V Vmax
[S]
第三节 酶促反应速度及其影响因素
3.当底物浓度高达一定程度，反应速度不再增加， 达最大速度。酶活性中心已被底物饱和。
V V Vmax Vmax
[S]
[S]
第三节 酶促反应速度及其影响因素
三、温度对反应速度的影响
(一)双重影响 2.0 温度升高，酶促反应速度升高； 酶本质是蛋白质，温度升高，可引起 酶 1.5 酶的变性，从而反应速度降低 。 活 (二)最适温度 性 1.0 酶促反应速度最大时的环境温度， 非酶的特征性常数。 (三) 应用意义 如低温麻醉、生物样本的低温保存、高 温高压灭菌等。
骨肌型
M
H H MH3
LDH2
H H H4
LDH1
在骨骼肌中占优势， 富含碱性氨基酸， 主要催化丙酮酸还 原为乳酸。
在心肌中占优势， 富含酸性氨基酸， 主要催化乳酸脱 氢生成丙酮酸
第二节 酶的分子结构及功能
• 不同组织中LDH同工酶的电泳图谱
点样槽位置
LDH1(H4) LDH2(H3M)
+
LDH3(H2M2)
*酶活性的调节； *通过改变底物浓度对酶进行调节等；
第一节 酶的概述
4、不稳定性
酶的本质是蛋白质，凡是影响蛋白质生物学活
性的因素都能影响酶的活性。
*酶促反应一般在常温、常压、中性pH 条件下进行。
*强酸、强碱、高温条件下条件，将引起酶的失活。
第二节 酶的分子结构及功能
酶的不同形式
(一) 单体酶：仅具有三级结构的酶。 (二) 寡聚酶：由多个相同或不同亚基组成的酶。 (三) 多酶体系：由不同功能的酶聚合形成的多酶 复合体。
NH2 O C NH2 尿素 NH CH3 O C NH2 甲基尿素 + H 2O 脲酶 + H2O 脲酶
2NH3 + CO2
第一节 酶的概述
立体异构专一性
仅作用与立体异构体当中的一种（只对特定空间结构的 某种或）(如：乳酸酸脱氢酶)
CH3CHCOOH NAD OH
+
CH3CCOOH NADH O
A+B ⇌C+D
底物 产物
酶
第一节 酶的概述
酶与一般催化剂的共性： • 反应前后没有质和量的改变 • 只能催化热力学上允许的化反应,降低反应的活化能
• 只能缩短反应时间，不能改变反应平衡点
★ 酶具有一般催化剂的特点，另外还有它自
己的特点。
第一节 酶的概述
1、高效性
* 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。 * 酶加速反应的机理是降低反应的活化能。
第五章
酶
问题
• • • • 1.稳定蛋白质亲水胶体性质的因素有哪些？ 2.什么是蛋白质的变性？变性的本质是什么？ 3.核酸可分为哪两类？ 4.核酸的化学元素组成包括哪些？其中特征 性元素是什么？ • 5.核酸的基本成分包括哪三种？核酸的基本 单位是什么？
问题
• 6.DNA主要含有哪些碱基？RNA主要含有哪 些碱基？ • 7.什么是核酸的一级结构？ • 8.DNA分子的二级结构是什么？请描述其主 要特征。 • 9.tRNA的二级结构为什么形态？三级结构 为什么形态？
种类
*必须激活剂：对酶促反应不可缺少的激活剂，多数为金属 离子；如Mg2+ 是己糖激酶的必需激活剂。 *非必需激活剂：使酶活性增加的激活剂， 多数为有机化合 物；如胆汁酸盐。
第三节 酶促反应速度及其影响因素
六、抑制剂对反应速度的影响
能使酶的活性降低或者丧失而不引起酶变性的 物质统称为酶的抑制剂。去除抑制剂后，可使酶的 活性恢复。
(四) 多功能酶或串联酶：具有多种不同催化功能 的多酶体系称为多功能酶。
第二节 酶的分子结构及功能
一、酶的分子组成
* 单纯酶：仅由蛋白质构成，如蛋白酶、淀粉酶等 酶蛋白 决定反应的特异性 *结合酶 （全酶） 辅助因子 决定反应的种类与性质
酶蛋白和辅助因子单独存在均无催化活性，只有结 合为全酶才有催化活性。
形成或暴露出酶的活性中心
第二节 酶的分子结构及功能
• 胰蛋白酶原的激活过程
胰蛋白酶原
缬 天 天 天 天 赖 异 缬 甘 组
46
S
丝
183
S
S S
肠激酶
缬
活性中心
异 甘 组 丝 S S
胰蛋白酶
S
S
第二节 酶的分子结构及功能
• 酶原激活的生理意义
避免细胞产生的酶对细胞进行自身消化，并使酶在特 定的部位和环境中发挥作用，保证体内代谢正常进行。 有的酶原可以视为酶的储存形式。在需要时，酶原适 时地转变成有活性的酶，发挥其催化作用。
心肌梗死和肝病病人血 清LDH同工酶谱的变化 肝病酶谱 正常酶谱
酶 活 性
心肌梗死酶谱
第三节 酶促反应速度及其影响因素
