考博生化和分子生物学复习笔记-第3章
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当有Kcat抑制剂时，此抑制剂被催化生成连丙二烯结构，连丙二烯易与His咪唑反应，使酶失活。
★以FMN（黄素单核苷酸）、FAD（黄素腺嘌呤二核苷酸）为辅基的单胺氧化酶的Kcat型不可逆抑制剂；炔类化合物。
迫降灵是一种单胺氧化酶的自杀性底物，是治疗高血压的良药。 单胺氧化酶能氧化某些血管舒张剂（如组胺）
由于迫降灵能抑制单胺氧化酶，也就能抑制一些血管舒张剂（如组胺）的氧化，因而有降血压的作用。
竞争性抑制作用小结：
（1） Vmax不变，Km变大。要达到同一个给定的Vmax分数，必须要有比无抑制剂时大得多的底物浓度。
（2） 竞争性抑制剂对酶促反应的抑制程度，决定于＇I＇、＇S＇、Km和Ki
A。 ＇I＇一定，增加＇S＇，可减少抑制程度。
B。 ＇S＇一定，增加＇I＇，可增加抑制程度（Km’增加）。
C。 Ki值较低时，任何给定＇I＇和＇S＇，抑制程度都较大，Ki越大，抑制作用越小。
D。 ＇I＇=Ki时，所作双倒数图直线的斜率加倍。
E。 在一定＇S＇、＇I＇下，Km值愈低，抑制程度愈小。
有机介质中的酶促反应（只是一部分酶）传统观点：酶是水溶性生物大分子，只能在水介质中进行催化反应，有机介质会使酶变性。
其实在细胞中，许多生物膜上的酶就是在低极性的微环境中发挥催化功能的。
优点 ①利于疏水性底物的反应。
②可提高酶的热稳定性，提高催化温度。
③能催化在水中不能进行的反应。
④可改变反应平衡移动方向。
⑤可控制底物专一性。
⑥防止由水引起的副反应。
⑦可扩大pH值的适应性等等。
1、 有机介质中酶促反应的条件
（1）、 必需水（结合水） 酶催化活性所必需的构象，是由水分子直接或间接地通过氢键等非共价相互作用来维持的，因此只有与酶分子紧密结合的单层水分子，对酶的催化活性才是至关重要的。 这紧紧吸附在酶分子表面，维持酶催化活性所必需的最少量的水称为必需水（或结合水、束缚水）。 酶的活性由必需水决定，而与溶剂里的水含量无关，只要必需水不丢失，其它大部分水即使都被有机溶剂取代，酶仍然保持其催化活性。
因此，可把有机介质中酶促反应理解为宏观上是在有机介质中，而在微观上仍是水中的酶促反应。正因如此，才能使用有机介质代替水溶液，进行酶促反应。
（2）、 对酶的要求 具有对抗有机介质变性的经能力。
（3）、 合适的溶剂及反应体系
（4）、 合适的pH 保证有机介质中酶的微环境具有最适pH值。酶应从具有最适pH值的缓冲液中冻干或沉淀出来。
2、 有机介质对酶性质的影响
（1）、 稳定性 大多数酶在低水有机介质中比在水介质中更稳定。
a。 热稳定性提高 例如：猪胰脂肪酶在醇和酯中进行催化反应，在100℃半衰期长达12h，其活性比25℃时还高几倍
b。 储存稳定性提高 胰凝乳蛋白酶在20℃时，在水中半衰期只几天。在辛烷中，可放6个月，仍保持全部活性。
（2）、 活性 有两类影响 升高活性 降低活性
酶的超活性：高于水溶液中酶活性值的活性。
（3）、 专一性 某些有机溶剂会使某些酶的专一性发生变化，如脂肪酶在有机介质中有合成肽键的功能。星号活力（第二活力）。
（4）、 反应平衡 有机介质能改变某些酶催化的反应平衡。例如：水解酶类（蛋白水解酶）在水介质中，水的浓度为55。5mol/L，平衡趋向水解方向， 如在含水量极低的有机介质中，平衡向含成方向偏移。
