第03章酶催化作用机制
酶催化反应的机制和应用
酶催化反应的机制和应用酶是生物体内的一种生物催化剂，广泛存在于细胞、组织和体液中，是维持生命的重要物质之一。
酶催化反应是生物体内化学反应过程中最常见的一种反应方式，对于细胞的代谢和物质转换过程起着至关重要的作用。
本文将针对酶催化反应的机制和应用进行探讨。
一、酶催化反应的机制酶催化反应的机制是指酶催化剂通过与底物相互作用，使底物转化成产物的过程。
酶催化反应的机制主要有以下几个方面：1.酶与底物的结合酶催化剂与底物分子之间的结合形成酶底物复合物，这种复合体是酶催化反应的出发点。
酶底物复合物的形成是通过酶与底物之间的互相作用，包括电荷互相作用、氢键和疏水作用等。
2. 化学反应的促进酶通过特定的结构和空间构型促进底物分子之间的化学反应，使化学反应发生并转化为产物。
3. 形状发生改变酶催化剂在反应过程中发生了结构上的改变，并具有了不同的催化能力，帮助底物分子完成化学反应。
二、酶催化反应的应用1. 医药学领域酶催化反应在医药学领域中有着广泛的应用，例如利用酶催化反应产生的光学活性化合物来合成一些药物，从而提高药物的产量和质量。
同时，酶催化反应也可以在医学领域中用于判断疾病的早期诊断，例如检测体内特异性酶的水平，来判断某些疾病的临床病情。
2. 生产工业中的应用酶催化反应也在生产工业中得到广泛应用。
例如，利用酶催化反应合成纤维素，该反应是生产纸张和纺织制品的重要过程之一。
酶催化反应还可以用于工业化学品合成，包括化纤、合成纸张、染料和粘合剂等领域。
3. 生态学和环境保护领域酶催化反应还可以在生态学和环境保护领域中得到应用。
例如，使用酶催化剂降解有害物质，这将有助于降低工业制造产生的化学废物和污染物的数量。
总之，酶催化反应作为一种生物催化反应，在生物化学和工业生产领域发挥着非常重要的作用。
随着科学技术的不断进步，酶催化反应也将在更多的领域得到应用，为社会发展所作出的卓越贡献。
酶催化作用原理
酶催化作用原理
酶催化作用是指酶能够加速化学反应速率的特殊能力。
酶催化作用的原理主要包括两个方面：酶与底物之间的亲和性和酶的构象变化。
首先，酶与底物之间的亲和性是酶催化作用的基础。
酶能够与底物结合形成酶底物复合物，复合物的形成使得底物分子发生结构变化，达到了活化能降低的效果。
酶能够通过各种作用力（如氢键、离子键、范德华力等）与底物分子相互作用，从而提高底物分子的反应性。
其次，酶的构象变化对酶催化作用至关重要。
酶催化作用涉及到酶分子的构象变化，即酶分子在与底物结合后会发生构象变化，使得催化位点的特定氨基酸残基与底物的特定部位相互作用，从而促进化学反应的进行。
酶的构象变化是酶催化作用成功进行的关键，它使得催化位点的氨基酸残基能够形成临时的催化位点，使底物分子经过特定的转变状态，降低反应的活化能，从而加速化学反应速率。
总之，酶催化作用的原理主要包括酶与底物之间的亲和性和酶的构象变化。
酶通过与底物结合形成复合物，并且通过特定的氨基酸残基参与底物的反应过程，从而加速了化学反应的进行。
生物化学03 酶
1、酶的别构（变构）效应 •概念：有些酶分子表面除了具有活性中心外，还存在被称为调节位
点（或变构位点）的调节物特异结合位点，调节物结合到调 节位点上引起酶的构象发生变化，导致酶的活性提高或下降， 这种现象称为别构效应，具有上述特点的酶称别构酶。
效应剂
别
构 中
活性 中心
心
2、酶的多种分子形式——同工酶
最适 温度
温度
4、pH对酶促反应速度的影响
v
•过酸过碱导致酶蛋白变性
•酶的最适pH不是一个固定 不变的常数
最
pH
适
pH
5、激活剂对酶作用的影响
凡是能提高酶活力的物质，称为酶的激活剂。
类别
金属离子：K+、Na+、 Mg2+、Cu2+、Mn2+、Zn2+、Se3+ 、 Co2+、Fe2+ 阴离子： Cl-、Br有机分子 抗坏血酸、半胱氨酸、谷胱甘肽
v
Vm axS K m S
PE
（2）米氏常数Km的意义
① 当v=Vmax/2时，Km=[S]（ Km的单位为浓度单位） ②是酶在一定条件下的特征物理常数，通过测定Km的数值，可
