⑵增加抑制剂浓度,因底物为饱和状态,若该抑制剂为竞争性抑制剂,反应速度下降或不变化;若为非竞争性抑制剂,反应速度不变或下降。不必考虑反竞争性抑制作用和不可逆的抑制作用。
6.⑴V-[S]作图法
以底物浓度为横坐标,反应速度为纵坐标作图,求出最大反应速度。根据Km的定义,最大反应速度一半时所对应的底物浓度即为Km。由于反应速度只能接近Vmax,而永远达不到最大速度,所以最大速度的一半不易求得,用该法求得的Km不太准确。 ⑵双倒数作图法
该法是将米氏方程转化为倒数方程: 1/V=Km/Vmax*[S]+1/Vmax
以1/[S]为横坐标,以l/V为纵坐标作图,所得直线在纵坐标上的截距代表最大反应速度的倒数(l/Vmax),而在横坐标上的截距代表一l/Km。由于代表底物浓度低的点往往偏离直线较远,因而影响了Km和Vmax的精确测定。尽管这些方法有一定的缺点,但仍作为目前实验室较常用的方法。
7.共价调节酶,也称为共价修饰酶,是一类在其它酶的作用下,对其结构进行共价修饰,而使其在活性形式与非活性形式之间互相转变的酶。
如糖原磷酸化酶。它的活性形式是糖原磷酸化酶a,可催化糖原的磷酸解反应。酶的非活性形式是磷酸化酶b。磷酸化酶b在其激酶的作用下,每个亚基上的第14位丝氨酸残基接受ATP提供的磷酸基被磷酸化。两分子被磷酸化的磷酸化酶b形成四聚体的磷酸化酶a。磷酸化酶且在磷酸化酶磷酸酶的作用下脱去磷酸基叉可转变为磷酸化酶b。因此,糖原磷酸化酶的活性形式和非活性形式之间的平衡,使磷酸基共价地结合到酶上或从酶上脱下,从而控制调节着磷酸化酶的活性,进而调节控制着糖原分解的速度。
8.酶的专一性,也称特异性,是指酶对其所催化的反应或反应物有严格的选择性。一种酶往往只能催化一种或一类反应,作用于一种或一类物质,而一般催化剂无此现象。如蛋白质、脂肪、淀粉都可被酸水解,但若用酶水解,蛋白酶只能水解蛋白质,脂肪酶只能水解脂肪。又如脉酶,只催化尿素的分解,尿素分子的轻微改变,该酶都不能作用。丁氨基酸氧化酶只能催化D型氨基酸的氧化脱氨基作用,而不能催化L-氨基酸的氧化脱氨基。这种具有高度专一性的酶及有关多酶体系的存在,是生物体新陈代谢得以有条不紊地顺利进行的重要保证。如果没有专一性的酶的存在,生物体内物质有规律的代谢过程就不存在,生命活动也就不存在,如由于某种酶的缺陷所导致的疾病,苯丙酮酸尿症,就是由于苯丙氨酸控化酶的缺陷使苯丙氨酸不能转变为酪氨酸,苯丙氨酸只能通过转氨基作用代谢产生了较多的苯丙酮酸所致。 9.用双倒数作图法可求得Km和Vmax 1/[S](μmol) 1/v(μmol/min) 无抑制剂存在 有2mmol抑制剂存在 有100mmol抑制剂存在 3.3 0.096 0.24 0.48 2 0.069 0.17 0.34 1 0.0445 0.008 0.22 0.33 0.033 0.044 0.15 0.11 0.025 0.03 0.12 -51)无抑制剂时,Km=l.lXlOmol/L Vmax=47.6μmol/min -5
2)有2mmol抑制剂时,Km'=3.1XlOmol/L Vmax=47.6μmol/min 该抑制剂属于竞争性抑制剂(因Km变大,Vmax不变化):
-5
根据1十[1]/Ki=Km'/Km=3.1XlO/1.lXlO=2.8
-3
[I]/Ki=1.4 Ki=1.4X10mol/L
-5
3)有1OOmmol抑制剂时,Km'=1.lXlOmol/L Vmax=9.5μmol/min 该抑制剂属于非竞争性抑制剂(因Km不变,Vmax变小: 根据1+[I]/Ki=Umax/Umax'=47.6/9.5=5.01 [I]/Ki=4.01
-4
Ki=2.5XlOmol/L
10.有些酶,如消化系统中的各种蛋白酶,以无活性的前体形式合成和分泌,然后输送到特定的部位;当功能需要时,经特异性蛋白酶的作用转变为有活性的酶而发挥作用。此外还有执行防御功能的酶。这些不具催化活性的酶的前体称为酶原。如胃蛋白酶原,胰蛋白酶原和胰凝乳蛋白酶原等。 特定肽键的断裂所导致的酶原激活在生物机体中广泛存在,是生物体中存在的重要的调控酶活性的一种方式。哺乳动物消化系统中的几种蛋白酶以无活性的酶原形式分泌出来,使其达到特定的部位后发挥作用,这具有保护消化道本身的生物学意义。如果酶原的激活过程发生异常,将导致一系列疾病的发生。出血性胰腺炎的发生就是由于蛋白酶原在未进入小肠时就被激活,激活的蛋白酶水解自身的胰腺细胞,导致胰腺出血、肿胀、腹部严重疼痛并伴有恶心呕吐等症状。
