第三章 酶? 學

（習題答案）

一、名詞解釋

１．Ｋm與Ｋs：Ｋm又稱米氏常數(shù)是反應速度達到最大速度一半時底物的濃度；Ｋs是酶底復合物的解離平衡常數(shù)，其值大小可以反映酶對底物的親合力大小。? ??

２．雙成分酶：由蛋白質(zhì)和非蛋白質(zhì)兩種組分構(gòu)成的酶，酶分子中的蛋白質(zhì)組分稱酶蛋白，非蛋白質(zhì)組分稱輔因子。? ??

３．活性中心：又稱活性部位是指酶分子中參與和底物的結(jié)合，并與酶的催化作用密切相關的部位，由酶分子中相距較近的幾個氨基酸殘基及必需的輔因子構(gòu)成。??

４．變構(gòu)酶：酶分子通過與專一性效應物的結(jié)合，使其空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，并進一步導致酶活性改變的一類調(diào)節(jié)酶類。? ??

５．酶原激活：酶原在專一性蛋白酶的催化下，肽鏈發(fā)生特異性斷裂，并進一步導致空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化形成酶的催化作用所必需的空間結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象。??

６．寡聚酶：由兩個或兩個以上具有三級結(jié)構(gòu)的多肽鏈構(gòu)成的酶或者說具有四級蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的一類酶。? ??

７．同工酶：能夠催化同一種化學反應，但理化性質(zhì)有所不同的一組酶。? ??

８．酶活力、比活力：酶加速其化學反應速度的能力稱酶活力；單位質(zhì)量或體積酶制劑所具有的酶活力大小稱比活力，用U/mg或Katal/Kg來表示。

二、是非題? 判斷下列各句話的正確與否，正確的在題后括號內(nèi)畫“√”，錯誤的畫“×”，如果是錯誤的，請說明其理由

1．對 2．對 3．對 4．對 5．對 6．對 7．對 8．對 9．對

10．對 11．對 12．錯 13．對 14．錯 15．對 16．對 17．對 18．對 19．錯 20．對

三、填空題

? 1．氧化還原酶類，轉(zhuǎn)移酶類，水解酶類，裂合酶類，異構(gòu)酶類，合成酶類

? 2．酶蛋白，輔因子

3．底物濃度遠遠過量、最適pH、最適溫度

? 4．正比

5．酶濃度、底物濃度、pH、溫度、抑制劑、激活劑

6．天冬氨酸、谷氨基酸，酸堿催化

7．絲氨酸殘基、組氨酸殘基、天冬氨酸殘基，專一性不同

8．1/V，1/S

10．U/mg，Katal/Kg

11．變大，不變

12．天冬氨酸，氨甲酰磷酸

13．多，最小

14．高度的催化活性、高度的專一性、作用條件的溫和性、酶活性的可調(diào)性

15．NAD，4，H，M

16．寡聚酶類，2，別構(gòu)中心（調(diào)節(jié)中心）

四、選擇題

? ??

１．Ｄ ２．Ｄ ３． ４．Ａ ５．Ｃ ６．B ７．Ｄ ８．Ｄ ９．C

10．A 11．D 12．D 13．B 14．ABD 15．BD 16．B 17．B 18．B

19．B 20．B 21．C

五、問答與計算

1．答案略

2．答：酶分子中參與和底物的結(jié)合并與酶的催化作用密切相關的部位稱為酶的活性中心（活性部位）。酶活性中心包括結(jié)合部位和催化部位，結(jié)合部位是指酶分子中能與底物結(jié)合的活性基團所在的部位，與酶促反應的底物特異性有關；催化部位是指酶分子中使底物轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)物的活性基團所在的部位，與酶促反應的類型有關。變構(gòu)部位是指效應物與酶分子結(jié)合的部位，效應物與酶分子結(jié)合后可以引起酶分子構(gòu)象變化，并進一步導致酶活性的改變。

逆向反應的底物是正向反應的產(chǎn)物，反之，正向反應的底物是逆向反應的產(chǎn)物。對于可以催化可逆性反應的酶來說，正向反應的底物和逆向反應的底物都能與酶專一性接合，對于不能催化可逆性反應的酶來說，只能與正向反應的底物專一性結(jié)合，不同的酶與底物結(jié)合的活性基團不同。

3．答：酶加速其化學反應的能力稱為酶活力，酶活力是用于表示單位質(zhì)量或體積酶制劑催化能力的一種指標。由于絕大多數(shù)酶的化學本質(zhì)都是蛋白質(zhì)，往往難以制得純粹的精品，常含有一定的雜質(zhì)；另外，由于酶制劑不穩(wěn)定，易變性失活，因此酶活力不能直接用酶制劑的質(zhì)量和體積來表示。

4. 答：酶的催化本質(zhì)是可以降低酶促化學反應所需的自由能。酶與無機催化劑相比催化效率較高主要是由于酶促反應與非酶促反應兩者的反應歷程不同。在酶促反應的過程中，酶先與底物結(jié)合形成酶-底中間物，然后酶-底中間物進一步轉(zhuǎn)化形成產(chǎn)物，并釋放出游離的酶。在酶與底物的結(jié)合過程中，由于臨近及定向效應、電子張力、共價催化、酸堿催化等效應的存在，使底物分子結(jié)構(gòu)更不穩(wěn)定更易于轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物。

