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復(fù)旦大學(xué)生物化學(xué)筆記完整版

 第一篇 生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能         第一章 氨基酸和蛋白質(zhì)  一、組成蛋白質(zhì)的20種氨基酸的分類 。、非極性氨基酸  包括:甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸 。、極性氨基酸  極性中性氨基酸:色氨酸、酪氨酸、絲氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、蘇氨酸 

 

第一篇 生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能

         第一章 氨基酸和蛋白質(zhì)

  一、組成蛋白質(zhì)的20種氨基酸的分類
  1、非極性氨基酸
  包括:甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸
 。、極性氨基酸
  極性中性氨基酸:色氨酸、氨酸、絲氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、蘇氨酸
  酸性氨基酸:天冬氨酸、谷氨酸
  堿性氨基酸:賴氨酸、精氨酸、組氨酸 
  其中:屬于芳香族氨基酸的是:色氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸 
     屬于亞氨基酸的是:脯氨酸
     含硫氨基酸包括:半胱氨酸、蛋氨酸
  注意:在識(shí)記時(shí)可以只記第一個(gè)字,如堿性氨基酸包括:賴精組

  二、氨基酸的理化性質(zhì)
  1、兩性解離及等電點(diǎn)
  氨基酸分子中有游離的氨基和游離的羧基,能與酸或堿類物質(zhì)結(jié)合成鹽,故它是一種兩性電解質(zhì)。在某一PH的溶液中,氨基酸解離成陽離子和陰離子的趨勢(shì)及程度相等,成為兼性離子,呈電中性,此時(shí)溶液的PH稱為該氨基酸的等電點(diǎn)。
 。病被岬淖贤馕招再|(zhì)
  芳香族氨基酸在280nm波長(zhǎng)附近有最大的紫外吸收峰,由于大多數(shù)蛋白質(zhì)含有這些氨基酸殘基,氨基酸殘基數(shù)與蛋白質(zhì)含量成正比,故通過對(duì)280nm波長(zhǎng)的紫外吸光度的測(cè)量可對(duì)蛋白質(zhì)溶液進(jìn)行定量分析。
 。、茚三酮反應(yīng) 
  氨基酸的氨基與茚三酮水合物反應(yīng)可生成藍(lán)紫色化合物,此化合物最大吸收峰在570nm波長(zhǎng)處。由于此吸收峰值的大小與氨基酸釋放出的氨量成正比,因此可作為氨基酸定量分析方法。

  三、肽
  兩分子氨基酸可借一分子所含的氨基與另一分子所帶的羧基脫去1分子水縮合成最簡(jiǎn)單的二肽。二肽中游離的氨基和羧基繼續(xù)借脫水作用縮合連成多肽。10個(gè)以內(nèi)氨基酸連接而成多肽稱為寡肽;39個(gè)氨基酸殘基組成的促腎上腺皮質(zhì)激素稱為多肽;51個(gè)氨基酸殘基組成的胰島素歸為蛋白質(zhì)。
  多肽連中的自由氨基末端稱為N端,自由羧基末端稱為C端,命名從N端指向C端。
  人體內(nèi)存在許多具有生物活性的肽,重要的有:
  谷胱甘肽(GSH):是由谷、半胱和甘氨酸組成的三肽。半胱氨酸的巰基是該化合物的主要功能基團(tuán)。GSH的巰基具有還原性,可作為體內(nèi)重要的還原劑保護(hù)體內(nèi)蛋白質(zhì)或酶分子中巰基免被氧化,使蛋白質(zhì)或酶處于活性狀態(tài)。