鉴别酶。 ③可近似表示酶和底物亲合力，Km愈小，E对S的亲合力愈大，
Km愈大，E对S的亲合力愈小。 ④在已知Km的情况下，应用米氏方程可计算任意[s]时的v，或
相对专一性：要求底物具有一定的化学键，且对键的某 一端所连的基团也有一定的要求，如胰蛋白酶。
键专一性：只作用于一定的键，而对键两端的基团并无 严格要求，如二肽酶。
2、 立体异构专一性 只能催化一种立体异构体，对另一种立体异构体无
作用，如乳酸脱氢酶能催化L-乳酸，而不能催化D-乳酸。
酶的催化作用机制 ppt课件
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咪唑基作为广义酸催化酯水解机制
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咪唑基作为广义碱催化酯水解机制
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催化反应机制的实例
• （一）溶菌酶 • 1.溶菌酶的作用是水解多糖链，细菌细胞壁上的多糖链可被溶菌酶水解而破坏。溶菌酶
广泛存在于微生物及各种动植物组织及分泌液中。 • 2.作用：使细胞壁不溶性黏多糖分解成可溶性糖肽，导致细胞壁破裂内容物逸出而使细
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（二）核糖核酸酶A
• 1、作用：专一性水解嘧啶核苷酸的磷酸二酯键，生成嘧啶核苷酸或 以3-嘧啶核苷酸结尾的寡聚核苷酸。
• 2、结构 ： Moore和Stein 测定该酶一级结构，124氨基酸残基组成， 含4对二硫键，Richards 和Wyckoff对其三维结构进行分析。分子表面 有一裂缝，His12、His119、Lys41为其酶活性基团，RNA分子进入 后，能与活性中心结合部位基团间结合，嘌呤核苷酸结合后，His12 和核糖C-2’-OH之间距离增加了0.15nm，无催化活性。
化。蛋白质分子上的某些侧链基团（如Asp、Glu和His）可 以提供质子并将质子转移到反应的过渡态中间物而达到稳定 过渡态的效果。
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• 影响酸碱催化的反应速率的因素有两个： • 1、酸或碱的强度； • 2、质子传递速率。
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pH 和缓冲溶液浓度对特定酸碱催化和广义酸碱催化的影响
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3
反应
H2O2分解反应 H2O2分解反应
脲的水解 脲的水解
酶 无 肝过氧化氢酶 无 脲酶
Ea /(KJ·mol-1)
生物化学中的酶催化机理分析
生物化学中的酶催化机理分析生物化学是研究生物体内化学过程的学科，其中酶是生物体内起到重要作用的催化剂。
酶促反应的速率远快于非酶催化反应，这主要是因为酶在反应中提供微环境，并且能够与反应物发生特定的相互作用。
酶催化机理是生物化学中的一个重要研究方向，本文将对酶催化机理进行深入探讨。
1. 酶催化作用的基本原理酶催化作用的基本原理是通过活性位点上的功能基团（如酸性氨基酸、碱性氨基酸、亲核基团或协同分子等）与反应物结合，从而促进反应。
酶催化反应需要两个基本步骤：第一步是酶与底物的结合，形成酶底物复合物；第二步是底物在酶催化作用下发生反应，并释放产物。
这两个步骤被称为酶催化反应的酶底物结合过程和酶催化反应步骤。
2. 酶在反应中的作用方式酶在反应中能够发挥多种作用方式，如结构作用、酸碱催化、金属离子催化、共价催化和精密定向等。
2.1 结构作用在结构作用中，酶通过其三维结构和电荷特性，使底物与精细定向的氨基酸残基发生相互作用，使反应发生。
