生物化學酶知識考點整理

2023年12月12日發(作者：最大自然數是多少)

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生物化學酶知識考點整理

● 特點

● 易失活

● 效率高

● 鄰近效應

酶和底物形成中間復合物，↑反應有效濃度，↑反應V

● 定向效應

催化基團和反應基團的正確取位

● 底物的形變和誘導契合

發生酶和底物的構象變化，活化能降低

● 多元催化和協同效應

● 活性部位微環境的影響

疏水環境、非極性環境使帶電基團之間的靜電作用更強

● 專一性

● 專一性假說

● 鎖鑰假說

● 誘導契合假說

酶活性部位是柔軟的

● 結構專一性

● 絕對專一性

● 相對專一性

● 基團（族）專業性

● 鍵專一性

● 立體專一性

● 旋光異構專一性

L/D

● 幾何異構專一性

反式/順式

● 活性可調節

● 酶濃度調節

● 激素調節酶活性

● 反饋抑制調節

● 抑制劑和激活劑

● 其他

● 別構調節

酶分子的非催化部位與某些化合物可逆地非共價結合后發生構象改變

● 別構劑 （別構激活劑? 別構抑制劑）

一般微小分子代謝物或輔因子

● 別構酶特點

● 多亞基（催化亞基?調節亞基）

● 一般處于代謝開始或分支

● 不遵守米氏方程

● 動力學曲線（正協同→S型曲線/負協同→雙曲線）

● 別構模型

● 齊變模型（WMC 模型）

每個亞基→R型（+結合底物and 松弛）? T型（不利于結合底物、緊張）

● 序變模型（KNF 模型）

底物結合后觸發T態→K態

● 典型例子：天冬氨酸轉氨甲酰酶（ATC a ）

ATP（別構激活劑）、CTP（別構抑制劑）

● 酶原激活

原蛋白質不具有生物活性，蛋白水解酶作用后，構象變化→活性蛋白 不可逆

● 典型例子

● 胰蛋白酶原的激活

腸激酶作用使活性中心暴露

● 胰凝乳蛋白酶原激活

胰凝乳蛋白酶酶原被胰蛋白酶在精氨酸15和異亮氨酸16切開→胰凝乳蛋白酶

● 可逆的共價修飾

● 磷酸化與脫磷酸化

ATP 或者GTP γ位的磷酸基轉移到氨基酸殘基

● 蛋白激酶

● Ser /Thr 型（催化R基—OH 的磷酸基）

● Tyr 型（酚羥基）

● 同工酶

蛋白質分子結構、理化性質和免疫性能等方面存在差異，但能催化相同化學反應的一組酶

● 乳酸脫氫酶（5種同工酶）

● 本質

● 具有催化活性的RNA

● 單純蛋白質

● 綴合蛋白質

● 脫輔酶?輔酶

結合松弛，可以用透析的方式除去

● B族維生素

● 維生素B 硫胺素（硫胺素焦磷酸TTP ）→ 丙酮酸脫氫酶復合體

腳氣病、多發性神經炎

● 維生素PP 煙酸 + 煙酰胺 →（煙酰胺腺嘌呤二核苷酸NAD ?，輔酶Ⅰ）

（煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸NADP ?，輔酶Ⅱ）→ 電子載體 受體/供體

賴皮病、對稱性皮炎

● 維生素B? 核黃素（黃素單核苷酸 FMN ） （黃素腺嘌呤二核苷酸FAD ）→氧化還原酶

口角炎、皮炎、唇炎

● 維生素B? 泛酸 （輔酶A CoA）（?；d體蛋白 ACP ）→酰基傳遞作用

● 維生素B? （磷酸吡哆醛 PLP ）（磷酸吡哆胺 PMP ）→轉氨作用、脫羧作用、消旋作用、β和γ消除作用、羥醛反應

● 維生素B?? 氰鈷胺素 （5’—脫氧腺苷鈷胺素）（甲基鈷胺素）→分子內重排作用、核苷酸變成脫氧核苷酸、甲基轉移

惡性貧血

● 生物素 （生物胞素） →二氧化碳固定和羧化反應

惡心??、嘔吐??、厭食

● 葉酸 （四氫葉酸THF /FH ?）→一碳單位載體參與代謝反應

巨紅細胞性貧血

● 硫辛酸 （硫辛酸、賴氨酸）

● 維生素C 抗壞血酸 → ①氧化還原反應 ②羥化反應

其他功能：①防止貧血 ②促進鐵吸收 ③改善變態反應 ④刺激免疫反應 敗血癥

● 金屬離子

● 金屬酶

結合非常牢固

● 細胞色素氧化酶（鐵）

● 紅素酶（鐵）

● 含 銅、 鋅、錳、鈷等

● 金屬激活酶

結合松弛

● 脫輔酶?輔基

共價鍵結合

● 單體酶、寡聚酶、多酶復合體