  四、蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)
  1、蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu):即蛋白質(zhì)分子中氨基酸的排列順序。
  主要化學(xué)鍵:肽鍵,有些蛋白質(zhì)還包含二硫鍵。
  2、蛋白質(zhì)的高級(jí)結(jié)構(gòu):包括二級(jí)、三級(jí)、四級(jí)結(jié)構(gòu)! 
 。)蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu):指蛋白質(zhì)分子中某一段肽鏈的局部空間結(jié)構(gòu),也就是該段肽鏈骨架原子的相對(duì)空間位置,并不涉及氨基酸殘基側(cè)鏈的構(gòu)象。二級(jí)結(jié)構(gòu)以一級(jí)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),多為短距離效應(yīng)?煞譃椋
  α-螺旋:多肽鏈主鏈圍繞中心軸呈有規(guī)律地螺旋式上升,順時(shí)鐘走向,即右手螺旋,每隔3.6個(gè)氨基酸殘基上升一圈,螺距為0.540nm。α-螺旋的每個(gè)肽鍵的N-H和第四個(gè)肽鍵的羧基氧形成氫鍵,氫鍵的方向與螺旋長(zhǎng)軸基本平形。
  β-折疊:多肽鏈充分伸展,各肽鍵平面折疊成鋸齒狀結(jié)構(gòu),側(cè)鏈R基團(tuán)交錯(cuò)位于鋸齒狀結(jié)構(gòu)上下方;它們之間靠鏈間肽鍵羧基上的氧和亞氨基上的氫形成氫鍵維系構(gòu)象穩(wěn)定.
  β-轉(zhuǎn)角:常發(fā)生于肽鏈進(jìn)行180度回折時(shí)的轉(zhuǎn)角上,常有4個(gè)氨基酸殘基組成,第二個(gè)殘基常為脯氨酸。
  無規(guī)卷曲:無確定規(guī)律性的那段肽鏈。
  主要化學(xué)鍵:氫鍵。
 。)蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu):指整條肽鏈中全部氨基酸殘基的相對(duì)空間位置,顯示為長(zhǎng)距離效應(yīng)。
  主要化學(xué)鍵:疏水鍵(最主要)、鹽鍵、二硫鍵、氫鍵、范德華力。
  3)蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu):對(duì)蛋白質(zhì)分子的二、三級(jí)結(jié)構(gòu)而言,只涉及一條多肽鏈卷曲而成的蛋白質(zhì)。在體內(nèi)有許多蛋白質(zhì)分子含有二條或多條肽鏈,每一條多肽鏈都有其完整的三級(jí)結(jié)構(gòu),稱為蛋白質(zhì)的亞基,亞基與亞基之間呈特定的三維空間排布,并以非共價(jià)鍵相連接。這種蛋白質(zhì)分子中各個(gè)亞基的空間排布及亞基接觸部位的布局和相互作用,為四級(jí)結(jié)構(gòu)。由一條肽鏈形成的蛋白質(zhì)沒有四級(jí)結(jié)構(gòu)。
  主要化學(xué)鍵:疏水鍵、氫鍵、離子鍵
  
  五、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系
 。薄⒌鞍踪|(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)是空間構(gòu)象和特定生物學(xué)功能的基礎(chǔ)。一級(jí)結(jié)構(gòu)相似的多肽或蛋白質(zhì),其空間構(gòu)象以及功能也相似。
  尿素或鹽酸胍可破壞次級(jí)鍵
  β-巰基乙醇可破壞二硫鍵
 。病⒌鞍踪|(zhì)空間結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)特有性質(zhì)和功能的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。
  肌紅蛋白:只有三級(jí)結(jié)構(gòu)的單鏈蛋白質(zhì),易與氧氣結(jié)合,氧解離曲線呈直角雙曲線。
  血紅蛋白:具有4個(gè)亞基組成的四級(jí)結(jié)構(gòu),可結(jié)合4分子氧。成人由兩條α-肽鏈(141個(gè)氨基酸殘基)和兩條β-肽鏈(146個(gè)氨基酸殘基)組成。在氧分壓較低時(shí),與氧氣結(jié)合較難,氧解離曲線呈S狀曲線。因?yàn)椋旱谝粋(gè)亞基與氧氣結(jié)合以后,促進(jìn)第二及第三個(gè)亞基與氧氣的結(jié)合,當(dāng)前三個(gè)亞基與氧氣結(jié)合后,又大大促進(jìn)第四個(gè)亞基與氧氣結(jié)合,稱正協(xié)同效應(yīng)。結(jié)合氧后由緊張態(tài)變?yōu)樗沙趹B(tài)。