例如，葡萄糖类别酶使葡萄糖和其他类别的差异结构構剂相互作用，只需要仅仅与这些底物的差异部分或类特异性部分相互作用，移去那些不同的结构部分，活性部分1fcyd的能量下降至150 kJ/mol 。
2.2 酸碱催化酶在反应中还能够发挥酸碱催化的作用。
在酸性环境下，酶催化的反应速率会显著增加，这是因为酶催化作用的酸性氨基酸或游离质子能够提供 H+，从而使底物部分离子化。
在碱性环境下，酶催化的反应速率也会显著增加，这是因为酶催化作用的碱性氨基酸或游离质子能够接受 H+，从而使底物部分离子化。
2.3 金属离子催化金属离子催化是酶催化反应中的一种常见方式，许多酶的活性中心都包含有金属离子。
金属离子能够使得底物分子的极性发生改变，从而促进反应。
例如，乳酸去氢酶催化的反应需要由氢离子钙和氧离子出现，从而提供所必须的催化条件。
2.4 共价催化共价催化是指酶活性位点上的功能基团（如酸性氨基酸、碱性氨基酸、亲核基团等）与底物发生共价键的形式，促进反应发生。
酶的催化和催化机制
酶的催化和催化机制酶是生物体内催化化学反应的聚合物分子，是许多生命过程中不可或缺的分子。
它们具有高度的选择性和效率，并且可以在相对温和的条件下加速反应，因此酶催化可以被看作是生物体利用化学能量的一种方法。
酶的催化机理在分子层面上，酶通过与底物分子相互作用以促进催化反应。
通常，酶催化可以被视为三个步骤：底物结合、过渡州和产物释放。
第一步中，底物首先与酶的活性部分（也称为酶的活性中心）相互作用。
活性中心通常由氨基酸残基组成，并在空间上具有弯曲和旋转。
这种三维结构赋予酶很高的专一性，使其只与具有特定结构和性质的底物相互作用。
第二步中，底物在酶的活性中心内发生化学反应。
在此期间，底物分子处于所谓的过渡态，即不完全是反应物但也不完全是产物。
这个过程是由酶激发分子振动所导致的。
在第三步中，产物释放到外部环境中。
在大多数情况下，这种释放是通过与底物的反向过程相反进行的，即酶左右摆动，从而扰动产物的结构。
酶的催化机制具有高度的效率和选择性。
由于酶通过特定残基的包容性和空间位阻(即限制其位置和移动)来识别底物，所以仅有符合特定结构的底物才能够与酶相互作用。
因此，酶可以在许多条件下具有更高的选择性和效率。
酶催化与生理过程酶的催化作用在生物体内广泛存在，并影响几乎所有重要的生理过程。
例如，酶被使用于细胞呼吸、DNA合成和代谢过程中的其他任务中。
当一个酶在生物体内发生改变时，这可能会导致相应生理过程出现问题，并可能导致疾病的产生。
因为酶在生物体内的广泛作用，所以人们一直在发展新的方法来理解和调节酶催化。
这些方法包括生化技术、生物力学模拟和分子工程。
分子工程定制一种特定的酶，使其能够识别特定目标位点，而这种定制酶被用来制造一系列的生物化学产品。
例如，锁基酶是一种通用的分子生物学工具，它被用来检测和验证一系列的基因表达和生物医学研究。
总结酶是生物体利用化学能量的一种方法，它在生物体内广泛存在，并影响几乎所有重要的生理过程，具有高度的效率和选择性。
酶催化反应机制.pptx
(四) 共价催化:
标志：催化过程中形成共价中间物1 亲核催化: 带有多余电子对的基团或原子攻击缺少电子而带有部分正电性的原子或基团并形成不稳定的共价中间物的催化方式。 亲核试剂: Glu-COO- Asp-COO- His-咪唑基2 亲电催化: 由缺少电子的亲电试剂从带负电的基团上夺取一对电子并形成共价中间物的催化方式。 亲电试剂： -NH3+
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(二) 底物形变与诱导楔合
底物形变(distortion)和诱导契合(induced fit)： 酶与底物在构象上相互诱导以便更好配合，作用力的产生往往导致底物形变，使被作用的底物敏感键极易断裂例如：溶菌酶催化时使底物糖环由椅式转变为半椅式
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(三) 广义酸碱催化及共催化：
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第二节 几种酶作用机制举例
