2023年执业医师最新最全考点解析系列生物化学部分酶.docx

第三单元　酶酶是生物催化剂，是一种具有生物活性的蛋白质，少数RNA分子也具有催化功能，称为核酶酶不改变反映的平衡，只是通过减少活化能加快反映的速度　　第一节　酶的催化作用　　本节考点：　　（1）酶的分子结构与催化作用　　（2）酶促反映的特点　　（3）酶-底物复合物　　　　一、酶的分子结构与催化作用　　绝大多数酶的本质是蛋白，根据酶的组成成分，分为单纯酶和结合酶两类　　1.单纯酶：此类酶的结构组成除蛋白外；无其他成分，酶的活性决定于蛋白部分　　2.结合酶：分子组成中除蛋白成分外，尚有一些对热稳定的非蛋白小分子物质，把分子组成中的蛋白部分称酶蛋白，非蛋白小分子物质称辅助因子　　酶蛋白与辅助因子结合形成的复合物称全酶通常全酶才干起催化作用：辅助因子+酶蛋白=全酶　　3.在催化反映中：酶蛋白与辅助因子所起的作用不同，酶反映的专一性及高效性取决于酶蛋白，而辅助因子则起电子、原子或某些化学基团的传递作用　　4.酶的活性中心：酶的特殊催化能力只局限在它的大分子的一定区域，称为酶的活性中心　　酶的活性中心有两个功能部位：　　（1）结合部位：一定的底物靠此部位结合到酶分子上　　（2）催化部位：底物的键在此处被打断或形成新的键，从而发生一定的化学变化。

　　5.必需基团　　（1）活性中心内的必需基团：活性中心内的一些化学基团，是酶发挥催化作用与底物直接作用的有效基团　　（2）活性中心外的必需基团：在活性中心外的区域，尚有一些不与底物直接作用的必需基团，这些基团与维持整个酶分子的空间构象有关，可使活性中心的各个有关基团保持于最适的空间位置，间接对酶的催化活性发挥其必不可少的作用　　　　二、酶促反映的特点　　高度特异、高效、不稳定和可调节　　（一）高度特异性（专一性）指酶对所作用的底物有严格的选择性一种酶只能对一种底物或某一类物质起催化作用，而其他化学催化剂一般对底物规定不严格　　根据酶对底物的选择限度不同，将酶作用的专一性分为两种类型　　1.结构专一性：根据酶对底物组成部分选择限度的不同又可分为：　　（1）绝对专一性：指酶对底物的规定非常严格，只作用于一种底物，而不作用于其他任何物质　　（2）相对专一性：这些酶对底物的规定比上述绝对专一性要低一些，可作用一类结构相近的底物涉及基团专一性和键专一性　　2.立体异构专一性：当底物具有立体异构时，酶只能对底物的立体异构体中的一种起作用，而对另一种则无作用　　（1）旋光异构专一性：如D-氨基酸氧化酶只能催化D-氨基酸氧化脱氨，而对L-氨基酸无作用。

　　（2）几何异构专一性：如琥珀酸脱氢酶只能催化琥珀酸脱氢生成延胡索酸，而不能生成马来酸，称为几何异构专一性　　（二）高度催化效率　　酶具有极高的催化效率要比一般催化剂高105～1013倍，这就是为什么生物体内酶含量少而又可催化大量的底物　　（三）高度不稳定性　　绝大多数酶的本质是蛋白质，凡是能使蛋白质变性的因素，如高温、高压、强酸、强碱等都会使酶丧失活性　　（四）酶活力的调节控制　　酶活力是受调节控制的，它的调节方式很多，涉及克制调节、共价修饰调节、反馈调节、酶原激活及激素的调节控制等　　　　三、酶-底物复合物　　“诱导契合”学说：当酶分子与底物分子接近时，酶蛋白受底物分子诱导，其构象发生有利底物结合的变化，酶与底物在此基础上互补契合进行反映近年来x射线晶体结构分析的实验结果也支持这一假说，证明了酶与底物结合时，确有显着的构象变化　　E+S←---->ES------->E+P　　第二节　辅酶与酶辅助因子　　本节考点：　　（1）维生素与辅酶的关系　　（2）辅酶作用　　（3）金属离子作用　　　　全酶中有蛋白质部分和辅助因子辅助因子又分为辅基与辅酶辅酶与酶蛋白结合疏松，可用透析或超滤的方法除去。

