酶-5
酶
一、填空题
1．酶是产生的，具有催化活性的。2．T.Cech从自我剪切的RNA中发现了具有催化活性的，称之为，这是对酶概念的重要发展。
3．结合酶是由和两部分组成，其中任何一部分都催化活性，只有才有催化活性。
4．有一种化合物为Ａ－Ｂ，某一酶对化合物的Ａ，Ｂ基团及其连接的键都有严格的要求，称为，若对Ａ基团和键有要求称为，若对Ａ，Ｂ之间的键合方式有要求则称为。
5．酶发生催化作用过程可表示为Ｅ＋Ｓ→ＥＳ→Ｅ＋Ｐ，当底物浓度足够大时，酶都转变为此时酶促反应速成度为。
6．竞争性抑制剂使酶促反应的km ，而Vmax 。
7．磺胺类药物能抑制细菌生长，因为它是结构类似物，能性地抑制酶活性。
8．当底物浓度远远大于Km，酶促反应速度与酶浓度。
9．PH对酶活力的影响，主要是由于它和。
10．温度对酶作用的影响是双重的：①②。11．同工酶是一类酶，乳酸脱氢酶是由种亚基组成的四聚体，有种同工酶。
12.与酶高催化效率有关的因素有、、、和活性中心的。
13．对于某些调节酶来说，、Ｖ对［Ｓ］作图是Ｓ形曲线是因为底物结合到酶分子上产生的一种效应而引起的。
14．测定酶活力时要求在特定的和条件下，而且酶浓度必须底物浓度。
15．解释别构酶变构机理，主要有和两种。
16．能催化多种底物进行化学反应的酶有个Km值，该酶最适底物的Km值。
17.与化学催化剂相比，酶具有、、和等催化特性。
18．在某一酶溶液中加入Ｇ-ＳＨ能提出高此酶活力，那么可以推测基可能是酶活性中心的必需基团。
19．影响酶促反应速度的因素有、、、、、。
20．从酶蛋白结构看，仅具有三级结构的酶为，具有四级结构的酶
，而在系列反应中催化一系列反应的一组酶为。
二、选择题
1．有四种辅因子(1) NAD，(2)FAD，（3）磷酸吡哆醛，（4）生物素，属于转移基团的辅酶因子为：
A、(1)(3)
B、(2)(4)
C、(3)(4)
D、(1)(4)
2．哪一种维生素具有可逆的氧化还原特性：
A、硫胺素
B、核黄素
C、生物素
D、泛酸
3．含B族维生素的辅酶在酶促反应中的作用是：
A、传递电子、质子和化学基团
B、稳定酶蛋白的构象
C、提高酶的催化性质
D、决定酶的专一性
4．有机磷农药作为酶的抑制剂是作用于酶活性中心的：
A、巯基
B、羟基
C、羧基
D、咪唑基
5．从组织中提取酶时，最理想的结果是：
A、蛋白产量最高
B、转换系数最高
C、酶活力单位数值很大
D、比活力最高
6．同工酶鉴定最常用的电泳方法是：
A、纸电泳
B、SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳
C、醋酸纤维薄膜电泳
D、聚丙烯酰胺凝胶电泳
7．酶催化底物时将产生哪种效应
A、提高产物能量水平
B、降低反应的活化能
C、提高反应所需活化能
D、降低反应物的能量水平
8．下列不属于酶催化高效率的因素为：
A、对环境变化敏感
B、共价催化
C、靠近及定向
D、微环境影响
9．米氏常数：
A、随酶浓度的增加而增加
B、随酶浓度的增加而减小
C、随底物浓度的增加而增大
D、是酶的特征常数
10．下列哪种辅酶结构中不含腺苷酸残基：
A、FAD
B、NADP+
C、辅酶Q
D、辅酶A 11．下列那一项符合“诱导契合”学说：
A、酶与底物的关系如锁钥关系
B、酶活性中心有可变性，在底物的影响下其空间构象发生一定的改变，才能与底物进行反应。
C、底物的结构朝着适应活性中心方向改变而酶的构象不发生改变。
D、底物类似物不能诱导酶分子构象的改变
12.下列各图属于非竞争性抑制动力学曲线是:
A B C
13．关于米氏常数Km的说法，哪个是正确的？
A、饱和底物浓度时的速度
B、在一定酶浓度下，最大速度的一半
C、饱和底物浓度的一半
D、速度达最大速度一半时的底物浓度14．酶的竞争性抑制剂具有下列哪种动力学效应：
A、Vm不变，Km增大
B、Vm不变，Km减小
C、Vm增大，Km不变
D、Vm减小，K m不变
15．下面关于酶的描述，哪一项不正确：
A、所有的酶都是蛋白质
B、酶是生物催化剂
C、酶具有专一性
D、酶是在细胞内合成的，但也可以在细胞外发挥催化功能