*酶促反应动力学： 研究酶促反应速度及各种因素对酶促反应速度影 响机制的科学。 *影响因素： 酶浓度[E]、底物浓度[S]、pH、 温度、激活剂、抑制剂
第三节 酶促反应速度及其影响因素
第一节 酶的概述
• 定义：酶是一类由活细胞产生的，对其特异底 物具有高效催化作用的蛋白质。也称为生物催 化剂。
来源：活细胞产生 功能：催化剂
本质：蛋白质（核酶例外）
第一节 酶的概述
几个名词：
• • • • 底物：酶作用的物质 产物：反应产生的物质 酶促反应：酶催化的反应 酶活性：酶催化化学反应的能力
第二节 酶的分子结构及功能
酶活力的表示方法
※ 国际单位IU：1961年，在最适条件下每分钟转化1μ mol底
物所需要的酶量为一个酶活力单位。 即 1IU= 1μ mol/min
※ 国际单位Kat：1972年，指在最适条件下1秒钟内转化1mol
底物所需的酶量。 即 1 Kat=1mol/s Kat和IU的换算关系：1 Kat=6×107 IU，
第一节 酶的概述
2、高度特异性
一种酶仅作用于一种或一类化合物，或作用于一定的 化学键，催化一定的化学变化并生成一定的产物。酶的这 种选择性称为酶的特异性或专一性。
绝对专一性 相对专一性 立体异构专一性
第一节 酶的概述
绝对专一性
酶只作用于特定结构的底物，进行一种专一的反应，生成 一种特定结构的产物 。如：
第二节 酶的分子结构及功能
四、同工酶 定义：
是指催化相同的化学反应，而酶蛋白的分子结构、
理化性质乃至免疫学性质不同的一组酶。
第二节 酶的分子结构及功能
L-乳酸脱氢酶（LDH)： 由H和M两种亚基组成的四聚体 心肌型
H M M M M M4 LDH5 M M M H M3 H LDH4 M M H H M 2 H2 LDH3 M H H H
0 10 20 30 40 50 60 0.5
温度 ºC
第三节 酶促反应速度及其影响因素
四、pH
最适pH：酶催化 活性最大时，反 应体系的pH。 非酶的特征性常数
0 2 4 6 8 10 酶 活 性 胃蛋白酶 淀粉酶 胆碱酯酶
pH
第三节 酶促反应速度及其影响因素
五、激活剂对反应速度的影响：
使酶由无活性变为有活性或者使酶的活性增加的物质。
H+
第一节 酶的概述
相对专一性
有些酶可以作用于一类化合物或者一种化学键， 具有不太严格的选择性，称为相对专一性。如：磷
酸酶可以水解磷酸酯键；脂酶可以水解脂肪，也可水解简单
的酯。
第一节 酶的概述
3、可调节性
• 酶活性受多种因素的调控而发生改变，以适应不 断变化的内、外环境和生命活动的需要。 *对酶生成与降解量的调节；
第一节 酶的概述
活化能：底物分子从初态转变到活化态所需的能量。
能 量
一般催化剂催 化反应的活化能
非催化反应活化能
酶促反应 活化能
底物
反应总能量改变
产物
反 应 过 程
酶促反应活化能的改变
第一节 酶的概述
过氧化氢（H2O2）分解反应所需活化能 催化剂 无 胶钛肥 过氧化氢酶 每摩尔所需活化能 18000cal 11700cal 2000cal
一、酶浓度对反应速度的影响
V
* 当 [S] ＞＞ [E] ，反应 速度与酶浓度成正比。
*关系式为：V = K [E]
0 [E]
第三节 酶促反应速度及其影响因素
二、底物浓度对反应速度的影响
1、当底物浓度较低时，反应速度与底物浓度成正比。
V
Vmax
[S]
第三节 酶促反应速度及其影响因素
2、随着底物浓度的增高，反应速度不再成正比例加 速。
★ 变性因素不属于抑制剂范畴；
因为：抑制剂对酶有选择性，而变性因素没有。
第三节 酶促反应速度及其影响因素
抑制作用的类型
*不可逆性抑制 竞争性抑制 *可逆性抑制 非竞争性抑制 反竞争性抑制
第三节 酶促反应速度及其影响因素
不可逆性抑制：
抑制剂与酶的活性中心的必须基团以共价键结合，使酶失 活，不能用透析、超滤等物理方法除去而使酶恢复活性。例： 有机磷化合物 羟基酶
第二节 酶的分子结构及功能
必需基团：
酶分子中氨基酸残基侧链的化学基团中，一些与 酶活性密切相关的化学基团。
*活性中心内的必需基团
结合基团：与底物结合 催化基团：催化底物转变成产物
*活性中心外的必需基团 不参与酶活性中心的组成，维持酶活性中心的 空间构象。
第二节 酶的分子结构及功能
活性中心以外 的必需基团 酶 的 活 性 中 心 底物
+
N
CH3 解磷定
有机磷化合物对羟基酶的抑制
辅酶: 与酶蛋白结合疏松，可用透析或超滤的方法除去。