一 溶菌酶(Lysozyme EC 3.2.1.17 )：存在于鸡蛋清和动物分泌物中，单肽链129个aa，14,600，折叠成近球状(4.53 3nm)， 底物为NAG和NAM相间 排列或NAG的单聚物催化过程： ①与底物结合: 6个糖环第 3个必须是NAG；其它 糖环和酶形成氢键放能 并导致第4个糖环D由 椅式转变为半椅式 （4kcal/mol)
二 酶与底物相互作用——过渡态
E + S ES* E+P 酶通过与底物形成过渡态中间物， 降低反应活化能而加速反应。过渡态中间物的维持力主要是一 些次级键：氢键、离子键、疏水力等， 形成过程中放出大量能量，抵消了部分活化能处于过渡态的酶与底物的具有很高的亲和力，比底物或产物高出几个数量级底物过渡态类似物： 例如天然具有半椅式结构的环内酯作为溶菌酶的底物，对酶的亲和力比一般糖环高3600倍。
化学反应中的酶催化反应机理
化学反应中的酶催化反应机理酶是一种生物催化剂，对于许多生物体内的化学反应起着至关重要的作用。
它们能够加速化学反应的速度，降低反应所需的能量，并具有高度的选择性。
酶催化反应的机理在化学领域中备受关注，本文将详细介绍化学反应中的酶催化反应机理。
一、酶的结构与功能酶是由蛋白质组成的，其结构通常分为四个级别：一级结构为氨基酸序列，二级结构为α-螺旋和β-折叠，三级结构为蛋白质的立体结构，四级结构为多个聚合体的组合。
酶的结构非常复杂，不同酶拥有不同的结构和活性位点。
酶通过结合底物，形成酶底物复合物，从而催化化学反应。
酶底物复合物的形成主要是通过酶的活性位点与底物之间的相互作用来实现的。
酶与底物之间的相互作用可以改变底物的构象，促进反应过渡态的形成，从而加速反应速率。
二、酶催化反应机理酶催化反应的机理可以分为两个主要方面：酶与底物的结合和酶对底物的转化。
1. 酶与底物的结合酶与底物结合是酶催化反应的第一步。
酶的活性位点可以与底物通过多种相互作用力（如氢键、范德华力、离子键等）进行结合。
酶通过与底物的结合，可以降低底物分子的活化能，使底物更容易进入反应过渡态，从而提高反应速率。
2. 酶对底物的转化酶对底物的转化是酶催化反应的关键步骤。
酶可以通过多种方式改变底物分子的构象，使其更易于进行化学反应。
常见的酶催化反应机理包括：(1) 酸碱催化机理：酶可以提供质子或接受质子，从而改变底物分子的电荷分布。
质子的加入可以促进化学反应的进行。
(2) 核路催化机理：酶可以提供特定的功能基团，使其与底物之间形成共价键。
这些功能基团可以通过氢键、共价键等相互作用改变底物分子的构象和电荷分布。
(3) 电子转移催化机理：酶可以通过氧化还原反应改变底物分子的电子状态。
酶可以同时作为氧化剂和还原剂参与反应，加速化学反应的进行。
(4) 限域催化机理：酶通过具有特定的立体构象，限制底物分子在酶活性位点周围的运动。
这种限域可以增加底物分子之间的相互碰撞的概率，从而提高反应速率。
酶学中的酶催化反应机制
酶学中的酶催化反应机制酶学是一门研究生物催化反应和酶催化反应机制的学科。
酶催化反应在生物体内扮演着极为重要的作用，是维持生命活动的关键之一。
酶催化反应是如何发生的？这是酶学研究的核心问题。
本文将对酶催化反应机制进行探讨。
1. 酶的定义和作用酶是一种生物大分子催化剂，通常是蛋白质。
酶在生物体内起到促进化学反应的作用，从而加快代谢过程。
酶具有高度特异性和高效性，能够催化数千种化学反应。
酶能够使化学反应在生物体内发生的速率加快达到数十亿倍以上。
2. 酶催化反应的基本原理酶催化反应的基本原理是催化剂作用，通过调整反应物和产物的能量差使得催化反应过程更加容易。
酶催化反应的过程可以看作是一个复杂的化学反应过程，包括底物结合、底物变形、发生化学反应和产物放出等步骤。
3. 酶催化反应机制的探讨酶催化反应机制是酶学研究的核心问题。
研究人员通过对酶的结构和功能特性的研究，揭示了酶催化反应中的一些重要机制。
主要包括如下几个方面：3.1 底物结合酶催化反应的第一步是底物结合。
