(酶学重点.docVIP

1 进行天然酶的化学修饰的基本原理是什么？ 近年来研究发现，由于酶分子表面结构的不规则、各原子问极性和电荷的不同、各个氨 基酸残基的相互作用等因素，会促使酶分子结构在局部形成一种微环境(酶活性部位往往就 是处于这种微环境之中)，而这种微环境可以是极性的，也可以是非极性的，但都会直接影 响酶活性部位氨基酸残基的电离状态，并为它们发挥作用提供了适宜的条件，所以酶分子微 环境的改变会对酶催化功能产生直接影响。而当酶经过化学修饰后，除了能减少由于内部平 衡力被破坏而引起的酶分子伸展外，还由于大分子修饰剂本身就是多聚电荷体，所以有可能 在酶分子表面形成一层“缓冲外壳”，在一定程度上抵御外界环境的电荷、极性变化，维持 酶活性部位的微环境相对稳定，使酶能在更广泛的条件下发挥作用。 2 酶的化学修饰的目的是什么？所采用的手段有哪些？ 酶的化学修饰目的：人为地改变天然酶的一些性质，创造天然酶所不具备的某些优良特 性甚至创造出新的活性，来扩大酶的应用领域，促进生物技术的发展。 酶化学修饰采用的手段： (1)改变活性部位的构象酶蛋白的主链经水解酶的水解作用，去掉部分主链或者代替蛋 白质一级结构上某些氨基酸基团，使活性部位的结构发生改变，以达到人们所需要的目的。 (2)分子加固用双功能基团将蛋白质分子之间、侧链之间进行交联，提高酶的稳定性。 (3)改变基团的某些性质酶分子侧链基团的化学转变，改变基团的电化学性质、分子内 基团间相互作用力等。 (4)改变酶学性质利用小分子或大分子物质，对活性部位或活性部位之外的侧链基团进 行共价化学修饰。如果该修饰是水不溶性的，就成为固定化酶。 3 化学修饰酶比较天然酶，在化学性质方面的特性变化主要体现在哪些方面？ 提高酶的稳定性、降低外源酶的抗原性、延长酶的半衰期、最适合PH变、改变酶的动力学性质。 4 根据酶所催化的反应类型，可以将抑制酶分成哪六大类？ 氧化还原酶抑制剂、转移酶抑制剂、水解酶抑制剂、裂解酶抑制剂、异构酶抑制剂、合成酶抑制剂、 5 按照抑制剂和酶的作用特点，可以将可逆抑制作用分成哪几种类型？并描述各自的定义和特点。 1．竞争性抑制 竞争性抑制指抑制剂的化学结构与底物相似，因而与底物竞争性地同酶活性中心结合。 当抑制剂与酶活性中心结合后，底物就不能再与酶活性中心结合，所以这种抑制作用的强弱 取决于抑制剂与底物浓度的比例，而不取决于二者的绝对量。这种抑制通常可用增加底物的 浓度来加以消除。 2．非竞争性抑制 非竞争性抑制是指酶可以同时与底物与抑制物结合，两者没有竞争性作用。酶与抑制物 结合后，还可与底物结合。相反，酶与底物结合后，还可与抑制物结合。非竞争性抑制剂通 常与酶的非活性中心结合，这种结合引起酶分子构象变化，致使活性中心的催化作用降低。 非竞争性抑制作用的强弱取决于抑制剂的绝对浓度，因而不能用增加底物浓度来消除其抑制 作用。 3．反竞争性抑制 反竞争性抑制是指抑制剂能与酶和底物的复合物螯合，从而降低形成产物的数量。 6 过渡态类似物的酶的抑制的一般原理是什么？ 过渡态类似物是一类特异的竞争性抑制剂。底物与酶相互作用时形成过渡态，过渡态的 能量大于初始状态的能量。基于这种差异，若某稳定的化合物其电荷分布和立体形状类似于 底物的过渡态，则应与酶结合得更牢。这是由于底物呈过渡态时与酶的亲和力非常强，大约 是基态与酶结合力的108～10“倍。过渡态类似物作为酶抑制剂，与酶的结合力强于与底物 的结合力104～05倍。应用过渡态类似物概念设计强效的抑制剂虽然有一定的用途，但却有限度。这是因为大 多数酶催化的反应很少有独一无二的过渡态结构，当改变底物结构时，过渡态的结构会有变 化，甚至决速步骤也会改变，而且反应中的过渡态比初始态更具稳定性，其稳定性是因键的 生成、断裂和电子密度的改变而维持的。过渡态类似物具有底物过渡态的立体形状和电性特 征，它在水中的稳定性比底物的初始态更高。 9 组合化学的定义以及研究的基本原理？ 组合化学把化学合成、电脑设计、计算机技术结为一体，能同时产生许多种结构相关但 有序变化的化合物，然后用高度灵敏的生物学方法对这些化合物同时进行筛选，从中确定具 有生物活性的物质，再经结构测定，以期找到全新的先导化合物。 基本原理： 是同时合成出大量的不同化合物，然后将这化合物经高通量筛选得 到最有潜力的先导物。这种合成方法步骤有限，但生成的化合物库内包含大量化合物。这一 点与已有百余年历史的有机合成化学完全不同，传统化学的特征是经过几步反应才合成出一 个化合物。 组合化学研究分三个阶段： 分子多样性化合物库的合成，群集筛选(进行活性检测)，活 性分子的结构测定。 10 高通量筛选 高通量筛选技术是将多种技术方法有机结合而形成的新技术体系，它以分子水平和细