　　　　一、维生素与辅酶的关系　　水溶性维生素可以形成辅酶　　1.维生素B1又名硫胺素，体内活性形式为焦磷酸硫胺素（TPP）TPP是α-酮酸氧化脱羧酶的辅酶，也是转酮醇酶的辅酶　　2.维生素B2又名核黄素，体内活性形式为黄素单核苷酸（FMN）和黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）FMN及FAD是体内氧化还原酶的辅基，重要起氢传递体的作用　　3.维生素PP：涉及尼克酸和尼克酰胺，体内活性形式是：尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）和尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP+）NAD+及NADP+是体内多种脱氢酶（如苹果酸脱氢酶、乳酸脱氢酶）的辅酶，起传递氢的作用　　4.维生素B6：涉及吡哆醇，吡哆醛及吡哆胺体内活性形式为磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺磷酸吡哆醛是氨基酸转氨酶及脱羧酶的辅酶，也是δ-氨基γ-酮戊酸合酶（ALA合酶）的辅酶　　5.泛酸：又名遍多酸，体内活性形式为辅酶A（CoA）、酰基载体蛋白（ACP）CoA及ACP是酰基转移酶的辅酶，参与酰基的转移作用　　6.生物素：是多种羧化酶（如丙酮酸羧化酶）的辅酶，参与C02的羧化过程　　7.叶酸：又称蝶酰谷氨酸，体内活性形式为四氢叶酸（FH4）FH4是一碳单位转移酶的辅酶，参与一碳单位的转移。

　　8.维生素B12：又称钴胺素，体内活性形式为甲基钴胺素、5’-脱氧腺苷钴胺素生化作用：参与体内甲基转移作用　　9.维生素C：又称L-抗坏血酸参与氧化还原反映，参与体内羟化反映，促进胶原蛋白的合成，促进铁的吸取　　　　二、辅酶作用　　在反映中起运载体的作用，传递电子、质子或其他基团　　　　三、金属离子作用　　1.稳定酶的构象　　2.参与催化反映，传递电子　　3.在酶与底物间起桥梁作用　　4.中和阴离子，减少反映中的静电斥力等　　第三节　酶促反映动力学　　本节考点：　　（1）Km和Vmax的概念　　（2）最适pH值和最适温度　　　　一、底物浓度的影响　　（一）米氏方程Km和Vmax的概念　　底物浓度与反映速度的关系可以用米氏方程描述：　　v=Vmax·[S]／Km+[S]　　v：反映速度；[S]：底物浓度；Vmax：反映的最大速度；Km：米氏常数　　1.米氏常数：Km就是酶促反映速度为最大反映速度一半时的底物浓度，单位是mol／L　　2.米氏常数的意义　　（1）米氏常数是酶的特性常数之一，每一种酶都有它的Km值，Km值只与酶的结构和所催化的底物有关，与酶浓度无关　　（2）判断酶与底物亲和力的大小。

Km值小，表达用很低的底物浓度即可达成最大反映速度的一半，说明酶与底物亲和力大可用1／Km近似地表达亲和力，1／Km愈大，酶与底物的亲和力愈大，酶促反映愈易进行　　（3）判断哪些底物是酶的天然底物或最适底物（即Km值最小的底物）　　（4）判断正逆两向反映的催化效率如一个反映的正逆方向由同一个酶催化，则Km值较小的那向反映催化效率较高　　（5）求出要达成规定反映速度的底物浓度，或根据已知底物浓度求出反映速度　　例如：已知Km值，求使反映达成95%Vmax时的底物浓度为多少?　　解：95%Vmax=Vmax·[s]／Km+[s]　　移项解出[s]=19Km　　　　二、最适pH值和最适温度　　（一）温度对酶促反映有双重的影响　　1.酶促反映与一般化学反映同样，升高温度能加速化学反映的进行　　2.绝大多数酶是蛋白质，升高温度能加速酶的变性而使酶失活　　（二）最适温度：在某一温度范围时酶促反映速度最大，此温度称为酶作用的最适温度人体内酶最适温度多在37℃左右　　（三）最适pH：溶液的pH对酶活性影响很大在一定的pH范围内酶表现催化活性　　在一定pH时酶的催化活性最大，此pH称酶作用的最适pH偏离酶最适pH值愈远，酶的活性愈小，过酸或过碱则可使酶完全失去活性。

