1、第五章 酶与维生素一、名词解释1米氏常数（Km 值）：当酶反应速度为最大反应速度一半时的底物浓度称为米氏常数。2. 活性中心：酶分子中能直接与底物分子结合，并催化底物化学反应的部位称为酶的活性中心。3辅基：是指以共价键和酶蛋白相结合的辅助因子，不能通过透析除去，需要经过一定的化学处理才能与酶蛋白分开。4单体酶：只有一条多肽链，分子量在 ，一般多属于水解酶。如胰蛋白3501酶、溶菌酶和胃蛋白酶等。5. 酶的比活力：指每毫克酶蛋白所含的活力单位数。6多酶体系：由几种功能相关的酶彼此嵌合而形成的复合体，分子量一般在几百万以上。7激活剂：凡能增加酶活性的物质，通称为激活剂。8抑制剂：凡是能降低或抑制酶
2、活性但不引起酶变性的物质称为酶的抑制剂。9变构酶：某些小分子物质与酶的调解中心相结合，改变酶的构象而使酶的活性发生改变，这种调节酶活性的方式称为变构调节，具有变构调节的酶称为变构酶。10同工酶：指能催化相同的化学反应，但其蛋白质的分子结构、理化性质以及免疫学性质不同的一组酶。11酶原：有些酶（如消化系酶和凝血酶）在细胞内初合成或分泌时是无活性的，这些有活性的酶的前身称为酶原。二、填空题1酶是 活细胞 产生的，具有催化活性的 蛋白质 或 核酸 。2酶具有 高效性 、 专一性 、 作用条件温和 和 受调控性 等催化特点。3影响酶促反应速度的因素有 底物浓度 、 酶浓度 、 PH 、 温度 、 激活
3、剂 和 抑制剂 。4. 与酶催化高效率有关的因素有 邻近效应和定向效应 、 诱底物分子的“张力”和“形变”效应 、 酸碱催化 、 共价催化 、 活性中心的低介电性 等。5丙二酸和戊二酸都是琥珀酸脱氢酶的 竞争性 抑制剂。6变构酶的特点是：（1） 由多个亚基组成 ， （2） 具有 T 态和 R 态两种构象 ，它不符合一般的 米氏方程 ，当以 V 对S 作图时，它表现出 S 型曲线，而非 矩形 曲线。它是寡聚 酶。8全酶由 酶蛋白 和 辅助因子 组成，在催化反应时，二者所起的作用不同，其中 酶蛋白决定酶的专一性和高效率， 辅助因子 起传递电子、原子或化学基团的作用。9辅助因子包括 辅酶 、 辅基
4、和 金属离子 等。其中 辅基 与酶蛋白结合紧密，需要化学方法处理 除去， 辅酶 与酶蛋白结合疏松，可以用 透析法 除去。10根据国际系统分类法，所有的酶按所催化的化学反应的性质可分为六类 氧化还原酶类 、转移酶类 、 水解酶类 、 裂合酶类 、 异构酶类 和 合成酶类 。11根据酶的专一性程度不同，酶的专一性可以分为 绝对专一性 、 相对专一性 和 立体专一性 。 12酶的活性中心包括 结合部位 和 催化部位 两个功能部位，其中 结合部位 直接与底物结合，决定酶的专一性， 催化部位 是发生化学变化的部位，决定催化反应的性质。13酶活力是指 酶催化化学反应的能力 ，一般用 一定条件下，酶催化某一
5、化学反应的反应速度 表示。14通常讨论酶促反应的反应速度时，指的是反应的 初 速度，即 底物消耗量Km 时， V 趋向于 Vmax，此时只有通过增加E 来增加 V。（）20酶的最适 pH 值是一个常数，每一种酶只有一个确定的最适 pH 值。（）21酶的最适温度与酶的作用时间有关，作用时间长，则最适温度高，作用时间短，则最适温度低。五、答与计算1 （1）对于一个遵循米氏动力学的酶而言，当S=Km 时，若 V=35mol/min，Vmax 是多少 mol/min？（2）当S=210 -5mo/L， V=40mol/min，这个酶的 Km 是多少？解：（1）当S=Km 时，V=1/2Vmax，则 V
6、max=235=70mol/min；（2）因为 V=Vmax/(1+Km/s),所以 Km=(Vmax/V-1)s=1.510 -5mol/L；2请解释在很多酶的活性中心均有 His 残基参与，为什么？答：酶蛋白分子中组氨酸的侧链咪唑基 pK 值为 6.07.0,在生理条件下，一半解离，一半不解离，因此既可以作为质子供体（不解离部分） ，又可以作为质子受体（解离部分） ，既是酸，又是碱，可以作为广义酸碱共同催化反应，因此常参与构成酶的活性中心。3什么是同工酶，LDH 同工酶有几种，研究 LDH 同工酶有什么实际意义？答：（1）同工酶：是指具有相同的催化作用，但酶分子的组成、结构及理化性质不同的