5．什么是酶的抑制作用？有哪幾種類型？研究酶的抑制作用有什么實際意義？

答：某些化學物質(zhì)與酶分子結(jié)合之后，引起酶活性的降低，這種現(xiàn)象稱為酶的抑制作用。抑制作用根據(jù)酶與抑制劑的結(jié)合作用是否可逆分為不可逆性抑制作用和可逆性抑制作用；可逆性抑制作用又根據(jù)底物與抑制劑兩者與酶活性部位的結(jié)合是否存在競爭性分為競爭性抑制作用和非競爭性抑制作用。研究抑制作用的實際意義主要體現(xiàn)在一是可以研究酶活性部位的空間結(jié)構(gòu)，二是可以為新型農(nóng)藥或醫(yī)藥的研制提供理論依據(jù)。

6．答：從結(jié)構(gòu)上看，酶可以分為單體酶、寡聚酶和多酶復合物三種類型。參與寡聚酶形成的亞基可以相同也可以不相同。當?shù)孜锱c某個亞基結(jié)合時，產(chǎn)生構(gòu)象變化，引起正或負協(xié)同效應，達到調(diào)節(jié)細胞內(nèi)各種化學反應速度的目的，寡聚酶大部分是調(diào)節(jié)酶。

7．答：“鎖鑰”學說是用以解釋酶促反應專一性機制的一種理論。根據(jù)這一學說底物與酶活性部位的結(jié)合就像鑰匙插入鎖中一樣，底物結(jié)構(gòu)與酶活性部位的結(jié)構(gòu)具有“鋼性”的互補關系。后來人們發(fā)現(xiàn)在底物與酶分子結(jié)合之前，酶活性部位的結(jié)構(gòu)與底物分子的結(jié)構(gòu)兩者未必是絕對互補的，酶活性部位的結(jié)構(gòu)往往可以受底物分子結(jié)合的誘導作用而發(fā)生適應性變化，最終形成酶-底復合物。Koshland據(jù)此提出了“誘導契合”學說，該學說認為：底物與酶靠近時誘導酶構(gòu)象變化，使之有利于酶與底物的結(jié)合，形成酶-底復合物。

8．答：同工酶是指酶的多型性，即催化同種反應而結(jié)構(gòu)不完全相同的酶。如乳酸脫氫酶有五種同工酶，分布在不同的組織和器官中，在不同條件下，分別催化乳酸的脫氫作用。同工酶在物質(zhì)代謝中起調(diào)節(jié)作用，如在氨基酸的合成過程中，通常是幾種氨基酸由同一起始物合成，合成反應的第一步都是共同的，由共同的酶催化，這種酶以及在分支途徑中起作用的酶往往都是同工酶，它們受不同氨基酸的反饋調(diào)節(jié)。在生物的不同發(fā)育階段，常有不同的同工酶出現(xiàn)，這是基因表達的結(jié)果，是不同發(fā)育階段的需要。

9．測定酶活力時：(1)酶和底物為什么必須用緩沖液配制?(2)酶和底物是先分別保溫，然后混合，還是先混合后保溫，為什么?

答：（1）緩沖液對反應液的pH有緩沖作用，酶和底物分別用緩沖液配制，可以保證在此pH條件下，酶和底物都處在反應的最佳狀態(tài)。（2）先分別保溫，再混合進行反應，如果先混合后保溫不能保證酶與底物在最適溫度條件下進行反應，在達到最適溫度前的反應無法排除，導致測出的最大反應速度較小。

10．解：（1）葡萄糖和果糖磷酸化的反應式（略）。

（2）己糖激酶在相同底物濃度下分別催化葡萄糖和果糖磷酸化的速度如下：

11．答：(1) 純水不能為酶催化反應提供最適的pH環(huán)境，酶分子及底物分子不能以合適的解離形式存在；(2)純水無緩沖作用，在酶促反應過程中，蛋白質(zhì)容易變性；(3)純水中缺乏必須的離子，酶對溫度變化敏感，易變性失活。

12．答：這是由于較稀的蛋白質(zhì)溶液經(jīng)激烈振蕩會產(chǎn)生泡沫，增加表面張力，導致蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)破壞而變性失活。

13．答：這種酶活性部位中含有-SH，容易與其它-SH生成二硫鍵，加入巰基乙醇可以保護酶活性部位的-SH，防止酶失活。

14．解：(a)按規(guī)定：每分鐘產(chǎn)生1ug酪氨酸的酶量為1個活力單位。

1ml酶溶掖蛋白 = 0.2×6.25/2＝0.625mg

? ? 0.1ml的酶液具有的活力單位是：1500/60＝25活力單位，1ml酶液應有250個活力單位。

(b)1g酶制劑的總蛋白量 = 0.625×103＝625mg

? ? 1g酶制劑的總活力 = 250×103＝2.5×105單位

(c)比活力 = 250/0.625 = 400活力單位/mg蛋白質(zhì)

15．解：由于規(guī)定每小時分解一克淀粉的酶量為一個酶活力單位，1ml酶液每分鐘可以分解0.25克淀粉，即0.25酶活力單位，因此每克酶制劑的酶活力0.25×1000 = 250 活力單位。

16． 解：（1）從反應結(jié)果可以看出，當[S] ≧5.0×10-4Ｍol/L時，酶促反應的速度不再增加，故Ｖmax=0.25 uＭoL/min。

（2）對于遵從米氏方程的酶促反應的Km，可以通過選擇一組反應速度小于Vmax的V及其對應的[S]并將其代入米氏方程即可計算出Km，選擇[S]=5.0×10-5Ｍol/L? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? V=0.20 uＭoL/min

（4）Km與底物濃度無關，因而Km = 1.25×10-5Ｍol/L

Ｖmax= K[Et]，酶濃度增加4倍，最大反應速度也應增加4倍，Ｖmax=1.0uＭoL/min