　　各种酶的最适pH不同，人体内大多数酶的最适pH在7.35—7.45之间，pH活性曲线近似于钟形但并非所有的酶都是如此，胃蛋白酶最适pH为1.5—2.5，其活性曲线只有钟型的一半；胆碱酯酶在pH大于7.0时有最大活性　　第四节　克制剂对酶促反映的克制作用　　本节考点：　　（1）不可逆克制　　（2）可逆性克制　　　　一、不可逆克制　　这类克制剂通常比较牢固的共价键与酶蛋白中的基团结合，而使酶失活，不能用透析、超滤等物理方法除去克制剂来恢复酶活性　　按照不可逆克制作用的选择性不同，又可分为专一性的不可逆克制与非专一性的不可逆克制两类　　1.非专一性不可逆克制：克制剂可与酶分子中的一类或几类基团反映，克制酶的活性或使酶失活一些重金属离子（铅、铜、汞）、有机砷化物及对氯汞苯甲酸等，能与酶分子的巯基进行不可逆结合，许多以巯基为必需基团的酶，因此会被克制，可用二巯丙醇（BAL）解毒：除去克制作用　　2.专一性不可逆克制剂：克制剂仅仅和酶活性部位的有关基团反映从而克制酶的活性有机磷杀虫剂（敌百虫、敌敌畏等）能特异性地与酶活性中心上的羟基结合，使酶的活性受到克制，并且有机磷杀虫剂的结构与底物愈接近，其克制愈快。

　　　　二、可逆性克制　　克制剂与酶非共价结合，可以用透析、超滤等简朴物理方法除去克制剂来恢复酶的活性，因此是可逆的根据克制剂在酶分子上结合位置的不同，又可分为三类：　　1.竞争性克制：克制剂I与底物S的化学结构相似，在酶促反映中，克制剂与底物互相竞争酶的活性中心，当克制剂与酶形成EI复合物后，酶才不能再与底物结合，从而克制了酶的活性，这种克制称为竞争性克制Km增高，Vm不变　　2.非竞争性克制剂：克制剂与底物结构并不相似也不与底物抢占酶的活性中心，而是通过与活性中心以外的必需基团结合克制酶的活性，这种克制称非竞争性克制非竞争性克制与底物并无竞争关系Km不变，Vm减少　　3.反竞争催克制：酶只有在与底物结合后，才干与克制剂结合，即ES+I→ESI，ESI一×→P比较起来，这种克制剂作用最不重要　　第五节　酶活性的调节　　本节考点：　　（1）别构调节　　（2）共价修饰　　（3）酶原激活　　（4）同工酶概念　　　　一、别构调节　　一些代谢物可以与某些酶分子活性中心外的某一部位可逆的结合，使酶发生变构并改变其催化活性此结合部位称为别构部位或调节部位对酶催化活性的这种调节称为别构调节受别构调节的酶称为别构酶。

导致别构效应的代谢物称为别构效应剂　　　　二、共价修饰　　酶蛋白肽链上一些基团可以与某种化学基团发生可遂的共价结合，从而改变酶活性这一过程称为酶的共价调节或化学修饰在共价调节过程中，酶发生无（低）活性与有（高）活性的互变　　　　三、酶原激活　　1.酶原：有些酶（大多数为水解酶）在细胞内初合成或初分泌时是无活性的，这些酶的前身称为酶原　　2.酶原的激活：在某些物质作用下，无活性的酶原转变为有活性的酶的过程　　3.酶原激活的本质：酶原激活的实质是活性中心的形成和暴露的过程一方面是酶蛋白的一部分肽段被水解，去掉其对必需基团的掩盖和空间阻隔作用，然后三维构象发生改变，必需基团相对集中，形成活性中心　　4.酶原激活的生理意义：酶原的存在形式对机体来说是一种保护作用例如胰腺分泌的胰蛋白酶原和胰凝乳蛋白酶原需在肠道内经激活才干催化蛋白质水解，这样也保护了胰腺不受酶的破坏　　　　四、同工酶概念　　指能催化相同的化学反映，但酶蛋白的分子结构、理化性质和免疫学性质不同的一组酶　　第六节　核酶　　本节考点：核酶　　核酶重要指一类。