  六、蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)
  1、蛋白質(zhì)的兩性電離:蛋白質(zhì)兩端的氨基和羧基及側(cè)鏈中的某些基團(tuán),在一定的溶液PH條件下可解離成帶負(fù)電荷或正電荷的基團(tuán)。
  2、蛋白質(zhì)的沉淀:在適當(dāng)條件下,蛋白質(zhì)從溶液中析出的現(xiàn)象。包括:
  a.丙酮沉淀,破壞水化層。也可用乙醇。
  b.鹽析,將硫酸銨、硫酸鈉氯化鈉等加入蛋白質(zhì)溶液,破壞在水溶液中的穩(wěn)定因素電荷而沉淀。
 。、蛋白質(zhì)變性:在某些物理和化學(xué)因素作用下,其特定的空間構(gòu)象被破壞,從而導(dǎo)致其理化性質(zhì)的改變和生物活性的喪失。主要為二硫鍵和非共價(jià)鍵的破壞,不涉及一級(jí)結(jié)構(gòu)的改變。變性后,其溶解度降低,粘度增加,結(jié)晶能力消失,生物活性喪失,易被蛋白酶水解。常見的導(dǎo)致變性的因素有:加熱、乙醇等有機(jī)溶劑、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬離子及生物堿試劑、超聲波、紫外線、震蕩等。
 。、蛋白質(zhì)的紫外吸收:由于蛋白質(zhì)分子中含有共軛雙鍵的酪氨酸和色氨酸,因此在280nm處有特征性吸收峰,可用蛋白質(zhì)定量測(cè)定。
  5、蛋白質(zhì)的呈色反應(yīng)
  a.茚三酮反應(yīng):經(jīng)水解后產(chǎn)生的氨基酸可發(fā)生此反應(yīng),詳見二、3
  b. 雙縮脲反應(yīng):蛋白質(zhì)和多肽分子中肽鍵在稀堿溶液中與硫酸酮共熱,呈現(xiàn)紫色或紅色。氨基酸不出現(xiàn)此反應(yīng)。蛋白質(zhì)水解加強(qiáng),氨基酸濃度升高,雙縮脲呈色深度下降,可檢測(cè)蛋白質(zhì)水解程度。
 
  七、蛋白質(zhì)的分離和純化
 。、沉淀,見六、2
  2、電泳:蛋白質(zhì)在高于或低于其等電點(diǎn)的溶液中是帶電的,在電場(chǎng)中能向電場(chǎng)的正極或負(fù)極移動(dòng)。根據(jù)支撐物不同,有薄膜電泳、凝膠電泳等。
  3、透析:利用透析袋把大分子蛋白質(zhì)與小分子化合物分開的方法。
 。、層析:
a.離子交換層析,利用蛋白質(zhì)的兩性游離性質(zhì),在某一特定PH時(shí),各蛋白質(zhì)的電荷量及性質(zhì)不同,故可以通過離子交換層析得以分離。如陰離子交換層析,含負(fù)電量小的蛋白質(zhì)首先被洗脫下來。  
b.分子篩,又稱凝膠過濾。小分子蛋白質(zhì)進(jìn)入孔內(nèi),滯留時(shí)間長(zhǎng),大分子蛋白質(zhì)不能時(shí)入孔內(nèi)而徑直流出。
 。、超速離心:既可以用來分離純化蛋白質(zhì)也可以用作測(cè)定蛋白質(zhì)的分子量。不同蛋白質(zhì)其密度與形態(tài)各不相同而分開。

  八、多肽鏈中氨基酸序列分析
  a.分析純化蛋白質(zhì)的氨基酸殘基組成
 。ǖ鞍踪|(zhì)水解為個(gè)別氨基酸,測(cè)各氨基酸的量及在蛋白質(zhì)中的百分組成)  
        ↓
   測(cè)定肽鏈頭、尾的氨基酸殘基
      二硝基氟苯法(DNP法)
   頭端                尾端 羧肽酶A、B、C法等
      丹酰氯法
   ↓
   水解肽鏈,分別分析
    胰凝乳蛋白酶(糜蛋白酶)法:水解芳香族氨基酸的羧基側(cè)肽鍵
    胰蛋白酶法:水解賴氨酸、精氨酸的羧基側(cè)肽鍵
    溴化脯法:水解蛋氨酸羧基側(cè)的肽鍵
        ↓
   Edman降解法測(cè)定各肽段的氨基酸順序
   。ò被┒税被岬挠坞xα-氨基與異硫氰酸苯酯反應(yīng)形成衍生物,用層析法鑒定氨基酸種類)
  b.通過核酸推演氨基酸序列。