（5）、 分子印迹和pH记忆 酶在冻干前可用配体作印迹。 竞争性抑制剂，可诱导酶活性中心构象发生变化，形成一种高活性构象，而此种构象在除去抑制剂后，因酶在有机介质中的高度刚性而得到保持。
pH记忆：酶在有机介质中能“记住”它最后存在过的水溶液的pH值，因该pH值决定了酶分子上有关基团的解离状态，这种状态在冻干过程和分散到有机介质中之后仍得到保持。
★活性中心区域的一级结构 由于一些酶的活性中心一级结构结构与催化机理极其相似，可把它们归为一族。蛋白水解酶就有几个族：
（1）丝氨酸蛋白酶（胰凝乳蛋白酶、胰乳蛋白酶、弹性蛋白酶、枯草杆菌蛋白酶等）
（2）锌蛋白酶（羧肽酶等）
（3）巯基蛋白酶（木瓜蛋白酶等）
（4）羧基蛋白酶（胃蛋白酶等）
在同一族酶中，活性中心一级结构的a。a顺序极相似。
1同源的趋异进化 胰脏的胰凝乳蛋白酶、胰蛋白酶和弹性蛋白酶（疏水残基），活性中心Ser附近的a。a顺序相同，且分子一级结构中有40％a。a顺序相同，三维结构也相同，表明它们起源于共同的祖先，但是它们的底物专一性不同。这种来源于共同祖先，经基因突变而得出不同专一性的结果称为同源的趋异进化。
2异源的趋同进化 枯草杆菌的Ser蛋白酶的结构与上述三种酶很不同，且活性中心Ser附近的a。a顺序也不同
电荷中继网的位置也不同：Asp102…His57…Ser195（胰凝乳蛋白酶和弹性蛋白酶）Asp32…His64…Ser221（枯草杆菌蛋白酶）
这表明枯草杆菌蛋白酶与胰凝乳蛋白酶等三个酶来源不同，但它们的电荷中继网相同，功能相同，这种情况称异源的趋同进化。
※ 多酶体系与酶活性的调节控制
（一） 多酶体系及其分类 细胞中的许多酶，常常在一个连续的反应链中起作用，前一个反应的产物是后一个反应的底物。
多酶体系 在完整细胞内的某一代谢途径中，由几个酶形成的反应链体系。
可分为三种类型：可溶性的（分散性的），结构化的（多酶复合体），在细胞结构上有定位关系的（结构化程度更高）。
（二） 多酶体系的自我调节
（1）大部分具有自我调节能力的多酶体系，第一步反应就是限速步骤，它控制着全部反应序列的总速度。
（2）反馈抑制与底物激活 催化第一步反应的酶，大多都是别构酶，能被全部反应序列的最终产物所抑制，有时则是反应序列分叉处的酶受到最终产物的抑制，称为反馈抑制；有的被底物激活
正调节物：一般是别构酶的底物，可以激活别构酶。
负调节物：可以抑制别构酶，一般是代谢序列的最终产物。
二、 酶活性的调节控制和调节酶 调节酶：活性可被调节的酶，主要是别构酶和共价调节酶。
（一） 别构效应的调控 别构效应：调节物（效应物）与别构酶分子中的别构中心（调节中心）结合后，诱导产生或稳定住酶分子的某种构象，使酶活性中心对底物的结合催化作用受到影响，从而调节酶促反应的速度。
★ 别构酶的结构特点和性质
（1） 已知的别构酶都是寡聚酶，含有两个或两个以上亚基
（2） 具有活性中心和别构中心（调节中心），活性中心负责底物结合和催化，别构中心负责调节酶反应速度。活性中心和别构中心处在不同的亚基上或同一亚基的不同部位上。
（3） 多数别构酶不止一个活性中心，活性中心间有同种效应，底物就是调节物：有的别构酶不止一个别构中心，可以接受不同的代谢物的调节。
（4） 别构酶由于同位效应和别构效应，不遵循米式方程，动力学曲线也不是典型的双曲线型，而是S型（同位效应为正协同效应）和压低的近双曲线（同位效应为负协同效应）。
★别构酶的动力学曲线
