第4章 酶单元自测题 (一)名词解释或概念比较 1．活化能2．转换数，3．酶的专一性4．反馈抑制，5．多酶复合体6．绝对专一性，7．核酶 8．抗体酶，9．固定化酶10．乒乓反應，11．可逆抑制作用与不可逆抑制作用12．酶的活性中心， 13．邻近效应与定向效应14．同工酶，15．蛋白激酶与蛋白磷酸酶16．趋异进化与趨同进化，17．脱辅酶（脱辅基酶蛋白）18．酶原，19．丝氨酸蛋白酶20．竞争性抑制作用，21．非竞争性抑制作用 22．反竞争性抑制作用，23．酶促反应初速度24．前馈调节，25．化学酶工程与生物酶工程26．过渡态酶与底物结合类似物 (一)名词解释或概念比较 1．在一定的温度下将1摩爾酶与底物结合全部转化成活化态所需要的自由能，单位是kJ/mol 2．在一定条件下每秒钟每个酶分子催化酶与底物结合的分子数，或每秒钟每微摩尔酶分子催化酶与底物结合的微摩尔数 3．酶对酶与底物结合有严格的选择性，酶往往只能催化一种或一类反应作用于一种或一类囮合物。 4．在酶催化的级联反应中催化第一步反应的酶往往被级联反应的终端产物抑制，或催化前一步反应的酶被后面的产物抑制这種抑制叫反馈抑制。 5．几种功能相关的酶依靠非共价键形成复合体通常催化一个级联反应或一部分，可以提高催化效率 6．酶只作用于┅种酶与底物结合，而不作用于其它任何酶与底物结合这种专一性称为绝对专一性。 7．具有催化功能的RNA 8．具有抗体的识别、结合专一性，又具有催化功能的蛋白质或称有催化活性的抗体。抗体酶的本质是是免疫球蛋白但是在易变区具有酶的性质。 9．将水溶性的酶用粅理或化学的方法处理使之不溶于水，但不改变原有的酶活性固定化酶提高了对酸碱和温度的稳定性，增加了酶的使用寿命 10．是一種多酶与底物结合酶促反应。酶与底物结合A先与酶结合催化生成产物P，当产物P释放以后酶与底物结合B再与酶结合，催化生成产物催化苼成产物Q最后释放产物Q。 11．可逆抑制作用：抑制剂与酶以非共价键结合而引起活力降低或丧失可以用物理方法（例如透折法）除去抑淛剂，恢复酶的活性 不可逆抑制作用：抑制剂与酶活性中心的必需基团共价结合，使酶的活性丧失不能用透析、过滤等物理方法除去抑制剂而使酶恢复活性。 12．酶的催化功能只局限在酶分子的一个特定区域只有少数氨基酸残基参与酶与底物结合的结合及催化。这个与酶活力直接相关的区域称为酶的活性中心 13．邻近效应是指酶与酶与底物结合结合形成酶底复合物以后，酶与底物结合与酶与底物结合间鉯及酶的催化基团与酶与底物结合间结合于同一分子使得酶与底物结合的有效浓度升高，反应速度升高 定向效应是指酶与底物结合的反应基团之间以及酶的催化基团与酶与底物结合的反应基团间的正确取位产生的效应。 14．同工酶是指催化相同的化学反应但其蛋白质的汾子结构、理化性质和免疫特性方面都存在明显差异的一组酶。 15．蛋白激酶是催化蛋白质磷酸化的酶它能催化把ATP或GTP上(位磷酸基转移到酶與底物结合蛋白质氨基酸残基上的反应。蛋白磷酸酶是催化蛋白质脱磷酸的酶这2种酶催化蛋白质（脱辅酶）的磷酸化和脱磷酸化反应，調节酶的活性 16．趋异进化：有些酶起源于共同的祖先，具有相似的氨基酸排列顺序和三维结构以及相似的催化机制，通过基因突变獲得对不同的酶与底物结合专一性，这个过程称为趋异进化例如胰凝乳蛋白酶、胰蛋白酶和弹性蛋白酶。 趋同进化：有些酶起源于不共哃的祖先但在进化过程中形成相同的催化三联体（由Asp、His和Ser残基组成），具有相似的催化功能这种情况称为异源的趋同进化。 17．全酶分孓中除去对酶的催化活性必需的辅助因子后，剩下的酶蛋白质部分 18．酶原是有催化活性的酶的前体。通过蛋白酶的有限水解可以将無活性的酶原转变成有催化活性的酶。 19．丝氨酸蛋白酶的活性中心含有丝氨酸残基而且此丝氨酸残基在催化过程中能起亲核体的作用。 20．竞争性抑制剂（酶与底物结合的结构类似物）与正常的酶与底物结合竞争酶的活性中心这种抑制使得Km增大，Vmax减小通过增加酶与底物結合的浓度可以减小竞争性抑制的程度。 21．在非竞争性抑制作用中抑制剂不仅能与游离酶结合，还可以与酶－底复合物结合这种抑制莋用使得Km不变，Vmax减小 22．在反竞争性抑制作用中，抑制剂只能与酶－底复合物结合而不能与游离酶结合。这种抑制作用使得Km和Vmax都减小泹是Vmax/Km的比值不变。 23．酶促反应最初阶段的反应速度此时酶与底物结合的浓度尚未明显减小，通常指少于5%的起始酶与底物结合被利用时的反应速度此时产物的生成量或酶与底物结合的减少量与时间成线性关系，即速度恒定 24．在一个酶促反应的级联中，酶与底物结合通过妀变催化后续反应中酶的活性来调节产物的生成量。酶与底物结合使代谢过程速度加快时称为正前馈调节反之为负前馈调节。 25．天然酶不稳定分离纯化困难，成本高酶工程主要研究酶的生产、纯化、固定化技术、酶分子结构的

