王镜岩生物化学笔记 考研复习必备(8)
本站小编 免费考研网/2016-08-07
立体异构专一性指酶对底物立体构型的要求。例如乳酸脱氢酶催化L-乳酸脱氢为丙酮酸,对D-乳酸无作用;L-氨基酸氧化酶只作用L-氨基酸,对D-氨基酸无作用。
3.酶活性的可调节性
酶促反应受多种因素的调控,通过改变酶的合成和降解速度可调节酶的含量;酶在胞液和亚细胞的隔离分布构成酶的区域化调节;代谢物浓度或产物浓度的变化可以抑制或激活酶的活性;激素和神经系统的信息,可通过对关键酶的变构调节和共价修饰来影响整个酶促反应速度。所以酶是催化剂又是代谢调节元件,酶水平的调节是代谢调控的基本方式。
4.酶的不稳定性
酶主要是蛋白质,凡能使蛋白质变性的理化因素均可影响酶活性,甚至使酶完全失活。酶催化作用一般需要比较温和的条件(37℃、1atm、pH7)。
三、酶的分类与命名
(一)酶的分类
根据国际酶学委员会(International Enzyme Commission,IEC)的规定,按照酶促反应的性质,分为六大类:
1.氧化还原酶(oxidoreductases)催化底物进行氧化还原反应。如乳酸脱氢酶、琥珀酸脱氢酶、细胞色素氧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶等。
2.转移酶(transferases)催化底物之间某些基团的转移或交换。如甲基转移酶、氨基转移酶、磷酸化酶等。
3.水解酶(hydrolases)催化底物发生水解反应。如淀粉酶、蛋白酶、核酸酶、脂肪酶等。
4.裂解酶(lyases)催化底物裂解或移去基团(形成双键的反应或其逆反应)。如碳酸酐酶、醛缩酶、柠檬酸合成酶等。
5.异构酶(isomerases) 催化各种同分异构体之间相互转化。如磷酸丙糖异构酶、消旋酶等。
6.合成酶(ligases) 催化两分子底物合成一分子化合物,同时偶联有ATP的分解释能。如谷氨酰胺合成酶、氨基酸-RNA连接酶等。
(二)酶的命名
1961年,国际酶学委员会(IEC)主要根据酶催化反应的类型,把酶分为6大类,制定了系统命名法。规定每一酶只有一个系统名称,它标明酶的所有底物与催化反应性质,底物名称之间以“:”分隔,同时还有一个由4个数字组成的系统编号。如谷丙转氨酶的系统名称是丙氨酸:α- 酮戊二酸氨基转移酶(酶表中的统一编号是EC2.6.1.2)。乳酸脱氢酶的编号是EC1.1.1.27。
第二节 酶的分子组成、结构和功能
一、酶的分子组成
(一)单纯酶和结合酶
单纯酶是仅由肽链构成的酶。如脲酶、一些消化蛋白酶、淀粉酶、脂酶、核糖核酸酶等。
结合酶由蛋白质部分和非蛋白质部分组成,前者称为酶蛋白(apoenzyme),决定酶的特异性和高效率;后者称为辅助因子(cofactor),决定反应的种类和性质。两者结合形成的复合物称为全酶(holoenzyme),这两部分对于催化活性都是必需的。
酶蛋白有单条肽链和多个亚基组成的。前者称为单体酶,为数不多,均为水解酶,如胰蛋白酶、核糖核酸酶、溶菌酶等;多个相同或不同亚基以非共价键连接的酶称为寡聚酶,如磷酸化酶a,3-磷酸甘油醛脱氢酶等。
细胞内存在着许多由几种不同功能的酶彼此嵌合形成的多酶复合体,即多酶体系,它利于一系列反应的连续进行,如丙酮酸脱氢酶体系、脂肪酸合成酶复合体。在多酶体系中,能影响整条代谢途径方向和速度的酶称为关键酶,关键酶通常催化单向不平衡反应,或者是该多酶体系中催化活性最低的限速酶。
(二)酶的辅因子
酶的辅助因子指金属离子或小分子有机化合物(又称辅酶与辅基)。
1.金属离子
约2/3的酶含有金属离子,常见的是K+、Na+、Mg2+、Cu2+(Cu+)、Zn2+、Fe2+(Fe3+)等。金属离子的作用是多方面的:参与酶的活性中心;在酶蛋白与底物之间起桥梁作用;维持酶分子发挥催化作用所必需的构象;中和阴离子,降低反应中的静电斥力。
2.辅酶与辅基
辅酶与辅基是一些化学稳定的小分子有机物,是维生素样的物质,参与酶的催化过程,在反应中传递电子、质子或一些基团。
辅酶与酶蛋白的结合疏松,可以用透析或超滤方法除去;辅基则与酶蛋白结合紧密,不能用上述方法除去。一种酶蛋白只能与一种辅助因子结合成一种特异的酶,但一种辅助因子可以与不同的酶蛋白结合构成多种特异性酶,以催化各种化学反应。
维生素(Vitamin)是维持机体正常生命活动所必需的一类小分子有机物,基本不能在体内合成,即使有几种能自行合成,也因合成量不足而必须从食物中摄取。维生素的需要量及缺乏症是营养学的课题。
维生素原意是“生命中必不可少的胺”,波兰学者凡克把从米糠中提取出治疗脚气病有效的成分命名为维生素,现已发现13种,按溶解性分为水溶性和脂溶性两大类。脂溶性维生素以独立发挥作用为主,A、D、E、K具有一些特殊的生理功能。
以下8种水溶性的维生素都以辅酶的形式参与结合酶的组成。也有些本身就是辅酶,如硫辛酸、抗坏血酸。
含维生素的辅酶及其主要功能
维生素
辅酶形式
反应类型
硫胺素(B1)
焦磷酸硫胺素(TPP)
α-酮酸氧化脱羧反应
核黄素(B2)
黄素单核苷酸(FMN)
黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)
氧化还原反应
烟酸或烟酰胺(PP)
烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)
烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP+)
氧化还原反应
泛酸
辅酶A(CoA-SH)
酰基转移反应
吡哆醇、吡哆醛、吡哆胺(B6)
磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺
转氨基作用、脱羧作用
生物素
生物胞素
CO2的固定
叶酸
四氢叶酸
一碳单位转移
钴胺素(B12)
5'- 脱氧腺苷钴胺素
甲钴胺素
1,2 --氢原子转移
甲基转移
二、酶的活性部位
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