酶通过结构上的一些特点特异性地与底物结合。
常见的结构包括活性位点、识别位点和亚基结合位点等。
底物结合是酶催化反应中最具有特异性的一步。
3.2 底物变形酶将底物结合后，需要将其变形使其适应特定的化学反应。
酶能够通过构象变化、活性位点的协调等各种机制实现底物分子的变形。
3.3 化学反应底物分子变形后，化学反应就会发生。
酶能够提供特定的反应条件，以促进和加速化学反应。
化学反应要求的能垒很高，而催化剂能够降低化学反应所需的能垒。
在酶催化反应中，酶作为催化剂，能够大大降低化学反应的能垒，促进底物能量的转化。
3.4 产物放出化学反应结束后，酶将产物释放。
酶再次变形以释放产物，释放后酶重新回到起始状态。
酶能够精确把握化学反应的结束点，以确保产物的生成。
4. 酶催化反应的特点酶催化反应具有高度特异性和高效性等特点。
由于酶的结构和功能特异性，酶只能催化特定的化学反应。
生物化学03第三章 酶
三、 酶的命名与分类
(一)酶的命名
1.习惯命名法——推荐名称
通常以酶催化的底物、反应的性质以及酶的来源命名。 (1) 依据酶所催化的底物命名，如淀粉酶等。 (2) 依据催化反应类型命名，如脱氢酶、转氨酶等。 (3) 综合上述两项原则命名，如乳酸脱氢酶等。 2. 系统命名法——系统名称 规定各种酶名称要明确标示酶的底物与反应类型，如 果一种酶催化两个底物，应在酶系统名称中同时写入 两种底物的名称，用“：”把它们分开，如果底物之 一是水，则水可省略不写。
底物
反应总能量改变
产物 应 过 程
酶促反应活化能的改变
反
一、酶的活性中心(active center)
(一)什么是活性中心（活性部位）
指在整个酶分子中，只有一小部分区域 的aa残基参与对底物的结合和催化作用，这
些特异的aa残基比较集中的区域称为酶的活
性中心或称活性部位。
(二)酶活性中心的组成
结合部位：酶分子中与结合底物有关的部位。
1. 结合酶的酶蛋白与辅助因子协同作用才能发挥 催化作用。
酶蛋白
(无催化活性)
+ 辅助因子
(无催化活性)
全酶
(有催化活性)
2.全酶各部分在催化反应中的作用
(1)酶蛋白决定反应的特异性。 (2)辅助因子决定反应的种类与性质。
3.辅酶：属于有机分子类型的辅因子；辅酶又可
分为一般的辅酶和辅基两类（按其与酶蛋白结合
酶的调节部位可以与某些化合物可逆地非共价结 合，使酶发生结构的改变，进而改变酶的催化活性， 这种酶活性的调节方式称~。
别构酶：多为寡聚酶
正效应物（别构激活剂） 负效应物（别构抑制剂）
效应物（别构效应剂） （多为小分子化合物）
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V
Vmax
[S]
随着底物浓度的增高 反应速度不再成正比例加速。
V
Vmax
[S]
当底物浓度高达一定程度 反应速度不再增加，达最大速度，说明酶已 经被底物所饱和。
1. 米氏方程
第 三 章 酶 催 化 作 用 机 制
1913年，米彻利斯(Michaelis)和曼吞 （Menton)在前人研究的基础上，推导出 著名的米氏方程： v——反应速度； S——底物浓度； v m —— 最大反应速度； K m —— 米氏常数，为 酶催化反应速度等于最大反应速度一半时 的底物浓度。
(一)酶的刚性与“琐和钥匙”学说
第 三 章 酶 催 化 作 用 机 制
1890年，德 国化学家费舍 尔（Fisher） 提出了著名的 “琐和钥匙” 此学说认为：酶与底物都是刚性的，二者 学说。 结构间天然存在互补的关系，就像锁和钥
匙一样。此学说较好的解释了酶对底物选 择的专一性，但不能解释酶能够高效催化 反应的原因。
中间产物学说
中间产物
第 三 章 酶 催 化 作 用 机 制
酶促反应速度与底物浓度的关系，可以用 中间产物学说加以解释。 酶促反应模式——中间产物学说
E+S
k1 k2
ES
k3
E+P
推导过程
米－曼氏方程式推导基于两个假设：
第 三 章 酶 催 化 作 用 机 制
