第六章-酶.ppt

Enzyme第第六六章章酶酶巴克纳（Buchner)兄弟发现磨碎的酵母细菌或无细胞酵母抽提液也能和酵母细菌一样，将糖转变成酒精和二氧化碳。当时认为引起发酵的是酵母细胞中一种叫酵素的物质，现在称为酶（Enzyme)。酶的发现DiscoveringEnzyme(1991)p.82时间Sumner对酵素的发现有重大贡献进行酶反应的试管Sumner温度Ureasecrystal(1926)生物催化剂生物催化剂(biocatalyst)n核酶核酶(ribozyme)：具有高效、特异催化作用的核酸，：具有高效、特异催化作用的核酸，主要参与主要参与RNA的剪接。的剪接。n酶酶是一类由活细胞产生的，是一类由活细胞产生的，对其特异底物具对其特异底物具有高效催化作用的有高效催化作用的蛋白质。蛋白质。酶的化学本质绝大多数酶是蛋白质证据（1）酸水解的产物是氨基酸，能被蛋白酶水解失活；（2）具有蛋白质的一切共性，凡是能使蛋白质变性的因素都能使酶变性；（具有蛋白质的颜色反应）。少数酶是RNA（核酶）酶的化学本质及其组成几个有关名词几个有关名词底物底物(substrate,S)：酶作用的物质。：酶作用的物质。产物产物(product,P)：反应生成的物质。：反应生成的物质。酶促反应：酶催化的反应。酶促反应：酶催化的反应。酶活性：酶催化化学反应的能力。酶活性：酶催化化学反应的能力。第一节 酶是生物催化剂一、酶的生物学意义酶（enzyme）是生物体内一类具有催化活性和特定空间构象的生物大分子，包括蛋白质和核酸等。酶与一般的催化剂不同酶的主要成分是蛋白质，酶作用一般都要求比较温和的条件，如常温、常压、接近中性的酸碱度。酶的催化效应非常高，酶具有高度的专一性，酶对所作用的物质（称为底物）有严格的选择性，酶的催化活性是受到调节和控制的。它的调控方式很多，包括反馈调节、抑制剂调节、共价修饰调节、酶原激活及激素控制等。酶可催化某些特异的化学反应，体内某些物质的合成只能由酶促反应完成。二、酶作用的专一性1立体化学专一性是从底物的立体化学性质来考虑的一种专一性（1）立体异构专一性：当底物具有立体异构体时，酶只能作用于其中一种。CH3CO+2HCH3CHHO乳酸脱氢酶COOH丙酮酸COOHL-乳酸丙酮酸受乳酸脱氢酶催化还原时，只产生L-乳酸C（2）几何异构专一性：有些酶对于顺反异构体只能作用其中之一，这称为几何异构专一性。COOHCH2HHOCOOH+H2O延胡索酸酶COOHCHCHHOOC延胡索酸(反丁烯二酸)L-苹果酸延胡索酸酶只催化延胡索酸（反丁烯二酸）加水生成L-苹果酸2非立体化学专一性 如果一种酶不具有立体化学专一性，则可从底物的化学键及组成该键的基团来考虑其专一性。（1）键专一性：在键专一性中，对酶来说，重要的是连接A和B的键必须“正确”（2）基团专一性：具有基团专一性的酶除了需要有“正确”的化学键以外，还需要基团A和B中的一侧必须“正确”CCHHNHONHNCRCO赖氨酸或精氨酸水解部位（3）绝对专一性：具有绝对专一性的酶要求底物的键和A、B都必须严格的“正确”锁钥模型诱导契合模型三、酶的分类与命名（一）酶的分类（1）氧化还原酶类（oxidoreductases）：催化氧化还原反应（2）转移酶类（transferases）：催化功能基团的转移（3）水解酶类（hydrolases）：催化水解的反应（4）裂合酶类（lyases）：催化水、氨或二氧化碳的去除或加入（5）异构酶类（isomerases）：催化各种类型的异构作用（6）合成酶类（ligases）：催化消耗ATP的成键反应（二）酶的命名1习惯命名法（1）一般采用底物加反应类型而命名，如蛋白水解酶、乳酸脱氢酶、磷酸己糖异构酶等。