无活性酶的前体称为酶原。酶原 向酶的转化过程称为酶原的激活。酶原的激活实际上是酶的活性中心形成或暴露的过程。
5. 酶的活性中心:酶分子中与酶的活性密切相关的基团称为酶的必需基团。这些必需基团在一级结构上可能相
距很远,但在空间结构上 彼此靠近,组成 具有特定空间结构的区域,能与底物特异的结合并将底物转化为产
物,这一区域被称为酶的活性中心。
6.酶的特异性:酶对其所催化的底物具有较严格的选择性,即一种酶仅作用于一种或一类化合物,或一定的化
学键,催化一定的化学反应并产生一定的产物,酶的这种特性称为酶的特异性。 7. 酶的变构效应:体内有的代谢物可以与某些酶分子活性中心外的某一部位可逆结合,使酶发生变构并改变其
催化活性,这种现象称为酶的别构效应。
8. 酶的竞争性抑制作用:有些抑制剂与底物的结构相似,与底物竞争酶的活性中心,从而阻碍酶与底物结合形
成中间产物,使酶活性降低。这种抑制作用称酶的竞争性抑制作用
9. 维生素:是存在于食物中的一类低分子有机化合物,是维持机体正常生活或细胞正常代谢所必需的一类营养素。
10. 米氏常数(km): 是单底物反应中酶与底物可逆生成中间产物和中间产物转变为产物这三个反应的速度常数的
综合。米氏常数等于反应速度为最大速度一半时的底物浓度。 11. 酶的化学修饰调节:酶蛋白肽链上的某些残基在酶的催化下发生可逆的共价修饰,从而引起酶活性改变,这种 调节称为酶的化学修饰。
12.酶的不可逆抑制作用:抑制剂以共价键与酶活性中心上的必需基团结合,使酶失活。这种抑制作用称为不可逆抑制。
13.结合酶:酶分子除含有氨基酸残基形成的多肽链外,还含有非蛋白部分。这类结合蛋白质的酶称为结合酶。单纯酶: 仅由氨基酸残基构成的酶。
14. 核酶和脱氧核酶:是具有高效、特异催化作用的核糖核酸和脱氧核糖核酸。 四.问答题
1. 酶分子中的必需基团在不同的pH条件下解离状态不同,其所带电荷的种类和数量也各不相同。酶活性中心的某些必
需基团往往仅在某一解离状态时才最容易同底物结合或具有最大时的催化作用。此外,许多底物与辅酶(如 ATP、
NAD+、辅酶A.、氨基酸等)也具有解离性质,pH的改变也可影响它们的解离状态,从而影响它们与酶的亲和力。因此
,pH的改变对酶的催化作用影响很大。酶催化作用最大时的环境pH称为酶促反应的最适pH.