               第二章  核酸的結(jié)構(gòu)與功能

  一、核酸的分子組成:基本組成單位是核苷酸,而核苷酸則由堿基、戊糖和磷酸三種成分連接而成! 
  兩類核酸:脫氧核糖核酸(DNA),存在于細(xì)胞核和線粒體內(nèi)。
       核糖核酸(RNA),存在于細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核內(nèi)。
 。、堿基:
                                NH2
     NH2    O  CH3 O        O                   
         

  O      O     O       NH2
  
   胞嘧啶  胸腺嘧啶  尿嘧啶      鳥嘌呤      腺嘌呤

 嘌呤和嘧啶環(huán)中均含有共軛雙鍵,因此對(duì)波長(zhǎng)260nm左右的紫外光有較強(qiáng)吸收,這一重要的理化性質(zhì)被用于對(duì)核酸、核苷酸、核苷及堿基進(jìn)行定性定量分析。
 。病⑽焯牵篋NA分子的核苷酸的 糖是β-D-2-脫氧核糖,RNA中為β-D-核糖。
 。场⒘姿幔荷矬w內(nèi)多數(shù)核苷酸的磷酸基團(tuán)位于核糖的第五位碳原子上。

  二、核酸的一級(jí)結(jié)構(gòu)
  核苷酸在多肽鏈上的排列順序?yàn)楹怂岬囊患?jí)結(jié)構(gòu),核苷酸之間通過3′,5′磷酸二酯鍵連接。

  三、DNA的空間結(jié)構(gòu)與功能 
 。薄NA的二級(jí)結(jié)構(gòu)
  DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)是核酸的二級(jí)結(jié)構(gòu)。雙螺旋的骨架由 糖和磷酸基構(gòu)成,兩股鏈之間的堿基互補(bǔ)配對(duì),是遺傳信息傳遞者,DNA半保留復(fù)制的基礎(chǔ),結(jié)構(gòu)要點(diǎn):
  a.DNA是一反向平行的互補(bǔ)雙鏈結(jié)構(gòu) 親水的脫氧核糖基和磷酸基骨架位于雙鏈的外側(cè),而堿基位于內(nèi)側(cè),堿基之間以氫鍵相結(jié)合,其中,腺嘌呤始終與胸腺嘧啶配對(duì),形成兩個(gè)氫鍵,鳥嘌呤始終與胞嘧啶配對(duì),形成三個(gè)氫鍵。
  b.DNA是右手螺旋結(jié)構(gòu) 螺旋直徑為2nm。每旋轉(zhuǎn)一周包含了10個(gè)堿基,每個(gè)堿基的旋轉(zhuǎn)角度為36度。螺距為3.4nm,每個(gè)堿基平面之間的距離為0.34nm。
  c.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的維系 橫向靠互補(bǔ)堿基的氫鍵維系,縱向則靠堿基平面間的疏水性堆積力維持,尤以后者為重要。
 。、DNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)
  三級(jí)結(jié)構(gòu)是在雙螺旋基礎(chǔ)上進(jìn)一步扭曲形成超螺旋,使體積壓縮。在真核生物細(xì)胞核內(nèi),DNA三級(jí)結(jié)構(gòu)與一組組蛋白共同組成核小體。在核小體的基礎(chǔ)上,DNA鏈經(jīng)反復(fù)折疊形成染色體。
 。场⒐δ堋
  DNA的基本功能就是作為生物遺傳信息復(fù)制的模板和基因轉(zhuǎn)錄的模板,它是生命遺傳繁殖的物質(zhì)基礎(chǔ),也是個(gè)體生命活動(dòng)的基礎(chǔ)。
  DNA中的核糖和磷酸構(gòu)成的分子骨架是沒有差別的,不同區(qū)段的DNA分子只是堿基的排列順序不同。