E与S形成ES复合物的反应是快速平衡反应，
Dixon plot
Cornish-Bowden plot
酶的转换数
定义 — 当酶被底物充分饱和时，单位时间内 （每秒钟）每个酶分子催化底物转变 为产物的分子数（微摩尔数）。 意义 — 可用来比较每单位酶的催化能力。
（二）酶浓度的影响
第 三 章 酶 催 化 作 用 机 制
在底物浓度足够高的条件下，酶催化反应 速度与酶浓度成正比，如图 1 — 3 所示。它 们之间的关系可以用下列数学式表示： v＝k3[E]
（五）抑制剂的影响
第 三 章 酶 催 化 作 用 机 制
能够使酶的催化活性降低或者丧 失的物质称为酶的抑制剂。
抑制剂有可逆性抑制剂和不可逆 抑制剂之分。
1.不可逆抑制
第 三 章 酶 催 化 作 用 机 制
不可逆抑制剂与酶分子结合后， 抑制剂难于除去，酶活性不能恢 复。不可逆抑制作用又可以分为 非专一性不可逆抑制和专一性不 可逆抑制两种。
由于酶分子活性中心的催化基团处于特殊 的疏水反应环境影响与底物的结合，并影 响催化基团的解离，使反应加速进行，这 种作用称为微环境效应。
第 三 章 酶 催 化 作 用 机 制
许多有机化学反应会受到其溶剂环境的影 响。例如，叠氮盐与对硝基氟苯的反应在 二甲基亚砜中进行时的速度比在水中进行 时快12000倍。 通过X射线衍射研究，发现许多酶分子的活 性中心往往有一个与水溶液有显著不同的 环境。如胰凝乳蛋白酶和溶菌酶。
基本原则：将米氏方程变化成相当于y=ax+b的直线方程， 再用作图法求出Km。
1） 双倒数作图法(double reciprocal plot)，又称为 林贝氏(Lineweaver- Burk)作图法
（3）Ｋm值与Ｖmax值的测定
V
V=
Vmax[S]
Vmax Vmax/ 2 Km [S]
Km+[S]
Vmax/ 2
Vmax 2
Km [S]
Vmax[S] ＝ Km + [S] Km＝[S]
∴Km值等于酶促反应速度为最大反应速度一半 时的底物浓度，单位是mol/L。
（2）Km与Vmax的意义
Km值
第 三 章 酶 催 化 作 用 机 制 ① Km等于酶促反应速度为最大反应速度一半时 的底物浓度。单位与底物浓度一样。 ② 意义：
第 三 章 酶 催 化 作 用 机 制
1902 年，亨利 (Henri) 中间产物学 说。即： E +S＝ES＝E+P 过渡态中间产物的形成使反应的活 化能大幅降低。
(二)酶的柔性与“诱导契合”学说
第 三 章 酶 催 化 作 用 机 制
1958 年，考施兰德（ Koshland ）首先认 识到底物的存在可能会诱导酶活性中心 发生一定程度的构象变化。提出了著名 的“诱导契合” 学说。
（三） 温度的影响
第 三 章 酶 催 化 作 用 机 制
每一种酶的催化反应都有其有效温度范 围和最适温度。在有效温度范围内，酶 才能够进行催化反应；在最适温度条件 下，酶的催化反应速度达到最大
（四） pH值的影响
第 三 章 酶 催 化 作 用 机 制
酶的催化作用与反应液的 pH 值有很大关系。每一种 酶都有其各自的有效pH值范围和最适pH值。只有在有 效pH值范围内，酶才能显示其催化活性，在最适 pH 值条件下，酶催化反应速度达到最大
（五）金属离子的催化
第 三 章 酶 催 化 作 用 机 制
作为辅基或激活剂 调节氧化还原反应 稳定或屏蔽电荷 传递电子
(六)活性中心的低介电性 ——微环境效应
第 三 章 酶 催 化 作 用 机 制
微环境效应的概念： 微环境是指酶的活性中心上的催化基团所 处的一种特殊的疏水反应环境。
（2） 专一性不可逆抑制
第 三 章 酶 催 化 作 用 机 制
专一性不可逆抑制剂是根据酶的底物 结构和催化机制，专门设计的只对某 一种酶起不可逆抑制作用的化合物。 又称为亲和标记试剂。
结合型和催化型不可逆抑制
第 三 章 酶 催 化 作 用 机 制
专一性不可逆抑制又可以根据其 作用机制不同分为结合型 (K s 型 ) 不可逆抑制和催化型(Kcat型)不可 逆抑制两种。
（1） 非专一性不可逆抑制