（2）对水解酶类，只用底物名称即可，如蔗糖酶、胆碱酯酶、蛋白酶等。（3）有时在底物名称前冠以酶的来源，如血清谷氨酸-丙酮酸转氨酶、唾液淀粉酶等。2系统命名法第二节 酶的化学本质与结构一、酶的化学本质与分子组成结合酶（conjugated enzyme）:酶蛋白（apoenzyme）+辅因子（cofactor）辅因子:辅酶（coenzyme）/辅基（prosthetic group）全酶（holoenzyme）=酶蛋白+辅因子（辅酶或辅基）根据酶蛋白的特点和分子大小又把酶分成三类：1单体酶 单体酶只有一条多肽键。2寡聚酶 这类酶由几条至几十条多肽链亚基组成，这些多肽链或相同，或不同。3多酶体系 多酶体系是由几种酶彼此嵌合形成的复合体。它有利于一系列反应的连续进行。二、酶的结构酶的活性中心（active center），是酶与底物结合并发挥其催化作用的部位,又称“活性部位”（active site）-糜蛋白酶的一级结构与空间结构活性中心内含His57，Asp112和Ser195，在一级结构中3种氨基酸残基位置相距较远,当形成空间结构时，活性中心的关键氨基酸残基即相互靠近，集中于特定空间区域起催化作用AspHisSer胰凝乳蛋白酶的活性中心酶的活性中心内的一些化学基团，是酶发挥催化作用与底物直接作用的有效基团，故称为活性中心内的必需基团（essential group）。酶活性中心外还有一些基团虽然不与底物直接作用，却与维持整个分子的空间构象有关，这些基团可使活性中心的各个有关基团保持最适的空间位置、间接地对酶的催化作用发挥其必不可少的作用，这些基团称为活性中心外的必需基团。底物结合部位是与底物特异结合的有关部位，因此也叫特异性决定部位。催化部位直接参与催化反应，底物的敏感键在此部位被切断或形成新键，并生成产物必需基团底物结合部位活性中心或活性部位催化部位活性中心外的必需基团底物活性中心以外结合基团的必需基团催化基团活性中心三、酶的辅助因子与功能辅酶:与酶蛋白结合比较疏松（一般为非共价结合）并可用透析方法除去的称为（coenzyme,Co）；辅基:与酶蛋白结合牢固（一般以共价键结合），不能用透析方法除去的称为（prosthetic group）。酶的辅助因子主要有金属离子和有机化合物金属离子：Fe2+、Fe3+、Zn2+、Cu+、Cu2+、Mn2+、Mn3+、Mg2+、K+、Na+、Mo6+、Co2+等。有机化合物：NAD，NADP，FAD，生物素，卟啉等辅酶(coenzyme)：与酶蛋白结合较松，可透析除去。辅基(prostheticgroup)：与酶蛋白结合较紧。Apo-enzyme辅ProstheticgroupCoenzyme酶蛋白决定酶专一性，辅助因子决定酶促反应的类型和反应的性质。（一）无机离子对酶的作用有些酶本质是金属蛋白质，金属离子与酶蛋白牢固结合，如黄嘌呤氧化酶中含Cu2+、Mo3+有些酶本身不含金属离子，必须加入金属离子才有活性，称金属活化酶无机离子在酶分子中的作用有以下几方面：（1）维持酶分子活性构象，甚至参与活性中心（2）在酶分子中通过本身的氧化还原而传递电子（3）在酶与底物之间起桥梁作用，将酶与底物连接起来（4）利用离子的电荷影响酶的活性，如中和电荷等（二）维生素与辅酶的关系维生素（vitamin）:是一类维持细胞正常功能所必需的小分子有机化合物，动物体内不能合成或合成不足，必须由食物供应或补充。