多條肽鏈組成、多個亞基組成、多種酶組成

● 分類：①氧化還原酶類 ②轉移酶類 ③水解酶類 ④裂合酶類 ⑤異構酶類 ⑥連接酶類

● 反應動力學

● 米氏方程說明關系

● [S]<

● [S]>>Km ，反應V→最大 [S]與[E]→在無關→零級動力學

● [S]=Km ，反應V=V最大的一半

● 動力參數

● Km

酶反應速率達到最大反應速率一半時的底物濃度

● Km越小，酶對底物的親和力越大

● 與酶性質有關

● 可判斷酶的專一性

● 推斷反應的方向和途徑（及優勢途徑、限速途徑）

● Kcat （催化常數）

最大催化活力量度

● Kcat /Km（催化效率）

● 影響因素

● 溫度

↗ 導致 加快

● PH

酶空間結構 酶與底物結合

● 激活劑：凡能提高酶活性的物質

對酶的作用有一定選擇性

● 無機離子或簡單有機化合物

● 蛋白酶

● 酶的抑制

● 常見抑制劑

● 不可逆抑制劑

● 非專一性不可逆抑制劑

有機磷化物、有機汞、烷化劑

● 專一型不可逆抑制劑

Kcat 型、Ks型（親和標記試劑）

● 競爭性抑制劑（抗代謝物）

磺胺類藥物、過渡態類似物

● 抑制作用類型

● 不可逆抑制作用

● 可逆抑制作用

● 競爭性抑制作用

● I（抑制劑）存在時，Vm不變，Km↑

● 解除抑制：增加底物濃度

● 非競爭性抑制作用

酶和抑制劑結合后還可以與底物結合，形成三元復合物后不能分解產物

● I（抑制劑）存在時，Vm ↓ ，Km不變

● 解除抑制：增加酶濃度

● 反競爭性抑制作用

酶和底物結合后才和抑制劑結合

● I（抑制劑）存在時，Vm ↓ ，Km↓

● 活性部位

指酶分子上結合底物將底物轉化為產物的區域

● 特點

占相當小的部分，三維實體 在疏水區域，通過非共價鍵與底物結合 具有柔性、可運動性

● 研究方法

● 酶分子側鏈基團的化學修飾法

● 非特異性共價修飾

酶活力喪失程度和修飾劑濃度成一定比例

● 特異性共價修飾

特殊化學試劑專一修飾

● 親和標記

● 動力學參數測定法

● X射線晶體結構分析法

● 定點誘變法（常用）

定點改變蛋白質基因中的DNA 順序

● 催化反應機制

● 酸堿催化

通過提供質子或者接受質子，降低活化能

● 共價催化

使底物迅速形成不穩定的中間復合物，降低反應活化能

● 親核催化

放出電子作用于底物缺電子中心

● 親電子催化

● 金屬離子的催化

結合底物為反應定向 金屬離子氧化態和還原態的轉換 做酶的輔助因子傳遞電子

● 金屬酶

● 金屬———激活酶

● 催化反應機制實例

● 溶菌酶→殺菌作用→分解細菌細胞壁

作用于β-1，4-糖苷鍵（酸堿催化）

● 絲氨酸蛋白酶家族→酸堿催化?共價親核催化

胰凝乳蛋白酶、胰蛋白酶、彈性蛋白酶都有催化三聯體

● 核糖核酸酶催化核酸水解→酸堿催化

● 酶活力

● 酶活力 → 催化某一化學反應的能力 （IU）Katal

● 酶的比活力 → 酶的純度 （U/g或者U/mL）

● 測定方法

● 分光光度法

簡單迅速準確

● 熒光法

靈敏度高

● 同位素測定法

● 電化學法

● 維生素

一類參與生物生長發育以及代謝所需的微量有機物質

● 脂溶性維生素

● 維生素A（視黃醇）

● 分為維生素A?，A?

● 視黃醛前體物質，視黃醛合成視紫紅質（感光物質）

● 夜盲癥、干眼癥、皮膚干燥

● 維生素D（抗佝僂病維生素）

● 分為D?、D?、麥角鈣化醇（D?）、膽鈣化醇（D?）→1-25-二羧維生素D?（活性形式）

● 調節鈣、磷代謝，促進成骨，脂質代謝有作用

● 佝僂?。▋和?，軟骨病（成人）

● 維生素E（生育酚、生育三烯酚）

● 抗氧化劑

● 促進性激素分泌，提高生育能力

● 促進血紅素合成

● 保護生物膜結構和功能

● 肌肉萎縮、不育、貧血

● 維生素K（凝血維生素）

● K?，K?，K?

● 促進凝血酶原合成，調節骨代謝

● 影響血液凝固

● 水溶性維生素（見輔酶）

● 維生素B族

● 硫辛酸

● 維生素C

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