酶作为生物催化剂

酶和新陈代谢

• 化学反应 - 一种改变/将一组化学物质变为另一组化学物质的过程。化学反应总是涉及加入化合物中原子的化学键的变化。
• 反应物-开始/进入化学反应的元素
• 产品 - 化学反应生产的元素
• 在化学反应过程中，能量可以被释放，也可以被吸收。
• 放热反应/ exergonic - 能量释放;反应物具有比产品更多的能量。
• 吸热反应/能量吸收;反应物的能量比生成物的要少
• 代谢;分子的潜在能量=化学能
• 细胞使用能量：
• 化学工作(重新排列/建立/破坏物质)
• 机械工作（移动鞭毛）
• 电化学工作（将带电物质移动到细胞质中）
• 细胞新陈代谢 - 细胞中所有化学反应的总和
• 分解代谢-将分子分解成简单的分子

（ab> a + b）

• 合成代谢-由简单分子合成复杂分子

（a + b> ab）

• 酶-一种通过降低活化能来加快化学反应速度的催化剂。

酶的性质

• 大型球状蛋白质，有活跃的地方-基底结合和反应催化的地方
• 生物催化剂 -加快反应
• 非常具体的- 仅催化特定的反应。
• 没有改变或损坏他们催化的反应
• 少量有效- 可以反复使用
• 受外界因素影响-温度和pH.

酶作用机制

• 锁和关键假设（Fisher，1890）
• 基板(钥匙)和刚性活性部位(锁)是互补的
• 基板适合刚性活性部位成形酶 - 底物复合物。
• 然后，产物离开酶的活性部位，酶再生。

• 诱导的拟合假设
• 修改后的版本广为接受
• 活动站点不适合完全灵活
• 当酶与底物发生碰撞时，会引起酶的活性位点发生轻微的变化，与底物形成互补。
• 关闭契合原因应力和变形底物化学键的。键断裂，形成新的键，更容易改变基体生成。因此，活化能降低。

影响酶活性的因素

• 测定的酶反应速率;-基板的变化量/在一段时间内形成的产物量。
• 酶浓度
• 反应速率与酶的浓度成正比
• 基板的量限制图形尾部。
• 底物浓度
• 反应速率与底物浓度成正比
• 当所有活动站点占用时，该图仍保持在最大点。
• 博士
• 最佳pH值,反应发生的最大速率
• 不同的酶具有不同的最佳ph值。
• 在最佳pH范围之外，氢离子或氢氧根离子增加——改变酸性或碱性氨基酸——破坏离子键——改变酶的形状(变性)
• 温度
• 反应速率与温度成比例
• 当热量增加——分子的动能增加——酶和底物之间的碰撞增加。
• 不同的酶有不同的最适温度。
• 当温度高于最佳温度时，H键和疏水相互作用被破坏，变性酶活性降低。
• 在低温下，酶失活但不变性。
• Cofactors.
• 酶类型 - 仅含有蛋白质和含有非蛋白质
• 含有非蛋白质酶由蛋白质部分组成（Apoenzyme.)及非蛋白部分(Cofactor.）。
• Cofactor -某些酶所需的非蛋白质物质与它们结合在催化反应之前。
• 酶 - 辅子复合物 - 软酶

代数余子式

• 无机离子（酶活激活剂）
• 暂时附着在酶上，改变活性位点的形状，使反应发生。
• 如Ca2+， Zn2+， Mg2+， Fe2+。Cl -
• 唾液淀粉酶的增强活性
• 假体组
• 紧密和永久性吻合到雌性。
• 辅助酶的催化功能
• 例如，有机分子- FAD(黄素腺嘌呤二核苷酸)，亚铁血红素
• FAD由核黄素(维生素B2)组成，具有接受氢的功能
• 辅酶
• 松散和暂时绑定
• 有机小分子
• 容易分离并帮助转移化学群，原子，从一种酶到其他酶的电子
• 如NAD(烟酰胺腺嘌呤核苷酸)，辅酶A, ATP
• NAD来源于烟酸，是氢的受体

抑制剂

• 抑制是细胞内酶活性调节的正常部分
• 酶抑制剂-各种可以降低酶控制反应速率的小分子。
• 抑制 - 竞争（可逆），非竞争性（可逆）和非竞争性（不可逆转）
• 竞争抑制
• 抑制剂的结构与底物相似——抑制剂与底物竞争活性部位
• 当抑制剂进入活性位点并暂时结合(酶-抑制剂复合物)-降低反应速率
• 随着底物浓度的增加，反应速率增加。
• 非竞争性抑制（可逆）
• 抑制剂的结构与衬底不同
• 抑制剂结合在变构位点-改变酶结构-改变活性位点结构-底物不能进入。
• 又称变构抑制。调节细胞中代谢途径的常用方式。
• 增加底物浓度不能降低抑制。
• 终末产物抑制-终末产物变构抑制的负反馈。
• 例如，代谢途径的调节- ATP产生的控制。
• 豆腐。ATP是高的，ATP充当变形抑制剂 - 生化反应抑制 - ATP浓度。减少 - ATP离开变构遗址。

• 非竞争性抑制作用(不可逆)
• 抑制剂紧密和永久地结合 - 形成与活性位点或酶的其他部分的共价键
• 抑制剂结合酶-改变结构-可能导致酶沉淀。
• 例如，农药，神经气体，重金属离子，印度乙酸

酶的分类

• oxidoaductase -催化反应是通过H、O或电子的转移发生的氧化还原反应(氧化还原)。例如,葡萄糖氧化酶
• 水解酶 -通过加入水水解底物。，蔗糖酶
• 转移酶-将一组特定的原子从一个分子转移到另一个分子，如糖原磷酸化酶。
• 异构酶-分子内的原子重新排列在另一个异构体的分子内
• Lyases -在没有加入水的情况下破碎化学键，例如丙酮酸脱羧酶
• 连接酶 -以ATP为能量源，形成新的化学键，如氨基酰基trna合成酶。
• 核酶 -具有催化作用的RNA分子