再进行分解而释放出酶，同时生成一种或数种产物，此过程可用下式表示：E+S →ES→E+P，ES的形成改变了原来反应的途径，可使底物的活化能大大降低，从而使反应加速。 3、高效率的机理： （1）趋近效应和定向效应：酶可以将它的底物结合在它的活性部位，由于化学反应速度与反应物浓度成正比，若在反应系统的某一局部区域，底物浓度增高，则反应速度也随之提高，此外，酶与底物间的靠近具有一定的取向，这样反应物分子才被作用，大大增加了ES复合物进入活化状态的机率。 （2）张力作用：底物的结合可诱导酶分子构象发生变化，比底物大得多的酶分子的三、四级结构的变化，也可对底物产生张力作用，使底物扭曲，促进ES进入活性状态。 （3）酸碱催化作用：酶的活性中心具有某些氨基酸残基的R基团，这些基团往往是良好的质子供体或受体，在水溶液中这些广义的酸性基团或广义的碱性基团对许多化学反应是有力的催化剂。 （4）共价催化作用：某些酶能与底物形成极不稳定的、共价结合的ES复合物，这些复合物比无酶存在时更容易进行化学反应。
影响酶活性的因素实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除影响酶活性的因素实验报告 篇一：实验报告-不同因素对酶的影响 实验报告 课程名称：生物化学实验（甲）指导老师：成绩：实验名称：酶的基本性质实验——底物专一性剂、激活剂和抑制、最适温度 实验类型：分离鉴定实验同组学生姓名：一、实验目的和要求（必填） 三、主要仪器设备（必填） 五、实验数据记录和处理 七、讨论、心得二、实验内容和原理（必填）四、操作方法和实验步骤六、实验结果与分析（必填） Ⅰ.酶的基本性质——底物专一性 一、实验目的和要求 1.了解酶的专一性。 2.掌握验证酶的专一性的基本原理及方法。 3.学会排除干扰因素，设计酶学实验。二、实验基本原理酶是一种具有催化功能的蛋白质。酶蛋白结构决定了
酶的功能——酶的高效性，酶催化的 反应（酶促反应）要比相应的没有催化剂的反应快 103-1017倍。酶催化作用的一个重要特点是具有高度的底物专一性，即一种酶只能对某一种底物或一类底物起催化作用，对其他底物无催化反应。根据各种酶对底物的选择程度不同，它们的专一性可以分为下列几种： 1.相对专一性一种酶能够催化一类具有相同化学键或 基团的物质进行某种类型的反应。2.绝对专一性：有些酶对底物的要求非常严格只作用于一种底物，而不作用于任何其他物质。如脲酶只能催化尿素进行水解而生成二氧化碳和氨。如麦芽糖酶只作用于麦芽糖而不作用其它双糖，淀粉酶只作用于淀粉，而不作用于纤维素。3.立体异构专一性有些酶只有作用于底物的立体异构物中的一种，而对另一种则全无作用。如酵母中的糖酶类只作用于D-型糖而不能作用于L-型 的糖。本实验以唾液淀粉酶、蔗糖酶对淀粉、蔗糖水解反应的催化作用来观察酶的专一性。采用benedict试剂检测反 应产物。 benedict试剂是碱性硫酸铜溶液，具有一定的氧化能力，能与还原性糖的半缩醛羟基发生氧化还原反应，生成砖红色氧化亚铜沉淀。na2co3+2h2o2naoh+h2co3cuso4+ 2+na2so4还原糖(—choor—c=o)+2cu(oh)2cu2o(砖红 色或黄色)+2h2