第四章 酶

酶的活性中心：酶分子中直接參與底物分子結(jié)合及催化作用的氨基酸殘基的側(cè)

鏈基團(tuán)根據(jù)一定空間結(jié)構(gòu)組成的區(qū)域。

酶原激活：某些酶先以無活性的酶原形式合成及分泌，然后在到達(dá)作

用部位時由另外的物質(zhì)作用，使其失去部分肽段從而形成或暴露活性中心

形成有活性的酶分子的過程。如胃蛋白酶原是無活性的，它在胃液中經(jīng)胃

酸的作用或有活性的胃蛋白酶的作用變成有活性的胃蛋白酶分子。

別構(gòu)效應(yīng)：調(diào)節(jié)物（或效應(yīng)物）與別構(gòu)酶酶分子的別構(gòu)中心結(jié)合后，

誘導(dǎo)出或穩(wěn)定住酶分子的某種構(gòu)象，使酶活性中心對底物的結(jié)合與催化作

用受到影響，從而調(diào)節(jié)酶的反應(yīng)速度及代謝過程，此效應(yīng)稱為酶的別構(gòu)效

應(yīng)。

輔酶和輔基：大多數(shù)情況下，可通過透析或其他物理方法從全酶中除

去，與酶蛋白結(jié)合松弛的輔助因子叫輔酶。以共價鍵和酶蛋白牢固結(jié)合，

不易用透析等方法除去的輔助因子叫輔基。二者的區(qū)別只在于與酶蛋白結(jié)

合的牢固程度不同，無嚴(yán)格絕對的界限。

酶的活力單位（ U）：酶活力的度量單位。 1961年國際酶學(xué)委員會

規(guī)定： 1個酶活力單位是指特定條件下，在 lmin內(nèi)能轉(zhuǎn)化 1μmol底

物的酶量，特定條件：溫度 25℃，其他條件采用最適，另外也存在人們

普通采用的其他酶活力單位。

同工酶：指催化同一種化學(xué)反應(yīng)，而其酶蛋白本身的分子結(jié)構(gòu)組成及

理化性質(zhì)有所不同的一組酶。

共價調(diào)節(jié)酶：由于其他的酶對某一酶的結(jié)構(gòu)進(jìn)行共價修飾而使其在活

性形式與非活性（或高活性與低活性）形式之間相互轉(zhuǎn)變，這種調(diào)節(jié)酶即

為共價調(diào)節(jié)酶。

2，酶作為生物催化劑與非酶催化劑有何異同點?

（1）酶作為生物催化劑和一般催化劑相比，在許多方面是相同的，如

用量少而催化效率高。和一般催化劑一樣，酶僅能改變化學(xué)反應(yīng)的速度，

并不能改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點，酶在反應(yīng)前后本身不發(fā)生變化，所以在細(xì)

胞中相對含量很低的酶在短時間內(nèi)能催化大量的底物發(fā)生變化，體現(xiàn)酶催

化的高效性。酶可降低反應(yīng)的活化能（activationenergy），但不改變反

應(yīng)過程中自由能的變化（△G），因而使反應(yīng)速度加快，縮短反應(yīng)到達(dá)平衡

的時間，但不改變平衡常數(shù)（equilibriumconstant）。

（2）然而酶是生物大分子，具有其自身的特性：（1）酶催化的高效

性：酶的催化作用可使反應(yīng)速率提高 10^6～10^12倍，比普通催化劑效能

至少高幾倍以上。（2）酶催化劑的高度專一性：包括反應(yīng)專一性、底物專

一性、手性專一性、幾何專一性等，即一種酶只能作用于某一類或某一種

特定的物質(zhì)。如糖苷鍵、酯鍵、肽鍵等都能被酸堿催化而水解，但水解這

些化學(xué)鍵的酶卻各不相同，分別為相應(yīng)的糖苷酶、酯酶和肽酶，即它們分

別被具有專一性的酶作用才能水解。（3）酶催化的反應(yīng)條件溫和：酶促反

應(yīng)一般在 pH＝5～8的水溶液中進(jìn)行，反應(yīng)溫度范圍為 20～40℃

3，影響酶促反應(yīng)速度的因素有哪些?

答案：a．酶濃度的影響 b．底物濃度的影響 c．溫度的影響 d．酸堿

度的影響 e．激活劑的影響 f．抑制劑的影響

4．米氏方程的實際意義和用途是什么?

