酶的相关知识思维脑图思维导图

陈乐乐

2024-01-07

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酶的调节

酶促反应

酶的结构

酶的调节，酶促反应，工作原理等内容讲解

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思维导图大纲

酶的分子结构与功能

分子结构

酶的概念

化学本质：蛋白质；活细胞产生的具有催化作用的蛋白质

单体酶

由一条肽链构成的酶，eg：牛胰核糖核酸酶

寡聚酶

由多个相同或不同的肽链以非共价键连接而成的酶，eg：蛋白激酶A

多酶复合体

在某一代谢反应中按序催化一组连续反应的具有不同催化功能的酶彼此聚合成一个结构和功能上的整体

多功能酶

同一条肽链上具有多种不同的催化功能

单纯酶

水解后只有氨基酸，eg: 脲酶

缀合酶

由酶蛋白和辅因子组成，酶蛋白：决定反应的特异性和催化反应机制，辅因子决定酶促反应的类型

全酶

酶蛋白➕辅因子🟰全酶只有全酶才具有催化作用

辅因子

辅酶

辅酶作为底物接受质子或基团后离开酶蛋白，参加另一酶促反应并将所携带的质子或基团转移出去

辅基

酶促反应中，辅基不能离开酶蛋白

酶的活性中心

定义：酶分子中能与底物特异性结合并催化底物变成产物的具有三维结构的区域

酶分子中能和底物特异性结合并催化底物变成产物的具有特定三维结构的区域

功能

功能特点

催化效率高、专一性强、作用条件温和

同工酶

定义：催化相同的化学反应，但是酶蛋白的分子结构、理化性质、免疫学性质不相同，一维结构存在差异、但是三维结构相同

酶的工作原理

一般工作特点

化学反应前后：质与量没有改变

加快反应速度

反应平衡点、平衡常数不改变

显著特点

酶对底物具有极高的催化效率

酶对底物具有高度特异性

绝对特异性

有的酶作用于特定结构的底物，进行一种专一的反应，生成一种结构特定的产物

相对特异性

酶对底物的特异性不是整个底物的结构，而是根据底物中特定的化学键或基团，因而可以作用于含有相同化学键或相同基团的底物

酶具有可调节性

许多酶的活性或者含量受代谢物或激素的调节

酶具有不稳定性

酶促反应大多是在常温、常压、接近中性的条件下进行

酶通过促进底物形成过渡态➡️提高反应速率

显著降低化学反应的活化能

形成中间产物

诱导契合作用使酶和底物紧密结合

酶与底物相互接近时，二者在结构上相互诱导、相互变形、相互适应

邻近效应和定向排列使底物正确位于酶的活性中心

表面效应使底物分子去溶剂化

酶的活性中心形成疏水口袋，疏水环境有利于酶分子和底物的结合

多元催化

酸碱催化

酶促反应动力学

子主题 1

子主题 2

子主题 3

子主题 4

抑制剂（使酶活性下降但不引起变性）

不可逆性抑制

作用特点

与酶活性中心的必需基团共价结合使酶失活，不能用超滤、透析方法除去

举例

有机磷农药敌敌畏

特异性地与胆碱酯酶活性中心丝氨酸残基中的羟基结合，使胆碱酯酶失活，导致乙酰胆碱堆积

用乙酰胆碱拮抗剂阿托品、胆碱酯酶复活剂解磷定

路易士气

低浓度重金属离子及三价砷离子可以与巯基酶分子中的巯基结合，抑制体内巯基酶的活性

可逆性抑制

作用特点

与酶非共价可逆性结合，使酶的活性降低或消失，可以用透析、超滤、稀释等方法除去

竞争性抑制剂

性质

抑制剂和酶的底物在结构上相似，二者竞争酶的活性中心

举例

磺胺类药物的抑菌机制：细菌利用鸟苷三磷酸（GTP）从头合成四氢叶酸（FH4），磺胺类药物与对氨基苯甲酸的结构相似，竞争性地与二氢蝶酸合酶结合，抑制FH2合成FH4，干扰一碳单位的代谢，导致嘌呤核苷酸、嘧啶核苷酸的合成受阻，DNA、RNA的合成受阻，抑制细菌生长，但是不杀死细菌。人类可以直接从食物中获得叶酸，体内核酸的合成不受磺胺类药物的干扰

非竞争性抑制剂

性质

抑制剂-酶-底物复合物不能进一步释放出底物，抑制程度取决于抑制剂的浓度，Vmax降低，Km不变（亲和力不变）

反竞争性抑制剂

只有当酶与底物结合之后，反竞争性抑制剂才能结合到酶上面

激活剂

定义

使酶从无活性变为有活性或者使酶的活性增加的物质

分类

必需激活剂

大多数金属离子对酶促反应是必不可少的，否则将检测不到酶的活性

非必需激活剂