11.Km是当酶促反应速度达到最大反应速度一半时的底物浓度。Km是酶的特征常数之一,只与酶的性质有关,与酶的浓度无关;Km受pH值及温度的影响,不同的酶Km不同,如果一个酶有几种底物,则对每一种底物各有一个特定的
21
Km。其中Km最小的底物称为该酶的最适底物。1/Km可近似地表示酶对底物的亲和力的大小,1/Km值越大,表示酶对底物亲和力越大,1/Km值越小,表示酶对底物亲和力越小。
12.提示:⑴.进行酶活力测定时应注意以下几点:①使酶促反应在最适条件下进行,最适pH、最适温度;②对特异性不强的酶应选择最适底物;③防止激活剂与抑制剂对酶活性的干扰;④通常测定产物的生成量比较准确,但检测方法要灵敏。
⑵.为什么测定酶活力时测初速度最好:因为在最初一段时间内酶促反应速度能保持恒定,随着时间的推移酶活性会受到影响,如底物浓度降低,产物的抑制作用,pH及温度条件对酶的破坏。
+-13.提示:①因为大多数酶在催化底物反应时,生理条件下的pH近中性,H和OH浓度太低,不足以起到催化剂作
用,因此酶反应的酸碱催化剂为广义的质子供体或质子受体,电子对供体或电子对受体。
②亲核基因:Ser-羟基,Cys-巯基,His-咪唑基
+2+2+3++
亲电子基因:H、Mg、Mn、Fe、NH3
③酶蛋白中既能作为质子供体又能作为质子受体的最活泼最有效的催化基因是组氨酸的咪唑基,它给出和接受质子的速度十分迅速。
④活性中心的疏水环境,有利于使底物的敏感键和酶活性中心内的催化基团之间形成很大的作用力,使敏感键易于断裂。否则水的极性会减弱酶与底物分子间的静电相互作用或氢键作用等。
14.提示:已知:lml酶制剂相当于1mg酶制剂,根据酶活力单位定义:
每小时分解1克淀粉的酶量为1个活力单位,则lmg酶制剂每小时分解淀粉的酶的活力单位=0.25g/5分钟×60÷1=3活力单位
每克酶制剂所含活力单位=3个活力单位×1000=3000活力单位
15.提示:①选材:应选择酶含量高,易于分离的组织或材料;②破碎细胞;③抽提:温度一般控制在0~4℃,选择适宜的pH值,通常在缓冲系统中进行;④分离提纯:将粗提液中的杂质去除,可根据酶的性质进行;⑤保存:分离纯化后将酶制品浓缩、保存,一般在-20℃以下长期保存。
16.因胰蛋白酶是胰脏所有酶原的共同激活剂,它专一性水解赖或精氨酸的羧基参与形成的肽键 (Lys-X,Arg-X--)。故胰蛋白酶作用于酶原产生的肽链的C-末端氨基酸一般为赖氨酸或精氨酸。
18
18.碱性磷酸酶水解1-磷酸葡萄糖时,P-O键和C-O键都可能被断裂;若P-O键被断裂,0将掺入到葡萄糖分子中,
18
若C-O键被断裂,0将掺入到磷酸分子中。
19.大量实验证明,酶促反应是分两步进行的。酶 (E)与底物 (S)反应前,首先形成一个不稳定的中间复合物(ES),然后再分解为产物(P)并放出酶。如下所示: E+S←→ES ←→P+E 酶催化底物形成产物的过程,其关键步骤是底物的化学键断裂和新的化学键的形成。由于酶与底物首先形成中间复合物ES,酶的构象受底物分子的诱导会发生明显的改变;同时酶中的某些基团可以使底物分子内敏感键中的某些基团更易于发生反应,甚至使底物分子发生形变,从而形成一个相互锲合的酶底物复合物。处于这种状态的化合物反应活性很高,很容易变成过渡态,因此反应的活化能大大降低。 ES复合物存在的证据:
⑴借助电子显微镜观察或用X_光衍射方法直接观察到了酶和底物反应过程中的FS复合物的存在;
⑵根据酶和底物反应前后的光谱变化,可证明其存在,如大肠杆菌色氨酸合成酶,催化色氨酸和吲哚合成色氨酸。该酶具有特征性的吸收光谱,当向酶溶液中加入其中的一个底物如L-丝氨酸,发现该酶的荧光强度明显升高,而加入D-丝氨酸,则无变化。当再加入另一个底物吲哚,酶的荧光强度又会发生变化。
