生物化学酶知识考点整理

2023年12月12日发(作者：最大自然数是多少)

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生物化学酶知识考点整理

● 特点

● 易失活

● 效率高

● 邻近效应

酶和底物形成中间复合物，↑反应有效浓度，↑反应V

● 定向效应

催化基团和反应基团的正确取位

● 底物的形变和诱导契合

发生酶和底物的构象变化，活化能降低

● 多元催化和协同效应

● 活性部位微环境的影响

疏水环境、非极性环境使带电基团之间的静电作用更强

● 专一性

● 专一性假说

● 锁钥假说

● 诱导契合假说

酶活性部位是柔软的

● 结构专一性

● 绝对专一性

● 相对专一性

● 基团（族）专业性

● 键专一性

● 立体专一性

● 旋光异构专一性

L/D

● 几何异构专一性

反式/顺式

● 活性可调节

● 酶浓度调节

● 激素调节酶活性

● 反馈抑制调节

● 抑制剂和激活剂

● 其他

● 别构调节

酶分子的非催化部位与某些化合物可逆地非共价结合后发生构象改变

● 别构剂 （别构激活剂➕ 别构抑制剂）

一般微小分子代谢物或辅因子

● 别构酶特点

● 多亚基（催化亚基➕调节亚基）

● 一般处于代谢开始或分支

● 不遵守米氏方程

● 动力学曲线（正协同→S型曲线/负协同→双曲线）

● 别构模型

● 齐变模型（WMC 模型）

每个亚基→R型（+结合底物and 松弛）➕ T型（不利于结合底物、紧张）

● 序变模型（KNF 模型）

底物结合后触发T态→K态

● 典型例子：天冬氨酸转氨甲酰酶（ATC a ）

ATP（别构激活剂）、CTP（别构抑制剂）

● 酶原激活

原蛋白质不具有生物活性，蛋白水解酶作用后，构象变化→活性蛋白 不可逆

● 典型例子

● 胰蛋白酶原的激活

肠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和异亮氨酸16切开→胰凝乳蛋白酶

● 可逆的共价修饰

● 磷酸化与脱磷酸化

ATP 或者GTP γ位的磷酸基转移到氨基酸残基

● 蛋白激酶

● Ser /Thr 型（催化R基—OH 的磷酸基）

● Tyr 型（酚羟基）

● 同工酶

蛋白质分子结构、理化性质和免疫性能等方面存在差异，但能催化相同化学反应的一组酶

● 乳酸脱氢酶（5种同工酶）

● 本质

● 具有催化活性的RNA

● 单纯蛋白质

● 缀合蛋白质

● 脱辅酶➕辅酶

结合松弛，可以用透析的方式除去

● B族维生素

● 维生素B 硫胺素（硫胺素焦磷酸TTP ）→ 丙酮酸脱氢酶复合体

脚气病、多发性神经炎

● 维生素PP 烟酸 + 烟酰胺 →（烟酰胺腺嘌呤二核苷酸NAD ⁺，辅酶Ⅰ）

（烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸NADP ⁺，辅酶Ⅱ）→ 电子载体 受体/供体

赖皮病、对称性皮炎

● 维生素B₂ 核黄素（黄素单核苷酸 FMN ） （黄素腺嘌呤二核苷酸FAD ）→氧化还原酶

口角炎、皮炎、唇炎

● 维生素B₃ 泛酸 （辅酶A CoA）（酰基载体蛋白 ACP ）→酰基传递作用

● 维生素B₆ （磷酸吡哆醛 PLP ）（磷酸吡哆胺 PMP ）→转氨作用、脱羧作用、消旋作用、β和γ消除作用、羟醛反应

● 维生素B₁₂ 氰钴胺素 （5’—脱氧腺苷钴胺素）（甲基钴胺素）→分子内重排作用、核苷酸变成脱氧核苷酸、甲基转移

恶性贫血

● 生物素 （生物胞素） →二氧化碳固定和羧化反应

恶心🤢、呕吐🤢、厌食

● 叶酸 （四氢叶酸THF /FH ₄）→一碳单位载体参与代谢反应

巨红细胞性贫血

● 硫辛酸 （硫辛酸、赖氨酸）

● 维生素C 抗坏血酸 → ①氧化还原反应 ②羟化反应

其他功能：①防止贫血 ②促进铁吸收 ③改善变态反应 ④刺激免疫反应 败血症

● 金属离子

● 金属酶

结合非常牢固

● 细胞色素氧化酶（铁）

● 红素酶（铁）

● 含 铜、 锌、锰、钴等

● 金属激活酶

结合松弛

● 脱辅酶➕辅基

共价键结合

● 单体酶、寡聚酶、多酶复合体