16．催化下列反应的酶属于哪一大类：
1，6—二磷酸果糖3-磷酸甘油醛+磷酸二羟丙酮
A、水解酶
B、裂解酶
C、氧化还原酶
D、转移酶17．下列哪一项不是辅酶的功能：
A、传递氢
B、转移基团
C、决定酶的专一性
D、某些物质分解代谢时的载体
18．下列关于酶活性中心的描述，哪一项是错误的：
A、活性中心是酶分子中直接与底物结合，并发挥催化功能的部位
B、活性中心的基团按功能可分为两类，一类是结合基团，一类是催化基团
C、酶活性中心的基团可以是同一条肽链但在一级结构上相距很远的基团
D、不同肽链上的有关基团不能构成该酶的活性中心
19．下列哪一种抑制剂不是瑚珀酸脱氢酶的竞争性抑制剂：
A、乙二酸
B、丙二酸
C、丁二酸
D、碘乙酸
20．酶原激活的实质是：
A、激活剂与酶结合使酶激活
B、酶蛋白的别构效应
C、酶原分子空间构象发生了变化而一级结构不变
D、酶原分子一级结构发生改变从而形成或暴露出活性中心
21．酶原激活的生理意义是：
A、加速代谢
B、恢复酶活性
C、生物自我保护的方式
D、保护酶的方式
22．一个简单的米氏酶催化反应，当[S]< A、反应速度最大 B、底物浓度与反应速度成正比 C、增加酶浓度，反应速度显著变大 D、[S]浓度增加，Km值也随之变大 23．下列哪一项不能加速酶促反应速度： A、底物浓集在酶活性中心 B、使底物的化学键有适当方向 C、升高反应的活化能 D、提供酸性或碱性侧链基团作为质子供体或受体 24．关于酶的抑制剂的叙述正确的是： A、酶的抑制剂中一部分是酶的变性剂 B、酶的抑制剂只与活性中心上的基团结合 C、酶的抑制剂均能使酶促反应速度下降 D、酶的抑制剂一般是大分子物质 25．胰蛋白酶原经肠激酶作用后切下六肽，使其形成有活性的酶，这一步骤是: A、诱导契合 B、酶原激活 C、反馈调节 D、同促效应26．酶的比活力是指： A、任何纯酶的活力与其粗酶的活力比 B、每毫克蛋白的酶活力单位数 C、每毫升反应混合液的活力单位 D、以某种酶的活力作为1来表示其他酶的相对活力 27．泛酸是下列哪一过程的辅酶组成成分： A、脱羧作用 B、乙酰化作用 C、脱氢作用 D、氧化作用28．下列哪一种维生素是辅酶A的前体： A、核黄素 B、泛酸 C、钴胺素 D、吡哆胺29．下列那种维生素衍生出了TPP: A、维生素B1 B、维生素B2 C、维生素B5 D、生物素30．某一酶的动力学资料如下图，它的Km为： -3 -2 -1 0 1 2 3 1/[S] A、2 B、3 C、0.33 D、0.5 三、是非题 （）1．测定酶活力时，底物的浓度不必大于酶的浓度。 （）2．酶促反应的初速度与底物浓度无关。 （）3．当底物处于饱和水平时，酶促反应的速度与酶浓度成正比。 （）4．酶有几种底物时，其Km值也不相同。 （）5．某些调节酶的V---S的S形曲线表明，酶与少量底物的结合增加了酶对后续底物的亲和力。 （）6．在非竟争性抑制剂存在下，加入足够量的底物，酶促反应能够达到正常的Vm.。 （）7．如果有一个合适的酶存在，达到过渡态所需的活化能就减少。 （）8．T.Cech从自我剪切的RNA中发现了有催化活性的RNA，称之为核酶。（）9．同工酶指功能相同、结构相同的一类酶。 （）10．最适温度是酶特征的物理常数，它与作用时间长短有关。 （）11．酶促反应中，酶饱和现象是普遍存在的。 （）12．转氨酶的辅酶是吡哆醛。 （）13．酶之所以有高的催化效率是因为它可提高反应活化能。 （）14．对于多酶体系，正调节物一般是别构酶的底物，负调节物一般是别构酶的直接产物或代谢序列的最终产物。 （）15．对共价调节酶进行共价修饰是由非酶蛋白进行的。 （）16．反竞争性抑制作用的特点是Km值变小，Vm也变小。 （）17．别构酶调节机制中的齐变模型更能解释负协同效应。 四、计算题 1．某底物在溶液中的浓度为0.001mmol，而其活性中心的浓度的为100mmol,求活性中心的浓度比溶液中的的浓度高多少倍？ 2．酶作用于某底物的米氏常数为0.005mol，其反应速度分别为最大反应速度90%、50%、10%时，底物浓度应为多少？ 3．