一、教学目标

1.认识酶的本质，理解酶的特征、催化作用和催化机制；

2.清楚辅酶的结构并把它与维生素和核苷酸联系起来；

3.结合酶的化学本质和催化机制学习各种影响酶反应速率的因素。

二、教学重点

1.酶的化学本质、结构、特性和功能

2.酶反应动力学

3.酶的应用

三、教学难点

1.米氏方程的推导

2.酶活调节机制

酶促反应动力学

酶促反应动力学是研究酶促反应的速度以及影响酶促反应速度的各种因素，包括底物浓度、酶浓度、pH、温度、激活剂与抑制剂、等。

一、酶的量度

酶的含量不能直接用重量和摩尔数表示（不纯、失活、分子量不知），而采用酶的活力单位表示

1、酶活力与酶促反应速度

酶活力：用在一定条件下，酶催化某一反应的反应速度表示。反应速度快，活力就越高。

酶量—酶活力一反应速度

酶促反应速度的表示方法：单位时间、单位体积中底物的减少量或产物的增加量。

单位：浓度/单位时间

研究酶促反应速度，以酶促反应的初速度为准。因为底物浓度降低、酶部分失活产物抑制和逆反应等因素，会使反应速度随反应时间的延长而下降。

2、酶的活力单位（U）

国际酶学会标准单位：在特定条件下，1分钟内能转化1umol底物的酶量，称一个国际单位（IU）。

特定条件：25℃ pH及底物浓度采用最适条件（有时底物分子量不确定时，可用转化底物中1umol的有关基团的酶量表示）。

3、酶的比活力  Specific  activity

每毫克酶蛋白所具有的酶活力。酶的比活力是分析酶的纯度是重要指标。

单位：U/mg蛋白质。

有时用每克酶制剂或每毫升酶制剂含有多少个活力单位表示。

酶的提纯过程中，总蛋白减少，总活力减少，比活力增高。

4、酶的转换数和催化周期

分子活性定义：每mol的 enzyme  在1秒内转化substrate的 mol数。

亚基或催化中心活性定义：每mol 的active subunit或 active center 在一秒内转化的substrate 的mol 数，称为转换数Kcat

转换数的倒数即为催化周期：一个酶分子每催化一个底物分子所需的时间。

二、底物浓度对酶促反应速度的影响

单底物酶促反应，包括异构酶、水解酶及大部分裂合催化的反应。

1913 Michaelis 和Menten 提出米—曼方程。

1、底物浓度对酶促反应速度的影响——米式学说的提出， 底物浓度与酶促反应速度的关系：

当底物浓度不断增大时，反应速度不再上升，趋向一个极限，酶被底物饱和（底物饱和现象）。

中间产物假说：酶与底物先络合成一个中间产物，然后中间产物进一步分解成产物和游离的酶。

证据：（1）竞争性抑制实验（2）底物保护酶不变性（3）结晶ES复合物的获得。

米式学说：

1913年，Michaelis和Menten继承和发展了中间产物学说，在前人工作基础上提出酶促动力学的基本原理，并以数学公式表明了底物浓度与酶促反应速度的定量关系，称米式学说：

三、多底物的酶促反应

前面讨论的米氏方程（推导米氏方程时用的是单底物），适用于单底物酶促反应，如异构、水解及大部分裂合反应，不适用于多底物反应。

A、B、C表示底物，按照底物与酶的结合顺序，产物则按它们从酶产复合物中释放次序分别用P、Q、R表示。

双底物酶促反应已知有三种机理

1、有序顺序反应机理

底物A、B与酶结合的顺序是一定的，产物P、Q的释放顺序也是一定的。

举例：P251 乙醇脱氢酶

2、随机顺序反应机理

底物A、B与酶结合的顺序是随机的，产物P、Q的释放顺序也是随机的。

3、乒乓反应机理

先结合第一个底物A，释放第一个产物P，酶的构象发生变化，结合第二个底物B，释放第二个产物Q。

四、pH对酶促反应速度的影响

1. pH影响酶活力的因素

①影响酶蛋白构象，过酸或过碱会使酶变性。

②影响酶和底物分子解离状态，尤其是酶活性中心的解离状态，最终影响ES形成。

③影响酶和底物分子中另一些基团解离，这些基团的离子化状态影响酶的专一性及活性中心构象。

2．酶的最适pH和稳定性pH

最适pH：使酶促反应速度达到最大时的介质pH。

稳定性pH：在一定pH范围内，酶不会变性失活，此范围称酶的稳定性pH。

五、温度对酶促反应速度的影响。

1．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：

①提高温度，加快反应速度。

②提高温度，酶变性失活。

这两种因素共同作用，在小于最适温度时，前一种因素为主；在大于最适温度时，后一种因素为主。最适温度就是这两种因素综合作用的结果。

温度系数Q10：温度升高10℃，反应速度与原来的反应速度之比，Q10一般为1~2。

温血动物的酶，最适温度35℃­­­—40℃，植物酶最适温度40℃—50℃，细菌Taq DNA聚合酶70℃。

2．酶的稳定性温度

在某一时间范围内，酶活性不降低的最高温度称该酶的稳定性温度。

酶的稳定性温度有一定的时间限制。

稳定性温度范围的确定方法：将酶分别在不同温度下预保温一定时间，然后回到较低温度（即酶的热变性失活作用可忽略的温度），测酶活性。酶浓度高、不纯、有底物、抑制剂和保护剂会使稳定性温度增高。

酶的保存：

①液体酶制剂可以利用上述5种因素中的几种，低温（几个月）。

②干粉，可在室温下放置一段时间，长期保存，应在低温冰箱中。

六、酶浓度对酶促反应速度的影响

如果底物浓度足够大，使酶饱和，则反应速度与酶浓度成正比。

[S]过量且不变时，v∝[E]。