  四、RNA的空間結(jié)構(gòu)與功能
DNA是遺傳信息的載體,而遺傳作用是由蛋白質(zhì)功能來體現(xiàn)的,在兩者之間RNA起著中介作用。其種類繁多,分子較小,一般以單鏈存在,可有局部二級(jí)結(jié)構(gòu),各類RNA在遺傳信息表達(dá)為氨基酸序列過程中發(fā)揮不同作用。如:

名  稱 功  能
核蛋白體RNA (rRNA) 核蛋白體組成成分
信使RNA (mRNA) 蛋白質(zhì)合成模板
轉(zhuǎn)運(yùn)RNA (tRNA) 轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸
不均一核RNA (HnRNA) 成熟mRNA的前體
小核RNA (SnRNA) 參與HnRNA的剪接、轉(zhuǎn)運(yùn)
小核仁RNA (SnoRNA) rRNA的加工和修飾

 。、信使RNA(半衰期最短)
  1)hnRNA為mRNA的初級(jí)產(chǎn)物,經(jīng)過剪接切除內(nèi)含子,拼接外顯子,成為成熟的mRNA并移位到細(xì)胞質(zhì)
  2)大多數(shù)的真核mRNA在轉(zhuǎn)錄后5′末端加上一個(gè)7-甲基鳥嘌呤及三磷酸鳥苷帽子,帽子結(jié)構(gòu)在mRNA作為模板翻譯成蛋白質(zhì)的過程中具有促進(jìn)核蛋白體與mRNA的結(jié)合,加速翻譯起始速度的作用,同時(shí)可以增強(qiáng)mRNA的穩(wěn)定性。3′末端多了一個(gè)多聚腺苷酸尾巴,可能與mRNA從核內(nèi)向胞質(zhì)的轉(zhuǎn)位及mRNA的穩(wěn)定性有關(guān)。
 。)功能是把核內(nèi)DNA的堿基順序,按照堿基互補(bǔ)的原則,抄錄并轉(zhuǎn)送至胞質(zhì),以決定蛋白質(zhì)合成的氨基酸排列順序。mRNA分子上每3個(gè)核苷酸為一組,決定肽鏈上某一個(gè)氨基酸,為三聯(lián)體密碼。
 。、轉(zhuǎn)運(yùn)RNA(分子量最小)
 。)tRNA分子中含有10%~20%稀有堿基,包括雙氫尿嘧啶,假尿嘧啶和甲基化的嘌呤等。
 。)二級(jí)結(jié)構(gòu)為三葉草形,位于左右兩側(cè)的環(huán)狀結(jié)構(gòu)分別稱為DHU環(huán)和Tψ環(huán),位于下方的環(huán)叫作反密碼環(huán)。反密碼環(huán)中間的3個(gè)堿基為反密碼子,與mRNA上相應(yīng)的三聯(lián)體密碼子形成堿基互補(bǔ)。所有tRNA3′末端均有相同的CCA-OH結(jié)構(gòu)。
 。)三級(jí)結(jié)構(gòu)為倒L型。
 。)功能是在細(xì)胞蛋白質(zhì)合成過程中作為各種氨基酸的戴本并將其轉(zhuǎn)呈給mRNA。
 。、核蛋白體RNA(含量最多)
 。)原核生物的rRNA的小亞基為16S,大亞基為5S、23S;真核生物的rRNA的小亞基為18S,大亞基為5S、5.8S、28S。真核生物的18SrRNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)呈花狀。
  2)rRNA與核糖體蛋白共同構(gòu)成核糖體,它是蛋白質(zhì)合成機(jī)器--核蛋白體的組成成分,參與蛋白質(zhì)的合成。
 。、核酶:某些RNA 分子本身具有自我催化能,可以完成rRNA的剪接。這種具有催化作用的RNA稱為核酶。