20.因竞争性抑制剂与亲和试剂TPCK(N-对甲苯磺酰苯丙氨酰氯甲基酮)都能与酶的活性部位结合。这样,若竞争性抑制剂与酶的活性部位结合后,TPCK就不能再与酶结合;而非竞争性抑制剂不能与酶的活性部位结合,因此它不能阻止TPCK与酶的结合。
21.因脯氨酸的环状结构,使它不能进入这些酶的底物结合部位。 22.根据非竞争性抑制动力学特征 , V/Vi=1十[1]/Ki V/Vi=11,ki=0.001 [I]={v/Vi-1}ki= O.0l(mol/L)
23.提示:①蛋白质与氮的换算系数为6.25,因此2ml为0.2mgN,1ml为0.1mg×6.25。 0.1ml酶液每小时产生1500酪氨酸,则1ml每分钟产生15000/60=250单位
②0.625mg含有250单位,则1mg含有250/0.625=400
③25mg蛋白粉配成25ml酶液,1ml中含有0.625mg蛋白质,则1mg蛋白酶粉含有0.625mg蛋白质,1000mg蛋白酶粉含有625mg蛋白质,1g含有0.625g蛋白质。
一、填空题
第四章:维生素与辅酶
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1.维生素是维持生物体正常生长所必需的一类( )有机物质。主要作用是作为( )的组分参与体内代谢。根据维生素的溶解性质,可将维生素分为两类,即( )和( )。
2.FAD是( )的简称,FMN是( )的简称,它们都含有维生素( ),是( )酶的辅基。
3.泛酸的功能是以( )和( )辅酶形式参与代谢。在代谢中起传递酰基和递氢的作用。其功能基团是( )。 4.维生素B5构成的辅酶形式是 )与( ),作为( )酶的辅酶。起递( )作用。
5.维生素B6在体内可形成各自的磷酸酯,但参加代谢的主要是( )和( )形式,在氨基酸的( )、( )和外消旋三类反应中都起着辅酶作用。
6.维生素B7是由噻吩环和尿素结合成的双环化合物,是( )酶的辅酶,起( 定)作用。维生素C的辅酶形式是( ),它是( )酶的辅酶。
7.叶酸即维生素( ),它在还原剂( )存在下,可被还原成( )。它的N5或N10 位可与多种( )结合,并作为它们的载体。
8.维生素( )是唯一含金属元素的维生素,有多种辅酶形式。植物体不能合成的唯一的水溶性维生素是维生素( )。
不是人体及动物所必须的由脂肪酸构成的维生素是( )。
9.维生素( )和( )与红细胞发育、成熟有关,缺乏时产生的疾病是恶性贫血。维生素( )能加速血液凝固,( )离子能促进凝血酶原转变为凝血酶。
10.维生素A在视色素中的活性形式是( ),维生素D3在体内的最高活性形式是( ),
11.维生素D3在体内的主要作用是调节( )代谢。维生素B12有多种辅酶形式,其中( )和( )这两种辅酶形式
比较重要,它们分别是变位酶和转甲基酶的辅酶。
12.维生素A是( )类化合物,维生素C是( )类化合物,维生素D是( )类化合物。 13.生物体内含腺苷酸的辅酶主要有( )、( )、( )和( )。
14.生物体中一些化合物上的氨基、一碳基团和脂酰基的转移作用通常需要( )、( )、( )或( )辅酶化合物的帮助才能完成。
15.脚气病是由于体内缺乏维生素( )引起的症状,糙皮病是由于体内缺乏维生素( )引起的。长期口服生蛋清易导致维生素( )的缺乏。
二、选择题
1.( )辅酶的功能基团是异咯嗪环。
A.FMN B.FAD C.两者均有 D.两者均无
2.以焦磷酸硫胺素为辅酶的是:( )
A.氨基酸脱羧酶 B.谷氨酸脱氢酶 C.丙酮酸氧化脱羧酶 D.转氨酶
3.下列哪些红细胞酶能够作为硫胺素缺乏的灵敏指标:( )
A.6-磷酸葡萄糖脱氢酶 B.转氨酶 C.2,3-二磷酸甘油酸变位酶 D.转酮醇酶
4.下列哪一种维生素或辅酶不含环状结构:( )
A.烟酸 B.四氢叶酸 C.维生素D3 D.泛酸
5.下列维生素名-化学名-缺乏症组合中,哪个错误的:( )
A.维生素B12-钴胺素-恶性贫血 B.维生素B2-核黄素-口角炎 C.维生素A-视黄醇-夜盲症 D.维生素E-生育酚-不育症