答案：①米氏方程是根據(jù)中間產(chǎn)物學(xué)說推導(dǎo)出酶促反應(yīng)中的 [S]與 v

關(guān)系的數(shù)學(xué)式，它反應(yīng)了 [S]與 v之間的定量關(guān)系，可以根據(jù)其中的 Km

對酶進(jìn)行一系列研究（參閱上題），另外將米氏方程的 1/v對 1/[S]作

圖，可直接從圖中求出 Vmax及 Km；將米氏方程變?yōu)椋?v－ Vmax）＝

－ vKm時，與（ x－a）（ y＋b）＝K的典型雙曲線方程一致，因此公

式推導(dǎo)和實驗得到的 [S]對 v的曲線完全相同，給中間復(fù)合物理論一個

有力的證據(jù)。

②局限性：米氏方程假定形成一個中間復(fù)合物因而其動力學(xué)只適合單

底物反應(yīng)，對實際存在的多底物、多產(chǎn)物的酶促反應(yīng)均不適用；對體內(nèi)的

多酶體系催化的反應(yīng)過程也不能很好解釋；在一些變構(gòu)酶催化的反應(yīng)中表

現(xiàn)出的協(xié)同效應(yīng)也與米氏方程表示的 [S]與 v的關(guān)系不大相符。

5．何謂米氏常數(shù)，它的意義是什么?

答案：①米氏常數(shù)（ Km值）是酶促反應(yīng)動力學(xué)中間產(chǎn)物理論中的一

個常數(shù)，即 Km＝（ K2＋ K3）/K1。因此 Km可看作是 ES形成和

解離趨勢的代表。在特殊情況下， Km在數(shù)值上等于酶促反應(yīng)速度達(dá)到

Vmax/2時的 [S]，單位 mol/L。 Km值在 K3<<K2時，與 Ks涵義相同。

（E＋ S＝＝ES→ E＋ P）

② Km的意義：米氏方程：，當(dāng) v＝Vmax/2時，Km＝[S]；Km是酶的

特征常數(shù)，其大小反映了酶與底物的親和力。

6．磺胺類藥物的作用機(jī)理

答案：細(xì)菌不能直接利用其生長環(huán)境中的葉酸，而是利用環(huán)境中的對

氨苯甲酸（PABA）和二氫喋啶、谷氨酸在菌體內(nèi)的二氫葉酸合成酶催化下

合成二氫葉酸。二氫葉酸在二氫葉酸還原酶的作用下形成四氫葉酸，四氫

葉酸作為一碳單位轉(zhuǎn)移酶的輔酶，參與核酸前體物（嘌呤、嘧啶）的合成。

而核酸是細(xì)菌生長繁殖所必須的成分?；前匪幍幕瘜W(xué)結(jié)構(gòu)與 PABA類似，能

與 PABA競爭二氫葉酸合成酶，影響了二氫葉酸的合成，因而使細(xì)菌生長和

繁殖受到抑制。

7．有機(jī)磷農(nóng)藥的毒性機(jī)理?

答案：a。有機(jī)磷農(nóng)藥中毒的主要機(jī)理是抑制膽堿酯酶的活性。有機(jī)磷

與膽堿酯酶結(jié)合，形成磷?；憠A酯酶，使膽堿酯酶失去催化乙酰膽堿水

解作用，積聚的乙酰膽堿對膽堿有神經(jīng)有兩種作用：a．毒蕈堿樣作用 b．煙

堿樣作用

b。有機(jī)磷化合物（包括有機(jī)磷殺蟲劑）的作用機(jī)制，除上述酶抑制學(xué)

說外，尚有：有機(jī)磷直接作用于膽堿能受體；直接損害神經(jīng)元，造成中樞

神經(jīng)細(xì)胞死亡；抑制神經(jīng)病靶酯酶，造成退行性多神經(jīng)病等。

8．請分析下列現(xiàn)象的生化機(jī)理：“酵母汁將蔗糖變成酒精稱為乙醇發(fā)

酵；酵母汁經(jīng)透析或加熱至 50°C，失去發(fā)酵能力，而透析的酵母汁與加熱

的酵母汁混合后又具有發(fā)酵能力”。

答案：蔗糖加水等于葡萄糖和果糖，葡萄糖＋2Pi＋2ADP＋2氫正＝2

乙醇＋2ATP＋2水＋2二氧化碳 透析過程：除去了全部的酵母；加熱：是

一種可逆變性，酵母暫時失去了活性?；旌希河只謴?fù)了原來溫度，變性蛋

白質(zhì)恢復(fù)了正常活性。