  五、核酸的理化性質(zhì)
 。、DNA的變性
  在某些理化因素作用下,如加熱,DNA分子互補(bǔ)堿基對(duì)之間的氫鍵斷裂,使DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)松散,變成單鏈,即為變性。監(jiān)測(cè)是否發(fā)生變性的一個(gè)最常用的指標(biāo)是DNA在紫外區(qū)260nm波長(zhǎng)處的吸光值變化。解鏈過程中,吸光值增加,并與解鏈程度有一定的比例關(guān)系,稱為DNA的增色效應(yīng)。紫外光吸收值達(dá)到最大值的50%時(shí)的溫度稱為DNA的解鏈溫度(Tm),一種DNA分子的Tm值大小與其所含堿基中的G+C比例相關(guān),G+C比例越高,Tm值越高。
  2、DNA的復(fù)性和雜交
  變性DNA在適當(dāng)條件下,兩條互補(bǔ)鏈可重新恢復(fù)天然的雙螺旋構(gòu)象,這一現(xiàn)象稱為復(fù)性,其過程為退火,產(chǎn)生減色效應(yīng)。不同來源的核酸變性后,合并一起復(fù)性,只要這些核苷酸序列可以形成堿基互補(bǔ)配對(duì),就會(huì)形成雜化雙鏈,這一過程為雜交。雜交可發(fā)生于DNA-DNA之間,RNA-RNA之間以及RNA-DNA之間。

  六、核酸酶(注意與核酶區(qū)別)
  指所有可以水解核酸的酶,在細(xì)胞內(nèi)催化核酸的降解。可分為DNA酶和RNA酶;外切酶和內(nèi)切酶;其中一部分具有嚴(yán)格的序列依賴性,稱為限制性內(nèi)切酶。
 

               第三章  酶
  一、酶的組成
  單純酶:僅由氨基酸殘基構(gòu)成的酶。
  結(jié)合酶:酶蛋白:決定反應(yīng)的特異性;
      輔助因子:決定反應(yīng)的種類與性質(zhì);可以為金屬離子或小分子有機(jī)化合物。
           可分為輔酶:與酶蛋白結(jié)合疏松,可以用透析或超濾方法除去。
              輔基:與酶蛋白結(jié)合緊密,不能用透析或超濾方法除去。
酶蛋白與輔助因子結(jié)合形成的復(fù)合物稱為全酶,只有全酶才有催化作用。

參與組成輔酶的維生素
轉(zhuǎn)移的基團(tuán)   輔酶或輔基 所含維生素
氫原子 NAD+﹑NADP+ 尼克酰胺(維生素PP)
FMN﹑FAD 維生素B2
醛基 TPP 維生素B1
; 輔酶A﹑硫辛酸 泛酸、硫辛酸
烷基 鈷胺類輔酶類 維生素B12
二氧化碳 生物素 生物素
氨基 磷酸吡哆醛 吡哆醛(維生素B6)
甲基、等一碳單位 四氫葉酸 葉酸


  二、酶的活性中心
  酶的活性中心由酶作用的必需基團(tuán)組成,這些必需基團(tuán)在空間位置上接近組成特定的空間結(jié)構(gòu),能與底物特異地結(jié)合并將底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物。對(duì)結(jié)合酶來說,輔助因子參與酶活性中心的組成。但有一些必需基團(tuán)并不參加活性中心的組成。
 