2. 酶是生物催化剂,温度对酶促反应有双重影响。升高温度一方面可加快酶促反应速度,但同时也增加酶变性的机
会,又使酶促反应速度降低。温度升高到60℃以上时 ,大多数酶开始变性;
80℃时,多数酶的变性也不可逆。
综合这两种因素,酶促反应速度最快时的环境温度为酶促反 应的最适温度。在环境温度低于最适温度时,温度加快
反应速度这一效应起主导作用,温度每升高10℃,反应速度可加大1-2倍。温度高于最适温度时,反应速度则因 酶变性而降低。
3. 有些酶在细胞内合成或初分泌时只是酶的无活性前体,必须在一定的条件下,这些酶的前体水解开一个或几个特定
的肽键,致使构象发生改变,表现出酶的活性。这使无活性酶的前体称为酶原。酶原向酶的转化过程称为酶原的激活。
酶原的激活实际上是酶的活性中心形成或暴露的过程。酶原的激活具有重要的生理意义。消化管内蛋白酶以酶原形式分
泌出来,不仅保护消化器官本身不遭酶的水解破坏,而且保证酶在其特定的部位和环境发挥其催化作用。此外,酶原还 可以视为酶的贮存形式。如凝血和纤维蛋白溶解酶类以酶原的形式在血液循环中运行,一旦需要便不失时机地转化为有 活性的酶,发挥其对机体的保护作用。
4.(1)竞争性抑制:抑制剂的结构与底物相似,共同竞争酶的活性中心。抑制作用大小与抑制剂和底物的浓度以及酶
对它们的亲和力有关。Km升高,Vmax不变。
(2)非竞争性抑制:抑制剂与底物结构不相似或完全不同,只与酶活性中心以外的必需基团结合。不影响酶在结合抑制
后与底物的结合。该抑制作用的强弱只与抑制剂的浓度有关。Km不变,Vmax下降。
(3)反竞争抑制:抑制剂只与酶-底物复合物结合,生成的三元复合物不能解离出产物。Km和Vmax均下降。
5. 以磺胺类药物为例:(1)对磺胺类药物敏感的细菌在生长繁殖时,不能直接利用环境中的叶酸,而是在菌体内二氢
叶酸合成酶的催化下,以对氨基苯甲酸为底物合成二氢叶酸。二氢叶酸是核苷酸合成过程中的辅酶之一四氢叶酸的前体。
(2)磺胺类药物的化学结构与对氨基苯甲酸相似,是二氢叶酸合成酶的竞争性抑制剂,抑制二氢叶酸的合成。细菌则因
核苷酸乃至核酸的合成受阻而影响其生长繁殖。人类能直接利用食物中的叶酸,体内的核酸合成不受磺胺类药物的干扰。 (3)根据竞争性抑制的特点,服用磺胺类药物时必须保持血液中药物的高浓度,以发挥其有效的竞争性抑制作用。
许多属于抗代谢物的抗癌药物,如氨甲碟呤、5-氟尿嘧啶、6-巯基嘌呤等,几乎都是酶的竞争性抑制剂,它们分别抑
制四氢叶酸、脱氧胸苷酸及嘌呤核苷酸的合成,以抑制肿瘤的生长。
6. 在底物浓度较低时,反应速度随底物浓度的增加而急剧上升,两者成正比关系,反应为一级反应。随着底物浓度的进
一步增高,反应速度不再成正比例加速,反应速度增加的幅度不断下降。如果继续加大底物浓度,反应速度将不再增加, 表现出零级反应。
7. 米氏方程:是反应速度与底物浓度关系的数学方程式:
V=
Km的意义:1)Km值等于酶促反应速度为最大速度一半时的底物浓度。2)当ES解离成E和S的速度大大超过分解成E和P的
速度时,Km值近似于ES的解离常数Ks。在这种情况下,Km值可用来表示酶对底物的亲和力。此时,Km值愈大,酶与底物
的亲和力愈小;Km值愈小,酶与底物的亲和力愈大。Ks值和Km值的涵义不同,不能相互代替使用。3)Km值是酶的特性常
数之一,只与酶的结构. 酶所催化的底物和外界环境(如温度,pH,离子强度)有关,与酶的浓度无关。各种酶的Km值范 围很广,大致在10-2~10mmol/L之间。
8. 相同点:(1)反应前后无质和量的改变;(2)只催化热力学允许的反应;(3)不改变反应的平衡点;(4)作用的 机理都是降低反应的活化能。