6.含有维生素PP的是:( )
A.辅酶Ⅰ B.辅酶Ⅱ C.两者均有 D.两者均无
7.水溶性维生素常是辅酶或辅基的组成部分,如:( )
A.CoA含叶酸 B.pMp含有生物素
+
C.NAD含尼克酰胺 D.TPP含钴胺素
8.常服用异胭肼(抗结核药物)需补充维生素:( )
A.B1 B.B2 C.B5 D.B7
+
9.下列关于NAD或NADP+的论述正确的是:( )
A.是一种蛋白 B.是一种酶 C.具有传递H的作用 D.具有传递氧的作用
10.下列哪一种辅酶可以作为氨基酸脱羧、消旋和转氨反应的辅酶:( )
A.pLp或pMp B.FMN C.Tpp D.HS-CoA 11.多食肉类,需补充:( )
A.维生素B1 B.维生素B7 C.维生素B5 D.维生素B6
12.生物素缺乏时,影响下列哪一个酶的活性:( )
A.丙酮酸脱氢酶 B.丙酮酸激酶 C.丙酮酸羧化酶 D.苹果酸酶
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13下列哪一个反应需要生物素:( )
A.羟化作用 B.羧化作用 C.脱羧作用 D.脱氨基作用
14下面水溶性维生素中,哪一种的作用与氨甲喋呤拮抗:( )
A.维生素B12 B.核黄素 C.维生素C D.叶酸
15.下列哪种维生素可转化为甲基和甲酰基载体的辅酶:( )
A.硫胺素 B.叶酸 C.维生素A D.泛酸
16.不被四氢叶酸转移的一碳单位有:( )
A.-CH3 B. -CH= C.-CHO D.-COOH
17.下列关于维生素C结构和性质的叙述,那一项是错误的:( )
A.维生素C是一种内酯化合物
B.维生素C具有酸性是因为-COOH释放质子
C.还原型维生素C为烯醇式,而氧化型维生素C为酮式 D.人缺乏时会产生坏血病
18.人的饮食中长期缺乏蔬菜、水果会导致哪种维生素的缺乏:( )
A.维生素B1 B.叶酸 C.维生素PP D.维生素C
19.除CoA可以作为酰基载体之外,下列哪种物质也可以传递乙酰基:( )
A.生物素 B.叶酸 C.TPP D.硫辛酸
20.下列叙述中哪项是错误的:( )
A.β-胡萝卜素称维生素B原
B.维生素E具有抗氧化作用抗氧化剂,与动物生殖有关 C.维生素C能维持谷胱甘肽处于还原态 D.多食糖类的人应多补充维生素B1
21.严重的维生素D缺乏可引起成年人患:( )
A.夜盲症 B.骨软化症 C.佝偻病 D.皮肤癌
22.下列有关维生素D的叙述,错误的是:( )
A.体内维生素D主要以麦角钙化醇和胆钙化醇较为重要 B.维生素D3合成的前体是麦角固醇 C.鱼肝油中富含维生素D
D.维生素D可在体内几种器官合成
23.分子中具有醌式结构的是:( )
A.维生素A B.维生素D C.维生素C D.维生素E
24.下列哪一种酶的辅酶不含有维生素:( )
A.谷草转氨酶 B.变位酶 C.消旋酶 D.糖原合成酶
25.需分别在肝和肾脏羟化后才转化为活性形式的维生素是:( )
A.维生素A B.维生素D C.维生素K D.维生素C
26.具有抗氧化作用,用于美容和抗衰老的维生素为:( )
A.A B.D C.E D.K
27下列哪一个辅酶不是来自维生素:( )
+
A.CoQ B.TPP C.NAD D.PLP
28.下列叙述哪一种是正确的:( )
A.所有的辅酶都包含维生素组分
B.所有的维生素都可以作为辅酶或辅酶的组分 C.所有的B族维生素都可以作为辅酶或辅酶的组分 D.只有一部分B族维生素可以作为辅酶或辅酶的组分
三、是非题
1.动物的器官均不能自行合成维生素,所以必须由食物供给以满足生理需要。 2.所有的辅酶都含有维生素或本身就是维生素。 3.所有的维生素都能作为辅酶或辅基的前体。
4.B族维生素在体内发挥生物功能,是因为它们都可以作为辅酶的组分参与代谢。 5.B族维生素属于水溶性维生素,过量服用可由尿排出体外而无害。 6.脂溶性在体内可贮存,服用过量会对身体有害。
7.脱羧辅酶就是硫胺素,即维生素B1,在糙米中含量最多。
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