生物化学 第3章 酶

第3章 酶

学习要求

1. 掌握酶及所有相关的概念、酶的结构与功能的关系、酶的工作原理、酶促反应动力学特点、意义及应用。

2. 熟悉酶的分子组成与酶的调节。

3. 了解酶的分类与命名及酶与医学的关系。

基本知识点

酶是对其特异底物起高效催化作用的蛋白质。单纯酶是仅由氨基酸残基组成的蛋白质，结合酶除含有蛋白质部分外，还含有非蛋白质辅助因子。辅助因子是金属离子或小分子有机化合物，后者称为辅酶，其中与酶蛋白共价紧密结合的辅酶又称辅基。

酶分子中一些在一级结构上可能相距很远的必需基团，在空间结构上彼此靠近，组成具有特定空间结构的区域，能与底物特异结合并将底物转化为产物，这一区域称为酶的活性中心。

同工酶是指催化相同化学反应，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，是由不同基因编码的多肽链，或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。

酶促反应具有高效率、高度特异性和可调节性。酶与底物诱导契合形成酶-底物复合物，通过邻近效应、定向排列、表面效应使底物容易转变成过渡态。酶通过多元催化发挥高效催化作用。酶促反应动力学研究影响酶促反应速率及其影响因素，后者包括底物浓度、酶浓度、温度、pH 、抑制剂和激活剂等。底物浓度对反应速率的影响可用米氏方程表示。

其中，Km 为米氏常数，其值等于反应速率为最大反应速率一半时的底物浓度，具有重要意义。Vmax 和Km 可用米氏方程的双倒数作图来求取。酶在最适pH 和最适温度时催化活性最高，但最适pH 和最适温度不是酶的特征性常数，受许多因素的影响。酶的抑制作用包括不可逆抑制与可逆抑制两种。可逆抑制中，竞争抑制作用的表观Km 值增大，Vmax 不变；非竞争抑制作用的Km 值不变，Vmax 减小，反竞争抑制作用的Km 值与Vmax 均减小。

在机体内酶活性与含量的调节是代谢调节的重要途径。变构酶是与一些效应剂可逆地结合，通过改变酶的构象而影响其活性的一组酶，多亚基变构酶具有协同效应。酶的化学修饰使酶在相关酶的催化下可逆地共价结合某些化学基团，实现有活性酶和无活性酶或者低活性酶与高活性酶的互变。酶的变构调节和酶的化学修饰是体内快速调节酶活性的重要方式。体]

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max[S Km S V V +=

内有些酶以无活性的酶原的形式存在，只有在需要发挥作用时才转化为有活性的酶。

酶可分为六大类，分别是氧化还原酶类、转移酶类、水解酶类、裂合酶类、异构酶类和连接酶类（合成酶类）。酶的名称包括系统名称和推荐名称。

酶与医学的关系十分密切。许多疾病的发生与发展和酶的异常或酶受到抑制有关，所以血清酶的测定可协助某些疾病的诊断。酶可以作为诊断试剂对某些疾病进行诊断。酶偶联测定法、酶联免疫测定法以及固定化酶、抗体酶等均被广泛应用于临床与其他领域。

自测练习题

一、选择题

（一）A型题

1．酶的活性中心是指

A．结合抑制剂使酶活性降低或丧失的部位

B．结合底物并催化其转变成产物的部位

C．结合别构剂并调节酶活性的部位

D．结合激活剂使酶活性增高的部位

E．酶的活性中心由催化基团和辅酶组成

2．酶促反应中，决定反应特异性的是

A．酶蛋白B．辅酶C．别构剂D．金属离子E．辅基3．关于酶的叙述正确的是

A．酶是生物催化剂，它的化学本质是蛋白质和核酸

B．体内的生物催化剂都是蛋白质

C．酶是活细胞合成的具有催化作用的蛋白质

D．酶改变反应的平衡点，所以能加速反应的进程

E．酶的底物都是有机化合物

4．酶蛋白变性后活性丧失原因是

A．酶蛋白被完全降解为氨基酸B．酶蛋白的一级结构受到破坏

C．酶蛋白的空间结构受到破坏D．酶蛋白不再溶于水

E．失去了激活剂

5．含有维生素B1的辅酶是

A．NAD+B．FAD C．TPP D．CoA E．FMN

6．解释酶的专一性较合理的学说是

A．锁-钥学说B．化学渗透学说C．诱导契合学说

D．化学偶联学说E．中间产物学说

7．酶的竞争性抑制剂的特点是

A．当底物浓度增加时，抑制剂作用不减

B．抑制剂和酶活性中心的结合部位相结合

C．抑制剂的结构与底物不相似

D．当抑制剂的浓度增加时，酶变性失活

E．抑制剂与酶的结合是不可逆的

8．磺胺类药物能抑菌，是因为细菌利用对氨基苯甲酸合成二氢叶酸时，磺胺是二氢叶酸合成酶的

A．竞争性抑制剂B．不可逆抑制剂C．非竞争性抑制剂

D．反竞争性抑制剂E．别构抑制剂

9．关于酶的共价修饰，正确的是

A．活性中心的催化基团经修饰后，改变酶的催化活性

B．通过打断某些肽键，使酶的活性中心形成而改变酶的活性

C．只涉及酶的一级结构的改变而不涉及高级结构的改变

D．有级联放大效应E．只包括磷酸化修饰和甲基化修饰

10．关于关键酶的叙述，正确的是

A．一个反应体系中的所有酶B．只受别构调节而不受共价修饰

C．一个代谢途径只有一个关键酶

D．并不催化处于代谢途径起始或终末的反应

E．一般催化代谢途径中速度较慢、不可逆的反应

11．关于有机磷化合物对酶的抑制，叙述正确的是

A．因能用解磷定解毒，故属于可逆性抑制

B．能强烈抑制胆碱酯酶活性C．该抑制能被过量的GSH解除

D．有机磷化合物与酶活性中心的巯基结合

E．该抑制能被适量的二巯基丙醇解除

12．关于非竞争性抑制剂的叙述，正确的是

A．由于抑制剂结合酶活性中心外的部位，酶与底物结合后，还能与抑制剂结合B．酶的K m与抑制剂浓度成反比

C．与酶活性中心上的必需基团结合，影响酶与底物的结合

D．在有非竞争性抑制剂存在的情况下，如加入足量的酶，能达到正常的V max

E．也称为别构抑制剂

13．反竞争性抑制作用的动力学特点是