第 三 章 酶 催 化 作 用 机 制
非专一性不可逆抑制剂作用于酶分子中一 类或几类基团。如果被作用的基团属于必 需集团，或者作用后引起酶分子活性中心 结构不可逆转的改变，则导致酶的不可逆 抑制。不可逆抑制剂主要有：汞、银、铅 等重金属离子，有机磷、有机砷、有机汞、 氰化物、硫化氢化合物，酰基化试剂，烷 基化试剂，巯基乙醇等。
第 三 章 酶 催 化 作 用 机 制
(四)共价催化机制
第 三 章 酶 催 化 作 用 机 制
在酶催化过程中，首先酶与底物形成 一种中间复合物。这种中间复合物是 由于酶的某些基团攻击底物的某些特 定基团而形成的共价中间产物。这种 催化理论称为共价催化机制。共价催 化可分为亲核催化和亲电催化两类。
第三章 酶催化作用机制
第 三 章 酶 催 化 作 用 机 制
一、酶的作用机制相关学说
二、酶反应的高效催化机制 三、酶促反应动力学
一、酶的作用机制相关学说
第 三 章 酶 催 化 作 用 机 制
关于酶的作用机制有多种学说。这些 学说有一些共同的特点： 1.酶的活性中心是酶表现专一性的基 础，不仅要求结合基团与催化基团的 存在，而且要求他们有特定的构象分 布； 2.酶要表现作用必须通过它和底物结 合。
（一）邻近效应和定向效应
第 三 章 酶 催 化 作 用 机 制
邻近效应是指底物结合于很小体积的活性中 心后，使活性中心的底物浓度得以极大的提 高，并同时使反应基团之间互相靠近，提高 了反应速度。 定向效应(orientation effect)是指底物的反应 基团与催化基团之间或底物的反应基团之间 正确地取向所产生的效应。
两边同取倒数
Km 1/V= + 1/Vmax 1/[S] Vmax （林－贝氏方程）
酶动力学的双倒数图线
2） Hanes作图法
在林－贝氏方程基础上，两边同乘[S]
[S]/V
[S]/V=Km/Vmax + [S]/Vmax
Km/Vm -Km [S]
Eadie-Hofstee plot
Hanes plot
而ES分解为E及P的反应为慢反应，反 应速度取决于慢反应即 V＝k3[ES]。 (1) S的总浓度远远大于E的总浓度，因此在反 应的初始阶段，S的浓度可认为不变即
[S]＝[St] 。（t代表初始）
稳态：是指ES的生成速度与分解速度相等， 即 [ES]恒定。
K1 ([Et]－[ES]) [S]＝K2 [ES] + K3 [ES]
（1）结合型不可逆抑制
第 三 章 酶 催 化 作 用 机 制
第 三 章 酶 催 化 作 用 机 制
(三)酸碱催化机制
第 三 章 酶 催 化 作 用 机 制
酶的催化作用是酶和底物分子之间通过质 子（ H + ）传递作用，即酸和碱的相互转变， 而降低反应所需的活化能，使反应加速进 行。这种催化理论称为酸碱催化机制。 酶蛋白中的酸碱催化基团是由氨基酸残基 上的侧链提供的，酸碱催化基团中，以咪 唑基最为常见。
（七）协同催化
第 三 章 酶 催 化 作 用 机 制
某一酶的催化中并不只有一种效应，而 往往是多种效应共同存在，这些效应协 同作用。
三、酶促反应动力学
概念
第 三 章 酶 催 化 作 用 机 制
酶促反应动力学是研究酶促反应速度以 及影响酶促反应速度的各种因素，并加 以定量的阐述的一门科学。
影响因素包括有
此学说认为：酶分子的 构象不是一成不变的， 而是在底物分子临近酶 分子时，酶分子受到底 物的诱导，其构象会发 生某些变化，使之有利 于与底物结合。
第 三 章 酶 催 化 作 用 机 制
二. 酶作用高效率的机理
第 三 章 酶 催 化 作 用 机 制
邻近效应和定向效应 构象变化效应 酸碱催化机制 共价催化机制 金属离子的催化 活性中心的低介电性——微环 境效应 协同催化
ห้องสมุดไป่ตู้
（二）底物分子形变或扭曲
第 三 章 酶 催 化 作 用 机 制
当酶分子与底物分子互相接近时， 由于两者的相互作用，酶分子和底 物都会发生构象变化，从而有利于 酶与底物的结合，这种作用称为构 象变化效应。 1.底物诱导酶分子构象的改变 2.酶分子诱导底物构象的改变