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1、酶的分子结构与临床,有些疾病的发病机理直接或间接和酶的异常或酶活性受到抑制相关。络氨酸酶-白化病许多疾病也可引起酶的异常，这种异常又使病情加重。,酶的质、量与活性的异常均可引起某些疾病,酶的不同形式,单体酶(monomeric enzyme)：仅具有三级结构的酶。寡聚酶(oligomeric enzyme)：由多个相同或不同亚基以非共价键连接组成的酶。多酶体系(multienzyme system)：由几种不同功能的酶彼此聚合形成的多酶复合物。多功能酶(multifunctional enzyme)或串联酶(tandem enzyme)：一些多酶体系在进化过程中由于基因的融合，多种不同催化功能
2、存在于一条多肽链中，这类酶称为多功能酶。,酶的分子组成中常含有辅助因子,单纯酶(simple enzyme)结合酶(conjugated enzyme),小分子有机化合物是一些化学稳定的小分子物质，称为辅酶(coenzyme)。,主要作用是参与酶的催化过程，在反应中传递电子、质子或一些基团。,小分子有机化合物的分子结构中常含有维生素或维生素类物质。激素代谢障碍或维生素类物质缺乏可引起某些酶的异常。,金属离子是最多见的辅助因子,1）参与催化反应，传递电子；2）在酶与底物间起桥梁作用；3）稳定酶的构象；4）中和阴离子，降低反应的静电斥力等,酶的工作原理,酶与一般催化剂的共同点：在反应前后没有质和量
3、的变化；只能催化热力学允许的化学反应；只能加速可逆反应的进程，而不改变反应的平衡点。,同工酶,同工酶(isoenzyme)是指催化相同的化学反应，而酶蛋白的分子结构理化性质乃至免疫学性质不同的一组酶。同工酶是由不同基因编码的多肽链，或由同一基因转录生成的不同mRNA所翻译的不同多肽链组成的蛋白质。同工酶存在于同一种属或同一个体的不同组织或同一细胞的不同亚细胞结构中，它使不同的组织、器官和不同的亚细胞结构具有不同的代谢特征。这为同工酶用来诊断不同器官的疾病提供了理论依据。,（一）酶促反应具有极高的效率（二）酶促反应具有高度的特异性绝对特异性(absolute specificity)：只能作用于
4、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。如脲酶仅催化尿素水解。相对特异性(relative specificity)：作用于一类化合物或一种化学键。如磷酸酶水解磷酸酯键。立体结构特异性(stereospecificity)：作用于立体异构体中的一种。如糖代谢酶仅作用于D-葡萄糖。,（三）酶促反应的可调节性,二、酶通过促进底物形成过渡态而提高反应速率,（一）酶比一般催化剂更有效地降低反应活化能,诱导契合作用使酶与底物密切结合邻近效应与定向排列使诸底物正确定位于酶的活性中心 表面效应使底物分子去溶剂化,（二）酶-底物复合物的形成有利于底物转变成过渡态,酶底物复合物,(过渡态),
5、（三）酶的催化机制呈多元催化作用,一般酸-碱催化作用(general acid-base catalysis)质子传递2.共价催化作用(covalent catalysis)酶与底物形成瞬间共价键，然后再水解3.亲核催化作用(nucleophilic catalysis)酶活性中心提供电子给过渡态中间物,酶促反应动力学,酶促反应动力学：研究各种因素对酶促反应速率的影响，并加以定量的阐述。影响因素包括：酶浓度、底物浓度、pH、温度、抑制剂、激活剂等。,一、底物浓度对反应速率影响的作图呈矩形双曲线二、底物足够时酶浓度对反应速率的影响呈直线关系三、温度对反应速率的影响具有双重性四、pH通过改变酶和底
6、物分子解离状态影响反应速率五、抑制剂可逆地或不可逆地降低酶促反应速率六、激活剂可加快酶促反应速率,酶的调节,一、调节酶实现对酶促反应速率的快速调节（一）变构酶通过变构调节酶的活性变构调节(allosteric regulation),变构效应剂(allosteric effector),变构酶(allosteric enzyme),变构部位(allosteric site),变构酶常为多个亚基构成的寡聚体，具有协同效应。,酶的变构调节是体内代谢途径的重要快速调节方式之一。,（二）酶的化学修饰调节是通过某些化学基团与酶的共价结合与分离实现的,（三）酶原的激活使无活性的酶原转变成有催化活性的酶,（
7、三）酶原的激活使无活性的酶原转变成有催化活性的酶,诱导作用(induction)阻遏作用(repression),（一）酶蛋白合成可被诱导或阻遏,溶酶体蛋白酶降解途径（不依赖ATP的降解途径）非溶酶体蛋白酶降解途径（又称依赖ATP和泛素的降解途径）,二）酶降解的调控与一般蛋白质降解途径相同,酶与医学的关系,一、酶和疾病密切相关,有些疾病的发病机理直接或间接和酶的异常或酶活性受到抑制相关。许多疾病也可引起酶的异常，这种异常又使病情加重。激素代谢障碍或维生素缺乏可引起某些酶的异常。酶活性受到抑制多见于中毒性疾病。,（一）酶的质、量与活性的异常均可引起某些疾病,2血清酶对某些疾病的诊断具有更重要的价
8、值,（三）酶和某些疾病的治疗关系密切,许多药物可通过抑制生物体内的某些酶来达到治疗目的。通过阻断相应的酶活性，以达到遏制肿瘤生长的目的。酶还可以直接用于治疗目的。,二、酶在医学上的应用领域广泛,（一）酶作为试剂用于临床检验和科学研究,酶法分析即酶偶联测定法(enzyme coupled assays)，是利用酶作为分析试剂，对一些酶的活性、底物浓度、激活剂、抑制剂等进行定量分析的一种方法。,1酶法分析是以酶作为工具对化合物和酶活性进行定量分析的一种方法,2酶标记测定法是酶学与免疫学相结合的一种测定方法,3工具酶广泛地应用于分子克隆领域,（二）酶的分子工程是方兴未艾的酶工程学,酶分子工程主要是利用物理、化学或分子生物学方法对酶分子进行改造，包括对酶分子中功能基团进行化学修饰、酶的固定化、抗体酶等等，以适应医药业、工业、农业等的某种需要。,1固定化酶是固相酶 2抗体酶是具有酶活性的抗体,