B族维生素酶辅酶形式辅因子的作用硫胺素（B1）-酮酸脱羧酶焦磷酸硫胺素（LTPP）-酮酸氧化脱羧酮基转移作用硫辛酸-酮酸脱氢酶系二硫辛酸(L)S-酮酸氧化脱羧泛酸乙酰化酶等CoA转移酰基核黄素（B2）各种黄酶FMNFAD传递氢原子尼克酰胺（PP）多种脱氢酶+NADNADP+传递氢原子生物素H羧化酶生物素传递CO2叶酸甲基转移酶四氢叶酸（THP）“一碳基团”转移钴铵素（B12）甲基转移酶5-甲基钴铵素，5-脱氧腺苷钴铵素甲基转移吡哆醛（B6）转氨酶磷酸吡哆醛转氨、脱羧、消旋反应B族维生素及其辅酶形式四、酶的结构与功能（一）酶的活性中心与酶作用的专一性酶作用的专一性主要取决于酶活性中心的结构特异性（二）空间结构与催化活性酶的活性不仅与一级结构有关，并且与其空间结构紧密相关，在酶活性的表现上，有时空间结构比一级结构更为重要牛胰核糖核酸酶分子的切断与重组（三）酶原的激活某些酶（绝大多数是蛋白酶）在细胞内合成或初分泌时没有活性，这些无活性的酶的前身称为酶原（zymogen），使酶原转变为有活性酶的作用称为酶原激活（zymogen activation）。酶的的激活机制主要是分子内肽链的一处或多处断裂，同时使分子构象发生一定程度的改变，从而形成酶活性中心所必需的构象。胰蛋白酶原六肽肠激酶活性中心胰蛋白酶胰蛋白酶原的激活示意图第三节 酶的作用机制G反应进程非催化反应与催化反应的自由能变化二、中间复合物学说和酶作用的过渡态在酶促反应中，酶（E）总是先与底物（S）形成不稳定的酶-底物复合物（ES），再分解成酶（E）和产物（P），（E）又可与（S）结合，继续发挥其催化功能，所以少量酶可催化大量底物第四节 酶促反应的动力学一、底物浓度对酶反应速度的影响Rate of Reaction(v)02468101214161820100806040200Concentration of Substrate(umol/L)底物浓度和酶反应速度的关系Nelson&Cox(2000)LehningerPrinciplesofBiochemistry(3e)p.258Michaelis与Menten提出酶催化动力学MichaelisMenten1913年E+SESE+Pk1k2k3(vo)vo=Vmax SKm+SE0=E+ESvo=k3 ESVmax=k3 E0稳态理论下米氏方程的推导酶必须先与底物结合ES浓度恒定等于其消失量Steady StateES 的生成量k1ES=k2 ES+k3 ES由上式出发可推得Michaelis-Menten公式E0 酶的总量JuangRH(2004)BCbasicsVmaxSKm+S(一)米氏方程及其推导(二)米氏常数(Km)的意义和应用米氏常数Km为酶促反应速度达到最大反应速率一半时的底物浓度。它的单位是mol/L(摩尔/升)，是酶的特征性常数。物理意义:当反应速度达到最大反应速度（Vmax)的一半时的底物浓度.Km的引伸意义:Km是酶学研究中的重要研究数据,表示了酶的一个基本性质.Km值是酶的特征常数之一,与酶的性质有关,而与酶的浓度无关,不同的酶,其Km值不同.对于专一性不强的酶来说对于每一个底物都有一个相应的Km值.2、米式方程中各参数的意义Km的意义米氏方程的讨论Km与天然底物Km最小的底物称该酶的最适底物或天然底物。因为：Km愈小（达到Vmax一半所需的底物浓度愈小）表示V对S越灵敏。VS1/2VmaxKm三、米氏方程的讨论1.双倒数(Lineweaver Burk)作图法(三)米氏常数的求法1V max1S+1=KmV V maxV maxS Km+S V=米氏常数的求法1、Lineweaver-Burk 双倒数作图法选底物浓度应考虑能否得到1/S的常数增量S为1.01、1.11、1.25、1.42、1.66、2.0、2.5、3.33、5.0、10时1/S为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0是常数增量。