① 同位效应为正协同效应的别构酶是S型曲线 这种S形曲线体现为，当底物浓度发生较小变化时，别构酶可以极大程度地控制反应速度，这是别构酶可以灵活地调节反应速度的原因。
米氏酶：＇S＇0。9/＇S＇0。1=81
别构酶：＇S＇0。9/＇S＇0。1=3
表明当底物浓度发生较小变化时，如上升3倍，别构酶的酶促反应速度可以从0。1Vmax升至0。9Vmax 。
当增加正调节物浓度时Km减小，亲和力增大，协同性减小：当增加负调节物的浓度时Km增加，亲和力减小，协同性增大（对底物浓度的反应灵敏度增加）。
② 同位效应为负协同效应的别构酶是近似双曲线 负协同效应时酶的反应速度对底物浓度的变化不敏感
★ 别构酶调节活性的机理
① 序变模型：酶分子中亚基结合底物后，构象逐个地依次变化。
② 齐变模型：
★ 别构酶的鉴定
① S型曲线是必要但不充分条件
② 脱敏作用
③ ＇S＇0。9／＇S＇0。1 Rs=81 米氏酶 Rs＜81 正协同 Rs＞81 负协同
④ Hill系数法
（二） 可逆共价修饰的调控（共价调节酶）共价调节酶：酶分子被其它的酶催化进行共价修饰，从而在活性形式与非活性形式之间相互转变。举例：糖原磷酸化酶
信号的级联放大：1分子磷酸化酶激酶，活化生成几千个磷酶化酶a 1分子磷酸化酶a，催化生成几千个1…P…G
共价调节酶的两种常见类型
①磷酸化 去磷酸化 …OH ATP
②腺苷酰化 脱腺苷酰化 腺苷酰基由ATP提供
（三） 酶原的激活 具有不可逆性。属于此类的有消化系统中的酶（胰蛋白酶，胰凝乳蛋白酶，胃蛋白酶）和血液凝固系统中的酶。酶原的激活生理意义：保证酶在其特定的部位与环境发挥其催化作用。此外，酶原还可视为酶的贮存 方式，但需要使酶原转化为有活性的酶，发挥对机体的保护作用。
（1）、 胰凝乳蛋白酶原的激活（由胰蛋白酶激活）（2）、 胰蛋白酶对胰脏蛋白酶原的激活
（四） 专一性调控蛋白（调控因子）对酶活性的调节控制 钙调蛋白、激素结合蛋白，促进或抑制特异的酶活性
维生素
一、脂溶性维生素
１、维生素A
作用：与眼视觉有关，合成视紫红质的原料；维持上皮组织结构完整；促进生长发育。
缺乏可引起夜盲症、干眼病等。
２、维生素D
作用：调节钙磷代谢，促进钙磷吸收。
缺乏儿童引起佝偻病，成人引起软骨病。
３、维生素E
作用：体内最重要的抗氧化剂，保护生物膜的结构与功能；促进血红素代谢；动物实验发现与性器官的成熟与胚胎发育有关。
４、维生素K
作用：与肝脏合成凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ有关。
缺乏时可引起凝血时间延长，血块回缩不良。
二、水溶性维生素
１、维生素B1
又名硫胺素，体内的活性型为焦磷酸硫胺素（TPP）
TPP是α…酮酸氧化脱羧酶和转酮醇酶的辅酶，并可抑制胆碱酯酶的活性，缺乏时可引起脚气病和（或）末梢神经炎。
２、维生素B2
又名核黄素，体内的活性型为黄素单核苷酸（FMN）和黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）
FMN和FAD是体内氧化还原酶的辅基，缺乏时可引起口角炎、唇炎、阴囊炎、眼睑炎等症。
３、维生素PP
包括尼克酸及尼克酰胺，肝内能将色氨酸转变成维生素PP，体内的活性型包括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＋和NADP＋在体内是多种不需氧脱氢酶的辅酶，缺乏时称为癞皮症，主要表现为皮炎、腹泻及痴呆。
４、维生素B6
包括吡�
