目录

  • 1 绪论
    • 1.1 生物化学发展简史
    • 1.2 当代生物化学研究的主要内容
    • 1.3 生物化学与医学
  • 2 第一章  蛋白质的结构与功能
    • 2.1 蛋白质的分子组成
    • 2.2 蛋白质的一、二、三及四级结构
    • 2.3 蛋白质结构与功能的关系
    • 2.4 蛋白质的理化性质
    • 2.5 蛋白质的分离、纯化与结构分析
  • 3 第二章  核酸的结构与功能
    • 3.1 核酸的化学组成及一级结构
    • 3.2 DNA的空间结构与功能
    • 3.3 RNA的结构与功能
    • 3.4 核酸的理化性质、变性和复性及其应用
    • 3.5 核酸酶
  • 4 第三章  维生素与无机盐
    • 4.1 概述
    • 4.2 脂溶性维生素
    • 4.3 水溶性维生素
  • 5 第四章  酶
    • 5.1 酶的分子结构与功能
    • 5.2 酶的工作原理
    • 5.3 酶促反应动力学
    • 5.4 酶的调节
    • 5.5 酶的命名与分类
    • 5.6 酶与医学的关系
  • 6 第五章  生物氧化
    • 6.1 氧化呼吸链是由具有电子传递功能的复合体组成
    • 6.2 氧化磷酸化将呼吸链与ADP磷酸化偶联生成ATP
    • 6.3 氧化磷酸化的影响因素
    • 6.4 其他氧化与抗氧化体系
  • 7 第六章  糖代谢
    • 7.1 糖的消化吸收与转运
    • 7.2 糖的无氧氧化
    • 7.3 糖的有氧氧化
    • 7.4 磷酸戊糖途径
    • 7.5 糖原的合成与分解
    • 7.6 糖异生途径
    • 7.7 血糖及其调节
  • 8 第七章  脂类代谢
    • 8.1 脂质的构成、功能及分析
    • 8.2 脂类的消化吸收
    • 8.3 甘油三酯代谢
    • 8.4 磷脂代谢
    • 8.5 胆固醇代谢
    • 8.6 血浆脂蛋白代谢
  • 9 第八章  氨基酸代谢
    • 9.1 蛋白质的生理功能和营养作用
    • 9.2 蛋白质的消化、吸收与腐败
    • 9.3 氨基酸的一般代谢
    • 9.4 氨的代谢
    • 9.5 个别氨基酸的代谢
  • 10 第九章  核苷酸代谢
    • 10.1 嘌呤核苷酸的合成与分解代谢
    • 10.2 嘧啶核苷酸的合成与分解代谢
  • 11 第十章  非营养物质代谢
    • 11.1 生物转化作用
    • 11.2 胆汁与胆汁酸代谢
    • 11.3 血红素的生物合成
    • 11.4 胆色素的代谢与黄疸
  • 12 第十一章  物质代谢的联系与调节
    • 12.1 物质代谢的特点
    • 12.2 物质代谢的相互联系
    • 12.3 肝在物质代谢中的作用
    • 12.4 肝外重要组织器官的物质代谢特点及联系
    • 12.5 物质代谢调节的主要方式
  • 13 第十二章  DNA的生物合成
    • 13.1 复制的基本特征
    • 13.2 DNA复制的酶学和拓扑学变化
    • 13.3 原核生物DNA生物合成过程
    • 13.4 逆转录和其他复制方式
  • 14 第十三章  RNA的生物合成
    • 14.1 原核生物转录的模板和酶
    • 14.2 原核生物的转录过程
  • 15 第十四章  蛋白质的生物合成
    • 15.1 蛋白质的生物合成体系
    • 15.2 氨基酸与tRNA的连接
    • 15.3 肽链的生物合成过程
  • 16 第十五章 基因表达调控
    • 16.1 基因表达与基因表达调控的基本概念与特点
    • 16.2 原核基因表达调控
    • 16.3 真核基因表达调控
酶促反应动力学

酶促反应动力学:研究各种因素对酶促反应速率的影响,并加以定量的阐述。

影响因素包括:酶浓度、底物浓度、pH、温度、抑制剂、激活剂等。

一、底物浓度对反应速率影响的作图呈矩形双曲线

其他因素不变的情况下,底物浓度对反应速率的影响呈矩形双曲线关系。

(一)米-曼氏方程式揭示单底物反应的动力学特性

解释酶促反应中底物浓度和反应速率关系的最合理学说是中间产物学说:

1913年Michaelis和Menten提出反应速率与底物浓度关系的数学方程式,即米-曼氏方程式,简称米氏方程式 (Michaelisequation)。

[S]:底物浓度

V:不同[S]时的反应速率

Vmax最大反应速率(maximumvelocity)

m米氏常数(Michaelisconstant)

(二)KmVm是重要的酶促反应动力学参数

1.Km值等于酶促反应速率为最大反应速率一半时的底物浓度 

2.Km值是酶的特征性常数

Km值的大小并非固定不变,它与酶的结构、底物结构、反应环境的pH、温度和离子强度有关,而与酶浓度无关。酶的Km值多在10-6~10-2mol/L的范围。 

3.Km在一定条件下可表示酶对底物的亲和力 

Km越大,表示酶对底物的亲和力越小;Km越小,酶对底物的亲和力越大。 

4.Vmax是酶被底物完全饱和时的反应速率 

5.酶的转换数

当酶被底物完全饱和时(Vmax),单位时间内每个酶分子(或活性中心)催化底物转变成产物的分子数称为酶的转换数(turnover number),单位是s-1。 

二、底物足够时酶浓度对反应速率的影响呈直线关系

在酶促反应系统中,当底物浓度大大超过酶的浓度,酶被底物饱和时,反应速率达最大速率。此时,反应速率和酶浓度变化呈正比关系。

三、温度对酶促反应速率的影响具有双重性

温度对酶促反应速率具有双重影响。

酶促反应速率最快时反应体系的温度称为酶促反应的最适温度(optimum temperature)。

四、pH通过改变酶和底物分子解离状态影响酶促反应速率

酶催化活性最高时反应体系的pH称为酶促反应的最适pH (optimum pH)。 

五、抑制剂可降低酶促反应速率

酶的抑制剂(inhibitor)

凡能使酶的催化活性下降而不引起酶蛋白  变性的物质称为酶的抑制剂。

酶的抑制区别于酶的变性:

抑制剂对酶有一定选择性;引起变性的因素对酶没有选择性

抑制作用的类型

根据抑制剂和酶结合的紧密程度不同,酶的抑制作用分为:  

不可逆性抑制 (irreversible  inhibition)

可逆性抑制 (reversible  inhibition)

(一)不可逆性抑制剂与酶共价结合

抑制剂通常以共价键与酶活性中心的必需基团相结合,使酶失活。此类抑制剂不能用透析、超滤等方法予以去除。 

(二) 可逆性抑制剂与酶非共价结合

抑制剂通常以非共价键与酶或酶-底物复合物可逆性结合,使酶的活性降低或消失;抑制剂可用透析、超滤等方法除去。

1.竞争性抑制剂与底物竞争结合酶的活性中心

抑制剂与底物的结构相似,能与底物竞争酶的活性中心,从而阻碍酶与底物形成中间产物,这种抑制作用称为竞争性抑制作用。

特点

I与S结构类似,竞争酶的活性中心;

抑制程度取决于抑制剂与酶的相对亲和力及底物浓度;

动力学特点:Vmax不变,表观Km增大。

2.非竞争性抑制剂结合活性中心之外的调节位点

有些抑制剂与酶活性中心外的必需基团相结合,不影响酶与底物的结合,酶和底物的结合也不影响酶与抑制剂的结合。底物和抑制剂之间无竞争关系。但酶-底物-抑制剂复合物(ESI)不能进一步释放出产物。这种抑制作用称作非竞争性抑制作用

特点

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;

抑制程度取决于抑制剂的浓度;

动力学特点:Vmax降低,表观Km不变。   

3.反竞争性抑制剂的结合位点由底物诱导产生

抑制剂仅与酶和底物形成的中间产物(ES)结合,使中间产物ES的量下降。既减少从中间产物转化为产物的量,也同时减少从中间产物解离出游离酶和底物的量。这种抑制作用称为反竞争性抑制作用。

特点

抑制剂只与酶-底物复合物结合;

抑制程度取决与抑制剂的浓度及底物的浓度;

动力学特点:Vmax降低,表观Km降低。  

六、激活剂可提高酶促反应速率

使酶由无活性变为有活性或使酶活性增加的物质称为激活剂(activator)。

种类

必需激活剂 (essential activator)

非必需激活剂 (non-essential activator)