S为常数增量1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、10时，1/S为0.1、0.111、0.125、0.5、1.0，是非常数增量，点多集中在1/v轴附近。该作图的缺点是：实验点过分集中在直线的左下方，而低浓度S的实验点又因倒数后误差较大，往往偏离直线较远。从而影响Km和Vmax的准确测定。四、米氏常数的求法2.Hanes作图法二、pH的影响与最适pH大多数酶的活性受pH影响较大。在一定pH下酶表现最大活力，高于或低于此pH，活力均降低。酶表现最大活力时的pH称为酶的最适pH1.影响酶和底物的解离2.影响酶分子的构象0酶活性pH胃蛋白酶淀粉酶胆碱酯酶2 4 6 8pH对某些酶活性的影响10三、温度的影响与最适温度反应速度反而随温度上升而减慢，形成倒U形曲线。在达到此曲线顶点所代表的温度时，反应速度最大，称为酶的最适温度(optimum temperature)最适温度及影响因素温度对酶促反应速度的影响有两个方面：提高温度，加快反应速度。温度系数Q10：温度升高10，反应速度与原来的反应速度之比，大多数酶的Q10一般为12。提高温度，酶变性失活。在一定范围内，反应速度达到最大时对应的温度称为该酶促反应的最适温度（optimumtemperatureTm）.温度对酶促反应速度的影响Relative Activity(%)102030405060708090100806040200O温度对唾液淀粉酶活性的影响最适温度不是酶的特征常数，因为一种酶的最适温度不是一成不变的，它要受到酶的纯度、底物、激活剂、抑制剂、酶反应时间等因素的影响。因此，酶的最适温度与其它反应条件有关。0E酶浓度对反应速度的影响四、酶浓度的影响V五、激活剂的影响凡能提高酶的活性，加速酶促反应进行的物质都称为激活剂(activator)。1、无机离子的激活作用（1）金属离子：K+、Na+、Mg2+、Zn2+、Fe2+、Ca2+（2）阴离子：Cl-、Br-、PO43-（3）氢离子不同的离子激活不同的酶。不同离子之间有拮抗作用和可替代作用，如Na+与K+、Mg2+与Ca2+之间常常拮抗，但Mg2+与Zn2+常可替代。激活剂的浓度要适中，过高往往有抑制作用，150mM激活剂对酶活性的影响2、简单有机分子的激活作用还原剂（如Cys、还原型谷胱甘肽）能激活某些活性中心含有SH的酶。金属螯合剂（EDTA）能去除酶中重金属离子，解除抑制作用。3、蛋白酶对酶原的激活酶原可被一些蛋白酶选择性水解肽键而被激活，这些蛋白酶也可看成为激活剂。激活剂对酶促反应速度的影响六、抑制剂的影响酶分子中的必需基团(主要是指酶活性中心上的一些基团)的性质受到某种化学物质的影响而发生改变，导致酶活性的降低或丧失称为抑制作用。能对酶起抑制作用的物质称为酶抑制剂(inhibitor)。抑制作用的类型不可逆性抑制(irreversible inhibition)：可逆性抑制(reversible inhibition)：竞争性抑制(competitive inhibition)非竞争性抑制(noncompetitive inhibition)反竞争性抑制(uncompetitive inhibition)专一性的不可逆抑制非专一性的不可逆抑制(一)不可逆抑制抑制剂与酶的必需基因以共价键结合而引起酶活性丧失，不能用透析，超滤等物理方法除去抑制剂而恢复酶活力。抑制作用随着抑制剂浓度的增加而逐渐增加，当抑制剂的量大到足以和所有的酶结合，则酶的活性就完全被抑制。1.