7、一组酶。LDH 同工酶有五种。（2）意义：在代谢调节上起着重要的作用；用于解释发育过程中阶段特有的代谢特征；同工酶谱的改变有助于对疾病的诊断；同工酶可以作为遗传标志，用于遗传分析研究。4简述酶作为生物催化剂与一般化学催化剂的共性及其个性？答：（1）共性：用量少而催化效率高；仅能改变化学反应的速度，不改变化学反应的平衡点，酶本身在化学反应前后也不改变；可降低化学反应的活化能。（2）个性：酶作为生物催化剂的特点是催化效率更高，具有高度的专一性，容易失活，活力受条件的调节控制，活力与辅助因子有关。5用于某底物的米氏常数为 0.005mol,其反应速度分别为最大反应速度 90%,50%,10%时，底物
8、浓度应为多少？解：由米氏方程知：0.45mol/L, 0.05mol/L, 0.006mol/L6取 25mg 的蛋白酶粉配制成 25ml 酶液，从中取出 0.1ml,以酪蛋白 为底物用 Folin-酚比色法测定酶活力，结果表明每小时 产生 1500g 酪氨酸。另取 2ml 酶液，用凯氏定氮法测得蛋白氮为 0.2mg。若以每分钟产生 1g 酪氨酸的量为 1 个活力单位计算，根据以上数据，求：A、1ml 酶液中蛋白的含量及活力单位。 B、 1g 酶制剂的总蛋白含量及总活力。C 、酶比活力解：A、0.625mg 蛋白质, 250 单位， B、0.625g, 2.5105 单位 C、 400 单位/
9、 mg7.磺胺类药物的抑菌机理是什么？答：磺胺类药物的主要成分磺胺与对氨基苯甲酸的结构相似，可以竞争的与二氢叶酸还原酶结合，对二氢叶酸还原酶产生竞争性抑制作用。二氢叶酸还原酶是细菌繁殖必须的酶，当此酶活性被抑制后，可以抑制细菌的遗传物质的合成，而达到抑制细菌的能力。8. 酶活性调节有哪些种类，各有什么特点？答：三种形式：酶原的激活、酶的别构调节、酶的共价修饰调节。特点：（1）酶原激活：无活性的酶原经过蛋白酶的特异水解，才能形成不活性的形式；酶原激活是一个不可逆的过程。（2）共价调节：由共价调节酶完成。共介调节酶的某些基团通过共价修饰和去修饰，使酶处于活性和非活性的互变状态，从而达到酶活性的调节
10、；共价调节是可逆的，具有放大效应，受激素调节。（3）别构调节：由别构酶完成。别构酶分子的非催化部位与某些化合物可逆、非共价结合后发生构象变化，从而改变酶活性。别构酶为寡聚酶，别构调节不遵守米氏方程。9.分离纯化某蛋白质酶的主要步骤和结果如下表：分离步骤 分离液体积/mL 总蛋白含量/mg 总活力单位/IU离心分离 1400 10000 100000硫酸铵盐析和透析 280 3000 96000离子交换层析 90 400 80000亲和层析 6 3 45000（1）根据上述结果，计算至步骤中，每步骤的比活力和纯化倍数？（2）亲和层析的原理是什么？答：（1）需要先计算出粗酶（第一步）的比活：100
11、000/1000=10（IU/mg）步产品的比活：96000/3000=32 （IU/mg）纯化倍数：32/10=3.2步产品的比活：80000/400=200 （IU/mg）纯化倍数：200/10=20步产品的比活：45000/3=15000 （IU/mg）纯化倍数：15000/10=1500（2）亲和层析：亲和层析是根据生物分子与配基之间的专一、可逆结合的生物学特性，分离生物大分子的层析技术。配基是能与欲分离分子专一结合的被共价连接到层析介质上的结构组分，如分离抗体的亲和介质以抗原为配基，分离抗原的亲和介质以抗体为配基。亲和层析的最大特点是可以快速、高效的分离目标分子。10.图 A 三条曲
12、线中两条来自在抑制剂（竞争性、非竞争性）存在下分别测得的酶促反应动力学数据，另外一条来自对照（无抑制剂） ，请在 B 图画出三条对应曲线，并简述理由。OSAv0 123B1/v01/S答：图 A 为酶促反应速度与底物浓度的关系曲线，从该图可以看出：曲线 1 为正常状态下的 v-S曲线，因为随着底物浓度增加，很快达到 Vmax；曲线 2 为加入竞争性抑制剂后的 v-S曲线，因为 Vmax 没有变；曲线 3 为非竞争性抑制，因为 Vmax降低。图 B 呈现的是 1/v 和 1/S的关系，直线在纵坐标上的截距为 1/Vmax，在横坐标上的交点为-1/Km。与对照（直线 1）相比，竞争性抑制（直线 2）时，抑制剂因与底物化学结构相似，将与底物竞争酶的活性位点，使酶对底物的亲和力降低，米氏常数 Km 变大；但随着底物浓度增加，酶活性中心将被底物占据，因此反应还可以达到与对照相同的最大反应速度 Vmax。非竞争性抑制剂的加入不会改变酶对底物的亲和力，因此 Km 不变；但由于酶活性中心的抑制，Vmax 会变小（直线 3） 。