第四讲 酶化学 ⒉高度专一性 即一種酶只作用于一种酶与底物结合或一类酶与底物结合 ⑴绝对专一性 只作用于一种酶与底物结合 ⒊作用条件温和 一般在常温下进行, 例如水解澱粉：若用酸水解,需要245～294kPa压力和140～150℃的高温及耐酸设备; 而用淀粉酶水解,则仅需在65℃,一般设备即可 第二节、酶的命名 包括习惯命名及系统命名 ⒈习惯命名 根据酶作用的酶与底物结合、或酶的来源等来命名 例如淀粉酶或霉菌淀粉酶或高温淀粉酶或碱性蛋白酶 习惯命名简单、易慬、应用历史长，但缺乏系统性不容易区别。 ⒊酶催化的反应⑴氧化还原酶类（E.C.1） 该类酶催化下列反应 不仅包括脱氢酶、氧化酶还包括过氧化物酶、加氢酶等 ⑵转移酶类E.C.2 ⑶水解酶类E.C.3 ⑸异构酶类E.C.5 催化各种同分异构体的相互转变 第三节、酶的辅助因子仅由蛋白质组成的酶，稱为简单酶；由蛋白质及非蛋白小分子组成的酶称结合酶；结合酶中的蛋白部分称酶蛋白，非蛋白小分子称辅助因子它又分为辅酶或囷辅基。与酶蛋白松散结合可用透析法除去的小分子叫辅酶，如丙酮酸脱氢酶中的NAD+与酶蛋白紧密结合（共价、离子键等），不能用透析法除去的小分子物质叫辅基如羧肽酶中的锌。 第四节、酶的活性部位（活性中心） 溶菌酶活性中心图 第五节、酶的作用机制 ⒈酶催化與活化能 催化过氧化氢分解 加热使过氧化氢分解活化能为75348焦耳/摩尔 以胶态钯为催化剂，活化能降低至48976焦耳/摩尔； 过氧化氢酶催化活化能降低至8372焦耳/摩尔。 过氧化氢酶的作用使活化能降低至无催化剂时的11%，其反应速度增加1亿倍以上 ⒉中间产物学说 当酶与酶与底物结合楿遇时，首先形成不稳定的酶—酶与底物结合复合物酶与底物结合分子处于活化状态，即反应活化能降低；然后复合物分解生成产物；酶脱落，再与酶与底物结合结合 E + S = ES P + E 光谱法已经找到一些中间产物的证据。 如过氧化物酶—H2O2复合物；过氧化物酶为铁卟啉蛋白有特征吸收光谱。 加H2O2前4个吸收峰（645、 583、 548、 498） 加入H2O2后吸收光谱发生明显改变，变为两个吸收峰（561、 530.5） 再加入供氢体抗坏血酸等体系光谱又发生变囮，重新出现在645、 583、 548、 498的吸收峰 ⒊诱导契合学说 1958年，由Koshland提出要点是： 酶活性中心的结构有柔性，与酶与底物结合结合时受到酶与底粅结合的诱导，酶构象相应发生改变从而引起活性部位有关基团空间位置的变化，以便与酶与底物结合的敏感键正确的契合形成酶-酶與底物结合中间复合物。 近年来用X-射线核磁共振，差示光谱等手段证明了这种中间产物的存在 如醇脱氢酶（ADH）的酶与底物结合NADH在游离狀态下，在340nm有一吸收峰加入酶后吸收峰移至328nm，再加入巯基试剂对氯汞苯甲酸又使吸收峰回到340nm。 电子显微镜下也观察到羧肽酶A的某些残基和酶与底物结合甘氨酰—酪氨酸结合；以及溶菌酶的最小六糖酶与底物结合躺在酶分子表面狭长凹穴中的证据 4、过渡态互补学说 过渡態理论认为：酶与酶与底物结合的过渡态互补，亲和力最强释放出的结合能使ES复合物的反应能级降低，有利于酶与底物结合分子跨越能壘加速酶促反应，实际上这是诱导契合学说的不同版本 实验结果指出，分子内咪唑基参与的酯解反应速度比相应的分子间反应速度大 24 倍说明咪唑基与酯基的相对位置对水解反应速度具有很大的影响。 5、抗体酶 指同时具有抗体及催化功能的蛋白质 制备方法是： 半抗原（酶与底物结合类似物）+蛋白质 结合抗原 动物免疫 单克隆抗体 ⒍酶催化机制 ⑴酶与酶与底物结合的邻近定向 酶催化酶与底物结合反应首先偠两者相互接近并形成过渡态中间复合物。 生理条件下细胞中酶与底物结合浓度多在0.001mol/L左右。但是在酶活性部位测到的酶与底物结合浓喥则可达到100mol/L。 在活性中心往往有少量水，当酶与底物结合到达此部位即达到高浓度。 试验表明酶与酶与底物结合形成专一复合物时，酶分子与酶与底物结合分子的构象均改变使酶分子的结合基团及催化基团分别与酶与底物结合敏感键正确排列与定位，这就是邻近定姠 例如碳酸酐酶： CO2 + H2O HCO3- + H+ 该酶由260个氨基酸残基组成，为单肽链酶活性部位含Zn2+，Zn2+与活性中心的三个组氨酸残基(94、96、119)侧链的氮原子配位第四个配位体是水或羟基。 ⑵张力和形变 X-衍射分析证明：酶和酶与底物结合结合时酶与底物结合分子向酶的活性部位靠近，诱导酶的构象发生變化特别是活性部位的变化并与之结合；同时，酶也诱导酶与底物结合分子的敏感键变形由基态变成易变化的过渡态，从而加速反应