非专一性不可逆抑制抑制剂与酶分子中一类或几类基团作用，不论是必需基团与否，皆进行共价结合。由于酶的必需基团也被抑制剂作用，故可使酶失活。路易士气路易士气失活的酶失活的酶巯基酶巯基酶失活的酶失活的酶酸酸BAL巯基酶巯基酶BAL与砷剂结合物与砷剂结合物2.专一性不可逆抑制剂抑制剂专一作用于酶的活性中心或其必需基团，进行共价结合，从而抑制酶的活性。POXR1OR2O+HOEPOOER1OR2O+HX有机磷杀虫剂胆碱酯酶磷酰化胆碱酯酶R1OPOOER2O+CH3CHNOH+NCH3CHNOPOR2OR1O+N+EOH磷酰化胆碱酯酶解磷定（PAM）磷酰化PAM胆碱酯酶有机磷杀虫剂专一作用于胆碱酯酶活性中心的丝氨酸残基（二）（二）可逆性抑制作用可逆性抑制作用*概念概念抑抑制制剂剂以以非非共共价价键键与与酶酶或或酶酶-底底物物复复合合物物可可逆逆性性结结合合，使使酶酶的的活活性性降降低低或或丧丧失失；抑抑制制剂剂可可用用透透析析、超超滤等方法除去。滤等方法除去。竞争性抑制竞争性抑制非竞争性抑制非竞争性抑制反竞争性抑制反竞争性抑制 *类型类型1.竞争性抑制作用竞争性抑制作用定义定义抑抑制制剂剂与与底底物物的的结结构构相相似似，能能与与底底物物竞竞争争酶酶的的活活性性中中心心，从从而而阻阻碍碍酶酶底底物物复复合合物物的的形形成成，使使酶酶的的活性降低。活性降低。竞争性抑制竞争性抑制*特点特点b)抑抑制制程程度度取取决决于于抑抑制制剂剂与与酶酶的的相相对对亲亲和和力力及及S；a)I与与S结结构构类类似似，竞竞争争酶酶的的活活性性中心；中心；c)动动力力学学特特点点：Vmax不不变变，表表观观Km。抑制剂抑制剂 无抑制剂无抑制剂 1/v1/S*举例举例 1.1.丙二酸对琥珀酸脱氢酶的抑制丙二酸对琥珀酸脱氢酶的抑制琥珀酸琥珀酸琥珀酸脱氢酶琥珀酸脱氢酶FADFADH2延胡索酸延胡索酸-COOHH2N-SONH2H2N-前驱物FolicacidTetrahydro-folicacid细菌的叶酸(folicacid)合成需要PABA磺胺类药物是PABA的结构类似物。会抑制细菌叶酸合成。对氨基苯磺酰胺磺胺类药物(消炎药)AdaptedfromBohinski(1987)ModernConceptsinBiochemistry(5e)p.197磺胺类药物作用机理Domagk(1939)对氨基苯甲酸(PABA)磺胺药对细菌磺胺药对细菌FH2合成酶的抑制合成酶的抑制2.非竞争性抑制非竞争性抑制抑制剂与酶活性中心外的必需基团结合，底物抑制剂与酶活性中心外的必需基团结合，底物与抑制剂之间无竞争关系。与抑制剂之间无竞争关系。非竞争性抑制非竞争性抑制*特点特点a)抑抑制制剂剂与与酶酶活活性性中中心心外外的的必必需需基基团结合；团结合；b)抑抑制制程程度度取取决决于于I；c)动动力力学学特特点点：Vmax，表表 观观Km不变。不变。抑制剂抑制剂 1/v1/S无抑制剂无抑制剂 2.反竞争性抑制反竞争性抑制抑制剂仅与酶和底物形成的中间产物结合，使抑制剂仅与酶和底物形成的中间产物结合，使ES的量下降。的量下降。反竞争性抑制反竞争性抑制*特点特点a)抑抑制制剂剂只只与与ES结合；结合；b)抑抑制制程程度度取取决决与与I及及S；c)动力学特点：动力学特点：Vmax，表观，表观Km。抑制剂抑制剂 1/V 1/S 无抑制剂无抑制剂 各种可逆性抑制作用的比较各种可逆性抑制作用的比较 作用特征作用特征竞争性竞争性抑制抑制非竞争性非竞争性抑制抑制反竞争性反竞争性抑制抑制与与I结合的组分结合的组分EE、ESES表观表观Km增大增大不变不变减小减小Vmax不变不变降低降低降低降低第五节 酶的分离、提纯及活性测定一、酶的分离、提纯由细胞内产生后分泌到细胞外发挥作用的酶，称为细胞外酶；这类酶大都是水解酶，这类酶一般含量较高，容易得到在细胞内产生后并不分泌到细胞外，而在细胞内起催化作用，称为细胞内酶(一)酶的抽提1.