《生物化学》授课教案
第二章 酶
教学目的：
掌握酶的化学本质、结构、特性及功能；
了解酶的命名及分类；
掌握酶促反应动力学及影响酶促反应速率的因素；
了解酶的应用。
教学重点：
酶的化学本质；酶的功能；酶促反应动力学及影响酶促反应速率的因素。
教学难点：
酶促反应动力学及影响酶促反应速率的因素。
教学课时：6学时
教学方法：多媒体教学
教学内容：
酶是由生物体活细胞产生的，在细胞内、外均能起催化作用并且有高度专一性的特殊蛋白质。
生物体内一切代谢物反应几乎都是由来催化完成的。
第一节 概述
一、酶及相关概念
酶由活细胞产生具有催化功能的蛋白质。
二、酶促反应的特点
（一）高度的催化效率
（二）高度的催化专一性（特异性）—— 酶对所作用的底物有一定的选择性
相对专一性： 一种E能催化一类S （一种化学键/水解酶类）
绝对专一性： 一种E只能催化一种S （脲酶）
立体异构专一性：一种E只能催化一种S的某一种特定构型
（三）高度的不稳定性（易受变性因素影响而失活）
（四）自我更新与调节
第二节 酶的命名和分类
一 酶的命名
1、习惯命名法：以酶催化的底物加反应类型最后标以酶字即成。
2、系统命名法
二 酶的分类
1、根据酶的化学组成分类
（1）单纯蛋白质酶
本身就是具有催化活性的单纯蛋白质分子。
（2）结合蛋白质酶
这类酶的组成中，除蛋白质外还有非蛋白质的部份。蛋白质部分称为酶蛋白，非蛋白质部分称为辅助因子。
全酶=酶蛋白+辅助因子。
有些酶的辅助因子是金属离子，有些酶的辅助因子是有机小分子。这些有机小分子中，凡与酶蛋白结合紧密的称为辅基；与酶蛋白结合比较松弛的称为辅酶。
2、根据还酶促反应的类型分类
（1）氧化还原酶类
氧化还原酶类催化氧化还原反应
（2）转移酶类
转移酶类催化分子间基团的转移反应
（3）水解酶类
水解酶类催化水解反应
（4）裂解酶类
催化从底物上移去一个集团的反应或其逆反应
（5）异构酶类
催化各种同分异构体的互相转变
（6）合成酶类
催化两个分子合成一分子的反应，合成过程中伴有ATP分解。
第三节 酶的催化作用原理
一、酶的结构特点
（一）必需基团
酶的本质是蛋白质，组成酶分子的氨基酸中存在许多化学基团，但这些基团并不都与酶活性有关，一般将与酶活性有关的化学基团称为必需基团。
（二）活性中心
对于结合酶来说，辅酶或辅基上的一部分往往也是活性中心的组成成分。
还有些必需基团虽然不参加酶的活性中心组成，但维持酶活性中心的空间构象所必需，称为酶活性中心以外的必需基团。
二、酶的催化作用原理
酶和化学催化剂都能降低反应所需的活化能，但酶比一般化学催化剂降低活化能的作用要大得多。
酶高效降低活化能原因：
1、酶能与底物形成中复合物
ES的形成，改变原来的化学反应途径，从而降低酶促反应活化能，使化学反应速度加快。
2、趋近效应与定向作用 P42
趋近效应：酶能与底物相互靠近，使底物进入酶的活性中心。
定向作用：酶能使靠近活性中心的底物分子的反应集团与就酶的催化基团取得正确定向。
3、“变形”与“契合”
酶与底物接触后，酶和底物发生“变形”，使两者彼此互补“契合”。
4、酸碱催化作用
酸碱催化作用是有机反应中最普遍最有效的催化机制。
5、共价催化作用
（形成活性很高的共价中间物）
第四节 影响酶催化反应速度的因素
由于酶的化学本质是蛋白质，凡是能够影响蛋白质性质的理化因素都会影响酶的结构功能。影响酶促反应速度的因素主要包括底物浓度、酶浓度、PH、温度、激活剂和抑制剂等。
一、底物浓度
Vmax
1/2Vmax
Km [S]
在[S]很低时，V随[S]的增加而增加，两者呈直线的正比关系；当[S]较高时，V虽然随[S]的增加而增加，但增加的幅度不如[S]低时明显，两者之间不再成正比关系；当[S]增高到一定程度时，V趋于恒定，继续增加[S]，V不再增加，达到极限，成为最大反应速度（Vmax）
酶促反应速度与底物浓度之间变化关系，反映了酶[ES]和[P]的生成过程。在[S]很低时，酶的活性中心没有全部与底物结合，增加[S]，[ES]和[P]均成正比例关系增加；当[S]增高到一定浓度时，酶全部形成了[ES]，此时再增[S]也不会增加[ES]，V趋于恒定。
（一）米氏方程
Vmax[S]
Km+[S]
V：反应初速度
[S]：底物浓度
Vmax：反应的最大速度
Km：米氏常数
（二）米氏常数
当酶促反应速度为最大反应速度一半时（V=1/2Vmax），米氏常数与底物浓度相等（Km=[S]）
Km越大，酶与底物亲和力越小
Km值小的催化效率就较高
二、酶浓度
酶促反应速度（V）与酶浓度[E]成正比关系。
三、温度
四、PH
五、激活剂和抑制剂
凡是能提高酶活性的物质，都称为激活剂。激活剂对酶的作用具有一定的选择性。有时一种激活剂只对某种酶起激活作用。酶的激活剂多为无机离子或简单有机化合物。
例如氯离子使唾液淀粉酶的活力增强；胆汁酸盐是胰脂肪酶的激活剂。
第五节 别构酶与同工酶
一、别构酶
别构酶又称变构酶，是具有变构效应的酶，可以通过自身构象的变化来调节酶活性。变构效应调节是酶活性调节的一种方式。
二、同工酶
催化功能相同，但酶蛋白的组成与结构等均不同的一组酶。
第六节 酶的应用
一、酶在生物体内
在生物体内的酶是具有生物活性的蛋白质，存在于生物体内的细胞和组织中，作为生物体内化学反应的催化剂，不断地进行自我更新，使生物体内及其复杂的代谢活动不断地、有条不紊地进行．
二、酶在医疗上
三．酶在生产、生活中