不同点:(1)酶的催化效率高;(2)对底物有高度特异性;(3)酶在体内处于不断的更新之中;(4)酶的催化作用受
多种因素的调节;(5)酶是蛋白质,对热不稳定,对反应的条件要求严格。 9.(1)绝对特异性:有的酶只能作用于特定结构的底物,进行一种专一的反应,生成一种特定结构的产物。这种特异性 称为绝对特异性。如脲酶只水解尿素。
(2)相对特异性:有些酶的特异性相对较差,这种酶作用于一类化合物或一种化学键,这种不太严格的选择性称为相对 特异性。如脂肪酶水解脂肪和简单的脂。
(3)一种酶仅作用于立体异构体中的一种,酶对立体异构物的这种选择性称为立体异构特异性。如乳酸脱氢酶只作用于 L-乳酸,而不催化D-乳酸。
10. 酶的必需基团有活性中心内的必需基团和活性中心外的必需基团。活性中心内的必需基团有催化基团和结合基团。
催化基团使底物分子不稳定,形成过渡态,并最终将其转化为产物。结合基团与底物分子相结合,将其固定于酶的活性
中心。活性中心外的必需基团为维持酶活性中心的空间构象所必需。
11. 同工酶是长期进化过程中基因分化的产物。同工酶是指催化的化学反应相同,酶蛋白的分子结构、理化性质、免疫
学性质不同的一组酶。根据国际生化学会的建议,同工酶是由不同基因或等位基因编码的多肽链,或同一基因转录生成
的不同mRNA翻译的不同多肽链组成的蛋白质。不同的同工酶在不同组织器官中的含量与分布比例不同。这主要是不同组
织器官合成同工酶各亚基的速度不同和各亚基之间杂交的情况不同所致。不同的同工酶对底物的亲和力不同。这种不同
的组织与细胞具有不同的代谢特点。当某组织发生疾病时,可能有某种特殊的同工酶释放出来,同工酶谱的改变有助于 对疾病的诊断。
12.维生素D可以促进肠道钙磷的吸收,有利于新骨的生长和钙化。缺乏时儿童发生佝偻病,成人引起软骨病。
一.单项选择题
1. 1mol葡萄糖在体内完全氧化时可净生成多少 mol ATP? A. 40或42 B. 36或38 C. 12或14 D. 2或4
2. 正常人空腹血糖浓度为多少mmol/L? A. 3.3~5.5 B. 3.3~6.11 C. 3.89~6.11 D. 5.5~6.7
3. 下列哪个代谢过程不能直接补充血糖? A. 肝糖原分解 B. 肌糖原分解
C. 糖异生作用 D. 食物糖类的消化吸收
4. 糖分解代谢中间产物中有高能磷酸键的是: A. 6-磷酸葡萄糖 B. 6-磷酸果糖
C. 3-磷酸甘油醛 D. 1,3-二磷酸甘油酸
5. 下列哪个化合物可直接将高能键转移给ADP生成ATP? A. 3-磷酸甘油醛 B. 2-磷酸甘油酸 C. 3-磷酸甘油酸 D. 磷酸烯醇式丙酮酸
6. 丙酮酸氧化脱羧生成乙酰CoA与许多维生素有关,但除外: A. B1 B. B2C. B12 D. PP
7. 肝糖原可以直接补充血糖,因为肝脏有: A. 果糖二磷酸酶 B. 葡萄糖激酶
C. 葡萄糖6-磷酸酶 D. 磷酸葡萄糖变位酶
8. 糖原合成中每增加一个葡萄糖残基需要消耗高能磷酸键的数目是: A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
9. 下列哪个激素可使血糖浓度下降 A. 肾上腺素 B. 胰高血糖素 C. 生长素 D. 胰岛素
10.下列哪个酶与丙酮酸生成糖无关? A. 果糖二磷酸酶 B. 丙酮酸激酶 C. 丙酮酸羧化酶 D. 醛缩酶
11. 肌糖原分解不能直接补充血糖的原因是: A. 肌肉组织不是储存葡萄糖的器官 B. 肌肉组织缺乏葡萄糖激酶
C. 肌肉组织缺乏葡萄糖-6-磷酸酶 D. 肌肉组织缺乏磷酸化酶
12. 葡萄糖与甘油代谢之间联系的中间物是: A. 丙酮酸 B. 3-磷酸甘油酸 C. 磷酸二羟丙酮 D. 乳酸
13. 糖酵解途径中催化不可逆反应的酶是: A. 醛缩酶