1） 酶蛋白与金属离子结合紧密 2）过渡金属离子：如Fe2+/Fe3+,Cu2+/Cu+，
Zn2+，Mn2+等
3）通过配位健与氨基酸残基侧链基团相连 或作为酶的辅助因子

金属激活酶（metal-actived enzymes)
1）结合较松散 2）碱金属离子或碱土金属离子，如K+,Na+,Mg2+,Ca2+等
• 活性中心的必需基团：与底物结合 • 非活性中心的必需基团：具有空间 支撑或结构 维持作用

非必需基团：与酶的其它活性有关，如识别、 定位、免疫等
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Movie. Enzyme reaction2
（二）酶与底物分子相互作用

酶－底物中间复合物（enzymesubstrate complex) E+S ES E+P
3. 反竞争性抑制 (anticompetitive inhibition)
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1.竞争性抑制 (Competitive inhibition)
概念：抑制剂的化学结构与底物相似，与底物竞 争性的与酶的活性中心结合。
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2.非竞争性抑制 (noncompetitive inhibition）
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与酶催化特性有关的因素
1 酶分子的结构 2 酶与底物分子之间的相互作用 3 酶与底物分子之间的定向效应 4 酶与反应过渡态的结合作用 5 酶与底物的手性选择性结合作用

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（一）酶分子的结构
Movie.ES complex
酶的活性中心 结合部位：专一性
非专一性不可逆抑制 专一性不可逆抑制

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非专一性不可逆抑制

概念：一种抑制剂可作用于酶分子上的 不同基团或作用于几种不同的酶
例如：烷化剂类：碘乙酸 酰化剂类：酸酐、磺酰氯
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专一性不可逆抑制
Ks型：一种抑制剂只作用于酶分子中一种氨基酸
侧链基团，该氨基酸残基属于酶的必需基团。
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学习要求

了解酶的命名和分类 弄清酶的化学本质 掌握理解活性中心、酶活性、反应初速度、比活性、Km 最适PH、最适温度、酶原、竞争性抑制 弄清影响酶促作用的各种因素 掌握酶促作用的动力学和结构基础 对比酶的几种不同类型的抑制作用 酶的作用机制与药物分子的设计 了解核酸酶、抗体酶的相关知识 了解同功酶、诱导酶、别构酶、固定化酶的本质和应用
如：有机汞：专一作用于巯基 有机磷农药：专一作用于丝氨酸羟基 如乐果、敌百虫等
Kcat型：

结构及作用特点：
抑制剂为底物的类似物，但其结构中潜藏着一种化学活性 基团，在酶的作用下，潜在的化学活性基团被激活，与酶 的活性中心发生共价结合，不能再分解，酶因此失活。
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用自杀性底物对付抗青霉素的菌株
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酶－底物结合力

1、静电引力 2、氢键 3、疏水键相互作用：活性中心是相对的疏水环境
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（三）酶与底物的定向效应

底物分子结合到酶的活性中心：
1)底物在酶活性中心的有效浓度大大增加 2)活性中心的立体构型和相关基团的诱导和定向 作用，使底物分子中参与反应的基团相互接近， 并被严格定位 3)是酶促反应具有高效率和专一性的原因

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三、酶的非蛋白组分
——辅酶和金属离子
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（一）辅酶和辅基
1、辅酶和辅基的区别
与酶蛋白结合的强弱——透析
2、辅酶和辅基的功能 本质：小分子有机化合物 具有氧化还原性或转移基团的能力 3、辅酶和辅基的作用特点 直接参与反应——“第二底物”
青霉素分子 耐药性产生的原因 解决耐药性的方法
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青霉素分子
β－内酰胺环 与噻唑环融合
诱 导 酶 ， 耐 药 性
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对青霉素酶具有抑制作用的青霉素产品