  三、酶反應(yīng)動(dòng)力學(xué)
  酶促反應(yīng)的速度取決于底物濃度、酶濃度、PH、溫度、激動(dòng)劑和抑制劑等。
  1、底物濃度
 。)在底物濃度較低時(shí),反應(yīng)速度隨底物濃度的增加而上升,加大底物濃度,反應(yīng)速度趨緩,底物濃度進(jìn)一步增高,反應(yīng)速度不再隨底物濃度增大而加快,達(dá)最大反應(yīng)速度,此時(shí)酶的活性中心被底物飽合。
 。)米氏方程式
    V=Vmax[S]/Km+[S]
  a.米氏常數(shù)Km值等于酶促反應(yīng)速度為最大速度一半時(shí)的底物濃度。
  b.Km值愈小,酶與底物的親和力愈大。
  c.Km值是酶的特征性常數(shù)之一,只與酶的結(jié)構(gòu)、酶所催化的底物和反應(yīng)環(huán)境如溫度、PH、離子強(qiáng)度有關(guān),與酶的濃度無關(guān)。
  d.Vmax是酶完全被底物飽和時(shí)的反應(yīng)速度,與酶濃度呈正比。
  2、酶濃度
  在酶促反應(yīng)系統(tǒng)中,當(dāng)?shù)孜餄舛却蟠蟪^酶濃度,使酶被底物飽和時(shí),反應(yīng)速度與酶的濃度成正比關(guān)系。
  3、溫度
  溫度對(duì)酶促反應(yīng)速度具有雙重影響。升高溫度一方面可加快酶促反應(yīng)速度,同時(shí)也增加酶的變性。酶促反應(yīng)最快時(shí)的環(huán)境溫度稱為酶促反應(yīng)的最適溫度。酶的活性雖然隨溫度的下降而降低,但低溫一般不使酶破壞。
  酶的最適溫度不是酶的特征性常數(shù),它與反應(yīng)進(jìn)行的時(shí)間有關(guān)。
 。、PH
  酶活性受其反應(yīng)環(huán)境的PH影響,且不同的酶對(duì)PH有不同要求,酶活性最大的某一PH值為酶的最適PH值,如胃蛋白酶的最適PH約為1.8,肝精氨酸酶最適PH為9.8,但多數(shù)酶的最適PH接近中性。
  最適PH不是酶的特征性常數(shù),它受底物濃度、緩沖液的種類與濃度、以及酶的純度等因素影響。
 。、激活劑
  使酶由無活性或使酶活性增加的物質(zhì)稱為酶的激活劑,大多為金屬離子,也有許多有機(jī)化合物激活劑。分為必需激活劑和非必需激活劑。
 。丁⒁种苿
  凡能使酶的催化活性下降而不引起酶蛋白變性的物質(zhì)統(tǒng)稱為酶的抑制劑。大多與酶的活性中心內(nèi)、外必需基團(tuán)相結(jié)合,從而抑制酶的催化活性?煞譃椋
 。)不可逆性抑制劑:以共價(jià)鍵與酶活性中心上的必需基團(tuán)相結(jié)合,使酶失活。此種抑制劑不能用透析、超濾等方法去除。又可分為:
  a.專一性抑制劑:如農(nóng)藥敵百蟲、敵敵畏等有機(jī)磷化合物能特民地與膽堿酯酶活性中心絲氨酸殘基的羥基結(jié)合,使酶失活,解磷定可解除有機(jī)磷化合物對(duì)羥基酶的抑制作用。
  b.非專一性抑制劑:如低濃度的重金屬離子如汞離子、銀離子可與酶分子的巰基結(jié)合,使酶失活,二巰基丙醇可解毒;瘜W(xué)毒氣路易士氣是一種含砷的化合物,能抑制體內(nèi)的巰基酶而使人畜中毒。
 。)可逆性抑制劑:通常以非共價(jià)鍵與酶和(或)酶-底物復(fù)合物可逆性結(jié)合,使酶活性降低或消失。采用透析或超濾的方法可將抑制劑除去,使酶恢復(fù)活性?煞譃椋
  a.競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑:與底物競(jìng)爭(zhēng)酶的活性中心,從而阻礙酶與底物結(jié)合形成中間產(chǎn)物。如丙二酸對(duì)琥珀酸脫氫酶的抑制作用;磺胺類藥物由于化學(xué)結(jié)構(gòu)與對(duì)氨基苯甲酸相似,是二氫葉酸合成酶的競(jìng)爭(zhēng)抑制劑,抑制二氫葉酸的合成;許多抗代謝的抗癌藥物,如氨甲蝶呤(MTX)、5-氟尿嘧啶(5-FU )、6-巰基嘌呤(6-MP)等,幾乎都是酶的競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑,分別抑制四氫葉酸、脫氧胸苷酸及嘌呤核苷酸的合成。
  Vmax不變,Km值增大
  b.非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑:與酶活性中心外的必需基團(tuán)結(jié)合,不影響酶與底物的結(jié)合,酶和底物的結(jié)合也不影響與抑制劑的結(jié)合。
  Vmax降低,Km值不變
  c.反競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑:僅與酶和底物形成的中間產(chǎn)物結(jié)合,使中間產(chǎn)物的量下降。
  Vmax、 Km均降低

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