多条肽链组成、多个亚基组成、多种酶组成

● 分类：①氧化还原酶类 ②转移酶类 ③水解酶类 ④裂合酶类 ⑤异构酶类 ⑥连接酶类

● 反应动力学

● 米氏方程说明关系

● [S]<

● [S]>>Km ，反应V→最大 [S]与[E]→在无关→零级动力学

● [S]=Km ，反应V=V最大的一半

● 动力参数

● Km

酶反应速率达到最大反应速率一半时的底物浓度

● Km越小，酶对底物的亲和力越大

● 与酶性质有关

● 可判断酶的专一性

● 推断反应的方向和途径（及优势途径、限速途径）

● Kcat （催化常数）

最大催化活力量度

● Kcat /Km（催化效率）

● 影响因素

● 温度

↗ 导致 加快

● PH

酶空间结构 酶与底物结合

● 激活剂：凡能提高酶活性的物质

对酶的作用有一定选择性

● 无机离子或简单有机化合物

● 蛋白酶

● 酶的抑制

● 常见抑制剂

● 不可逆抑制剂

● 非专一性不可逆抑制剂

有机磷化物、有机汞、烷化剂

● 专一型不可逆抑制剂

Kcat 型、Ks型（亲和标记试剂）

● 竞争性抑制剂（抗代谢物）

磺胺类药物、过渡态类似物

● 抑制作用类型

● 不可逆抑制作用

● 可逆抑制作用

● 竞争性抑制作用

● I（抑制剂）存在时，Vm不变，Km↑

● 解除抑制：增加底物浓度

● 非竞争性抑制作用

酶和抑制剂结合后还可以与底物结合，形成三元复合物后不能分解产物

● I（抑制剂）存在时，Vm ↓ ，Km不变

● 解除抑制：增加酶浓度

● 反竞争性抑制作用

酶和底物结合后才和抑制剂结合

● I（抑制剂）存在时，Vm ↓ ，Km↓

● 活性部位

指酶分子上结合底物将底物转化为产物的区域

● 特点

占相当小的部分，三维实体 在疏水区域，通过非共价键与底物结合 具有柔性、可运动性

● 研究方法

● 酶分子侧链基团的化学修饰法

● 非特异性共价修饰

酶活力丧失程度和修饰剂浓度成一定比例

● 特异性共价修饰

特殊化学试剂专一修饰

● 亲和标记

● 动力学参数测定法

● X射线晶体结构分析法

● 定点诱变法（常用）

定点改变蛋白质基因中的DNA 顺序

● 催化反应机制

● 酸碱催化

通过提供质子或者接受质子，降低活化能

● 共价催化

使底物迅速形成不稳定的中间复合物，降低反应活化能

● 亲核催化

放出电子作用于底物缺电子中心

● 亲电子催化

● 金属离子的催化

结合底物为反应定向 金属离子氧化态和还原态的转换 做酶的辅助因子传递电子

● 金属酶

● 金属———激活酶

● 催化反应机制实例

● 溶菌酶→杀菌作用→分解细菌细胞壁

作用于β-1，4-糖苷键（酸碱催化）

● 丝氨酸蛋白酶家族→酸碱催化➕共价亲核催化

胰凝乳蛋白酶、胰蛋白酶、弹性蛋白酶都有催化三联体

● 核糖核酸酶催化核酸水解→酸碱催化

● 酶活力

● 酶活力 → 催化某一化学反应的能力 （IU）Katal

● 酶的比活力 → 酶的纯度 （U/g或者U/mL）

● 测定方法

● 分光光度法

简单迅速准确

● 荧光法

灵敏度高

● 同位素测定法

● 电化学法

● 维生素

一类参与生物生长发育以及代谢所需的微量有机物质

● 脂溶性维生素

● 维生素A（视黄醇）

● 分为维生素A₁，A₂

● 视黄醛前体物质，视黄醛合成视紫红质（感光物质）

● 夜盲症、干眼症、皮肤干燥

● 维生素D（抗佝偻病维生素）

● 分为D₁、D₄、麦角钙化醇（D₂）、胆钙化醇（D₃）→1-25-二羧维生素D₃（活性形式）

● 调节钙、磷代谢，促进成骨，脂质代谢有作用

● 佝偻病（儿童），软骨病（成人）

● 维生素E（生育酚、生育三烯酚）

● 抗氧化剂

● 促进性激素分泌，提高生育能力

● 促进血红素合成

● 保护生物膜结构和功能

● 肌肉萎缩、不育、贫血

● 维生素K（凝血维生素）

● K₁，K₂，K₃

● 促进凝血酶原合成，调节骨代谢

● 影响血液凝固

● 水溶性维生素（见辅酶）

● 维生素B族

● 硫辛酸

● 维生素C

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