破碎细胞膜2.抽提(二)纯化常用的有盐析法、有机溶剂沉淀法、等电点沉淀法及吸附分离法等。酶的纯度用比活力表示，比活力即每毫克蛋白(或每毫克蛋白氮)所含的酶活力单位数。比活力(纯度)=活力单位数/毫克蛋白(氮)每次比活力第一次比活力每次总活力第一次总活力纯化倍数=产率%=100%二、酶的活力测定活力就是酶催化一定化学反应的能力。酶的活力大小，可以用在一定条件下它所催化的某一化学反应的速度来表示。酶催化的反应速度愈大，则酶的活力也愈大。所以测定酶的活力就是测定酶促反应的速度。酶活力的高低以酶活力单位(U)表示。酶活力单位的含义是指酶在最适条件下，单位时间内，酶催化底物的减少量或产物的生成量酶的转换数Kcat酶的转换数(turnover number)是指单位时间，每一个催化中心所转换的底物分子数。通常指每秒钟每个酶分子转换底物的微摩尔数(mol)第六节 重要的酶类一、寡聚酶oligomeric enzyme吲哚甘油磷酸吲哚+L-丝氨酸吲哚+3-磷酸甘油醛L-色氨酸蛋白 A蛋白 B(1)(2)吲哚甘油磷酸+L-丝氨酸色氨酸合成酶L-色氨酸+3-磷酸甘油醛(3)(1)BCCP+CO2+ATP生物素羧化酶CO2BCCP+ADP+Pi(2)CO2BCCP+RH转酰基酶BCCP+RCOOH二、同工酶同工酶(isoenzyme)是指能催化相同的化学反应，但分子结构不同的一类酶，它不仅存在于同一机体的不同组织中，也存在于同一细胞的不同亚细胞结构中，它们在生理上、免疫上、理化性质上都存在很多差异。*举例：乳酸脱氢酶举例：乳酸脱氢酶(LDH1LDH5)临床意义临床意义心肌梗死和肝病病人血清心肌梗死和肝病病人血清LDHLDH同工酶谱的变化同工酶谱的变化1 1酶酶活活性性心肌梗死酶谱心肌梗死酶谱正常酶谱正常酶谱肝病酶谱肝病酶谱2 23 34 45 5三、诱导酶诱导酶(induced enzyme)是指当细胞中加入特定诱导物质而诱导产生的酶。它的含量在诱导物存在下显著增高，这种诱导物往往是该酶底物的类似物或底物本身。四、调节酶调节酶是对代谢调节起特殊作用的酶类。调节酶分子中有活性区和调节区，其催化活力可因与调节剂的结合而改变，有调节代谢反应的功能。(一)共价调节酶是指调节剂通过共价键与酶分子结合，以增、减酶分子上的基团从而调节酶的活性状态与非活性状态的相互转化。常见类型常见类型磷酸化与脱磷酸化磷酸化与脱磷酸化（最常见）（最常见）乙酰化和脱乙酰化乙酰化和脱乙酰化甲基化和脱甲基化甲基化和脱甲基化腺苷化和脱腺苷化腺苷化和脱腺苷化SH与与SS互变互变 酶的磷酸化与脱磷酸化酶的磷酸化与脱磷酸化 酶蛋白酶蛋白SerThrTyrOH酶蛋白酶蛋白SerThrTyrOPATPADPPiH2O蛋白激酶蛋白激酶蛋白磷酸酶蛋白磷酸酶共价修饰调节的特点共价修饰调节的特点受共价修饰的酶存在有（高）活性和无（低）活性受共价修饰的酶存在有（高）活性和无（低）活性两种形式；两种形式；具有瀑布效应（级联效应）；具有瀑布效应（级联效应）；是体内经济、有效的快速调节方式。是体内经济、有效的快速调节方式。瀑布效应瀑布效应(二)变构酶变构酶又名别构酶，迄今已知的变构酶都是寡聚酶，它含有两个以上的亚基。分子中除了有可以结合底物的活性中心外，还有可以结合调节物(或称效应剂)的变构中心。这两个中心可位于不同的亚基上也可位于同一个亚基的不同部位上。变构酶的活性中心与底物结合，起催化作用。而变构中心则调节酶反应速度。