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酶（enzyme） 生物化学与分子生物学教研室 朱利娜 酶的分子结构与功能 酶促反应的特点与机制 酶促反应动力学 酶的调节 酶的命名与分类 酶与医学的关系 第四节 酶 的 调 节 酶活性的调节 酶含量的调节 同工酶 如何通过对酶的调节来实现对新陈代谢的调节？ 调节对象：关键酶 调节主要方式： 酶活性的调节（快速调节） 酶含量的调节（慢调节） 酶的基因表现型的差异使不同的组织细胞具有不同的独特代谢特征。 一、酶活性的调节 酶原与酶原激活 酶原(zymogen)：有些酶在细胞内合成或初分泌时的无活性前体。 酶原的激活：在一定条件下，酶原向有活性酶的转化过程 胰蛋白酶原激活示意图 某些酶原的激活过程 酶原激活的生理意义 避免细胞产生的蛋白酶对细胞自身消化，并使酶在特定的部位和环境中发挥作用，保证体内代谢正常进行。 酶的贮存形式，凝血和纤维蛋白溶解酶原部分酶原激活还存在着级联反应，如凝血机制 （二）酶的变构调节 概念：体内一些代谢物可以与某些酶分子活性中心外的某一部位可逆地结合，使酶发生构象变化，从而影响酶的催化活性，这种对酶催化活性的调节方式称为变构调节（allosteric regulation）。 变构酶（allosteric enzyme） 变构酶通常为代谢途径的关键酶 变构效应剂（allosteric effector） 变构酶往往位于代谢途径的上游或几条代谢途径的交汇处，受后续产物或终产物的反馈调节。 变构酶常由多个亚基组成，含有催化部位的亚基称为催化亚基（catalytic subunit），含调节部位的亚基称为调节亚基（regulatory subunit）。调节亚基与变构效应剂的结合存在着协同效应 （三）酶的共价修饰调节 概念：酶蛋白肽链上的某些基团可与某种化学基团发生可逆的共价结合，从而改变酶的活性，这一过程称为酶的共价修饰（covalent modification）或化学修饰（chemical modification）。 酶的共价修饰包括：磷酸化与脱磷酸化、乙酰化与脱乙酰化、甲基化与脱甲基化、腺苷化与脱腺苷化、－SH与－S－S－的互变等。最常见的化学修饰是磷酸化修饰。 二、酶含量的调节 酶蛋白合成的诱导和阻遏 ——在转录水平上影响酶基因的表达。 酶降解的调控 三、同工酶 定义 同工酶（isoenzyme）是指催化的化学反应相同，但酶蛋白的分子结构、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或等位基因编码的多肽链，或由同一基因转录生成的不同mRNA翻译的不同多肽链组成的蛋白质。 翻译后经修饰生成的多分子形式不在同工酶之列。 同工酶可能是机体对环境变化或代谢变化的另一种调节方式，即当一种同工酶受到抑制或破坏时，其他的同工酶仍然起作用，从而保证代谢的正常进行。 第五节 酶的命名与分类 酶的命名 习惯命名法： 根据酶催化的底物、反应的性质以及酶的来源而定。 系统命名法： 标明酶的所有底物及反应性质。底物名称之间以“：”分隔。并附有一个4个数字的分类编号，数字前冠以EC（enzyme commission). 酶的分类 按酶促反应性质分为六大类 1.氧化还原酶类(oxidoreductase) 2.转移酶类(transferase) 3.水解酶类(hydrolase) 4.裂合酶类(lyase) 5.异构酶类(isomerase) 6.合成酶类(或连接酶类，ligase) 第六节酶与医学的关系 一、酶与疾病的关系 酶与疾病的发生：酶的异常或酶活性 受到抑制 酶与疾病的诊断： 酶与疾病的治疗：抑制相关酶活性 二、酶在医学上的应用 酶作为试剂用于临床检验和科学研究 酶偶联测定法 酶标记测定法 工具酶 酶作为药物用于临床治疗 助消化、消炎、抗凝、降压等 酶的分子工程 1.固定化酶 2.抗体酶 3. 模拟酶 酶工程简介 酶工程：酶制剂在工业上的大规模生产及应用。是利用酶催化的作用，在一定的生物反应器中，将相应的原料转化成所需要的产品。它是酶学理论与化工技术相结合而形成的一种新技术 。 通过酶工程技术对酶进行改造，使改造后的酶具有更多的优点。如： 提高酶的催化能力 提高酶的耐受性 扩大酶催化底物的来源， 酶工程分为化学酶工程及生物酶工程。 化学酶工程是通过化学修饰、固定化处理、甚至通过化学合成法等手段，改善酶的性质以提高催化效率及降低成本。包括对自然酶、化学修饰酶、固定化酶及化学人工酶的