clavulanic acid本身没有 显著的抗菌活性，但它 对青霉素酶来说，
因此，将clavulanic acid与对青霉素酶敏感 的青霉素可以组合成新的青霉素制剂。现在 这种类型的青霉素产品己经被广泛应用。
概念：抑制剂与酶蛋白以非共价键结合，具有可
逆性，可用透析、过滤等方法将抑制剂除去。
结合部位：活性中心，非活性中心
结合方式：非共价键
分类：
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可逆抑制的分类
抑制剂与底物是否竞争与酶的结合 1. 竞争性抑制 (Competitive inhibition)
2. 非竞争性抑制 (uncompetitive inhibition)
• 全酶中的辅酶决定酶反应专一性——同一辅酶或辅基可以
和多种不同的酶蛋白结合形成不同的全酶。 • 全酶中的酶蛋白决定底物专一性
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（一）辅酶和辅基
4、辅酶和维生素
大多数辅酶或辅基的前体是维生素，主要是水溶性B 族维生素。
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（二）酶分子中的金属离子

金属酶（mentalloenzymes)，如SOD
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对青霉素酶不敏感的青霉素新品种

cefoxitin ， 先 锋 霉 素 (或称为头抱菌素）类 抗生素，其结构为:
由链霉菌产生，稳定性好的原因主 要是其分子中β-内酰胺环上连接 的噻唑侧链基团和甲氧基的空间位 阻作用，影响了与青霉素酶的结合。
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可逆抑制（reversible inhibition)
Km的意义？
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米氏方程的推导
酶促反应历程
Movie. equation1
ES降解速率
Movie.equation2
米氏方程
Movie.equation4
ES形成速率
Movie.ES k1
米氏曲线
Movie.double-curve
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反应平衡时
Movie.equation3
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比普通催化剂效能高107～1013倍
Movie.decrease energy
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酶的催化作用特性
（二）酶是具有高度选择性的催化剂 反应专一性(reaction specificity)
• 只催化一种或一类反应，几乎不产生副反应 • 底物专一性(substrate specificity) (1)结构专一性(structure specificity)
如：SOD（超氧化物歧化酶） ——EC1.15.1.1（Enzyme Commission)
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5.3 酶的作用特性

酶的催化作用特性 与酶的催化特性有关的因素 酶的非蛋白组分——辅酶和金属离子
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酶的催化作用特性
（一）酶是自然界中催化活性最高的一 类催化剂
如：脲酶：只催化水解尿素 (2)立体专一性(stereo specificity) 手性底物，如：淀粉酶只水解D－葡萄糖形 成的1,4-糖苷键 (3)几何专一性(geometric specificity) 只催化某种几何异构体底物的反应
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酶的催化作用特性
（三）酶促反应遵循米氏动力学方程
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2) pH对酶作用的影响
pH对酶促反应速度的影响，主要有下 列原因：
– 1 影响酶和底物的解离 – 2 影响酶分子的构象
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3)酶浓度对酶作用的影响
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4) 激活剂对酶作用的影响
凡能提高酶的活性，加速酶促反应进行的物 质都称为激活剂或活化剂(activator)。 一般认为，激活剂的作用主要有以下几个方 面：

–1．解除抑制剂的抑制作用 –2．辅酶和辅基是构成某些有活性的全酶的必 要组成成份 –3．无机离子激活许多酶类
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4.5 酶的抑制剂与药物分子设计
酶的作用机理movie
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什么是抑制剂 ？ 抑制剂的作用机理 ？ 抑制剂的分类及特点 ？

抑制剂的作用机理与药物分子设计
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5.1 生物催化剂的发现和发展
一、生物催化剂的发现 1、ferment 2、淀粉糖化酶，提出酶的蛋白质的本质 5、1963年，牛胰核糖核酸酶的一级结构 1965年，鸡卵清溶菌酶的三维结构 1969年，人工合成核糖核酸酶


习惯名或常用名：
1、根据酶所作用的底物命名 如：淀粉酶，蛋白酶 2、根据酶所催化的反应命名 如：转氨酶，脱氢酶 3、在底物、反应基础上加上酶的来源或其它特点命名 如：胰蛋白酶、碱性磷酸酶
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国际系统分类法

酶的六大类：
1. 2. 3. 4. 5. 6. 氧化还原酶类（oxido-reductases) 转移酶类（transferases) 水解酶类（hydrolases) 裂合酶类（lyases) 异构酶类（isomerases) 合成酶类（ligases)
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