变构效应剂变构效应剂(allostericeffector)变构激活剂变构激活剂变构抑制剂变构抑制剂变构调节变构调节(allostericregulation)变构酶变构酶(allostericenzyme)变构部位变构部位(allostericsite)一一些些代代谢谢物物可可与与某某些些酶酶分分子子活活性性中中心心以以外外的的部部位位可可逆逆地地结结合合，使使酶酶构构象象改改变变，从从而而改改变变酶的催化活性，此种调节方式称变构调节。酶的催化活性，此种调节方式称变构调节。变构酶的特点变构酶的特点通常具有四级结构，存在协同效应；通常具有四级结构，存在协同效应；含有催化亚基和调节亚基（或催化部位和调节含有催化亚基和调节亚基（或催化部位和调节部位）。部位）。S-v关系曲线为关系曲线为S形。形。变构激活变构激活变构抑制变构抑制 变构酶的变构酶的S形曲线形曲线SSVV无变构效应剂无变构效应剂 变构变构调节举例调节举例第七节 酶在医药学上的应用（一）（一）酶与疾病的发生酶与疾病的发生（二）（二）酶与疾病的诊断酶与疾病的诊断（三）（三）酶与疾病的治疗酶与疾病的治疗一、酶与疾病的关系一、酶与疾病的关系(一)血清酶测定应用于肝胆疾病的诊断当肝脏病变时，可引起血清中很多酶活力的变化，主要有：1.转氨酶2.卵磷脂-胆固醇转酰基酶(LCAT)3.-谷氨酰转肽酶(-GT)(二)血清酶的测定应用于急性心肌梗塞的诊断1.LDH同工酶2.CK同工酶(三)血清酶的测定应用于诊断肿瘤1.-GT2.半乳糖基转移酶(Gal T)同工酶二、酶在治疗上的应用1.助消化酶2.消炎酶3.防治冠心病用酶4.止血酶和抗血栓酶5.抗肿瘤酶类6.其他酶类药物二、酶在医学上的其他应用二、酶在医学上的其他应用（一）酶作为试剂用于临床检验和科学研究（一）酶作为试剂用于临床检验和科学研究 1酶法分析酶法分析即酶偶联测定法即酶偶联测定法(enzymecoupledassays)，是利用酶作为分析试剂，是利用酶作为分析试剂，对一些酶的活性、底物浓度、激活剂、抑制剂对一些酶的活性、底物浓度、激活剂、抑制剂等进行定量分析的一种方法。等进行定量分析的一种方法。2酶酶标标记记测测定定法法酶酶可可以以代代替替同同位位素素与与某某些些物物质质相相结结合合，从从而而使使该该物物质质被被酶酶所所标标记记。通通过过测测定定酶酶的的活活性性来来判判断断被被标标记记物物质质或或与与其其定定量结合的物质的存在和含量。量结合的物质的存在和含量。3 3工具酶工具酶 除上述酶偶联测定法外，人们利用除上述酶偶联测定法外，人们利用酶具有高度特异性的特点，将酶做为工具，在酶具有高度特异性的特点，将酶做为工具，在分子水平上对某些生物大分子进行定向的分割分子水平上对某些生物大分子进行定向的分割与连接。与连接。（二）酶作为药物用于临床治疗（二）酶作为药物用于临床治疗（三）酶的分子工程（三）酶的分子工程1固定化酶固定化酶(immobilizedenzyme)将水溶性酶经物理或化学方法处理后，将水溶性酶经物理或化学方法处理后，成为不溶于水但仍具有酶活性的一种酶的衍生成为不溶于水但仍具有酶活性的一种酶的衍生物。物。固定化酶在催化反应中以固相状态作用固定化酶在催化反应中以固相状态作用于底物，并保持酶的活性。于底物，并保持酶的活性。2抗体酶抗体酶3模拟酶模拟酶具有催化功能的抗体分子称为抗体酶具有催化功能的抗体分子称为抗体酶(abzyme)。模拟酶是根据酶的作用原理，利用有机模拟酶是根据酶的作用原理，利用有机化学合成方法，人工合成的具有底物结合部化学合成方法，人工合成的具有底物结合部位和催化部位的非蛋白质有机化合物。位和催化部位的非蛋白质有机化合物。