催化焦磷酸水解的酶的分子量为120000，由六个相同的亚基组成，纯酶的比活力为3600U/mg酶，它的一个活力单位（U）规定为：15分钟内在37℃标准条件下水解10微摩尔焦磷酸的酶量。 求：（1）每mg酶在每秒钟内水解多少摩尔底物。 （2）每mg酶中有多少摩尔的活性中心？（假设每个亚基上有一个活性中心）。 （3）酶的转换系数 4．称取25mg的蛋白酶粉配制成25ml酶液，从中取出0.1ml,以酪蛋白为底物用Folin-酚比色法测定酶活力，结果表明每小时产生1500μg酪氨酸。另 取2ml酶液，用凯氏定氮法测得蛋白氮为0.2mg。若以每分钟产生1μg酪氨酸的量为1个活力单位计算，根据以上数据， 求：A、1ml酶液中蛋白的含量及活力单位。 B .1g酶制剂的总蛋白含量及总活力。 C . 酶比活力 5．某酶的Km=4.7×10-5mol/L；Vmax=22μmol/min。当[S]=2×10-4mol/L， [I]=5×10-4mol/L，Ki=3×10-4mol/L时，求：I为竞争性抑制和非竞争性抑制时， V分别是多少？ 五、名词解释 1.酶的活性中心 2.酶的专一性 3.竞争性抑制作用 4.非竞争性抑制作用 5.别构酶 6.别构效应 7.同工酶 8.酶的比活力 9.酶原激活 10.寡聚酶 11.酶的转换数 12.辅酶和辅基 13.诱导契合 14.全酶 15.别构酶的序变模型及齐变模型 16.固化酶 17.多酶体系 18.RNA酶 19.过渡态 六、问答题 1．为什么处于低介电环境中的基团之间的反应会得到加强？ 2．影响酶高催化效率的因素及其机理是什么？为什么说咪唑基是酸碱催化中的重要基团? 3．什么是别构效应？简述别构酶的结构和动力学特点及其在调节酶促反应中的作用。 4．某酶在溶液中会丧失活性，但若此溶液中同时存在巯基乙醇可以避免酶失活，该酶应该是一种什么酶，为什么？ 5．测定酶活力时为什么以初速度为准？ 6．为什么酶的最适pH不是一个物理常数？ 7．羧肽酶A催化甘氨酰酪氨酸水解时，其催化机制的几个效应是什么？ 8．同工酶作为一个重要生化指标，主要用于哪些研究领域？ 答案： 一、填空题 1.活细胞；蛋白质 2.RNA；（Ribozyme）核酶 3.酶蛋白；辅因子；无；全酶 4.绝对专一性；基团专一性；键专一性 5.ES；最大 6.变大；不变 7.对氨基苯甲酸；竞争；二氢叶酸合成酶 8.成正比； 9.影响酶和底物的基团解离；酶分子的稳定性 10.温度增加，速度加快；温度增加，变性加快。 11.催化作用相同但分子组成和理化性质不同的一类酶；两；五 12.诱导契合与底物变形；靠近和定向效应；酸碱催化；共价催化；疏水微环境 13.正协同 14.pH；温度；远远小于 15.序变模型；齐变模型 16.多；最小 17.高效性；温和性；专一性；调节性 18.巯基（-SH） 19.[S]；[E]；pH，温度；激活剂；抑制剂 20.单体酶；寡聚酶；多酶体系 二、选择填空 1.C 2.B 3.A 4.B 5.D 6.D 7.B 8.A 9.D 10.C 11.B 12.B 13.D 14.A 15.A 16.B 17.C 18.D 19.D 20.C 21.C 22.B 23.C 24.C 25.B 26.B 27.B 28.B 29.A 30.C 三、是非题 1.× 2.× 3.√ 4.√ 5.√ 6.× 7.√ 8.√ 9.×10.×11.√12.× 13.×14.√15.×16.√17.× 四、计算题 1. 1×105 2. 0.45mol/L, 0.05mol/L, 0.006mol/L 3.(1)4×10-5mol／sec (2)5×10-8mol (3)8×102／sec(即摩尔焦磷酸?秒-1／摩尔酶 4. A、0.625mg 蛋白质, 250单位，B、0.625g, 2.5×105单位C、400单位/毫克蛋白 5.竞争性：V=13.5(mol/L)/min；抑制程度为：24.1% 非竞争性：V=6.67(μmol/L)min；抑制程度为：62.5% 五、名词解释（略） 六、问答题（要点） 1.水减弱极性基团之间的相互作用。 4.含-SH的酶，容易氧化与其它巯基生成-S-S-,HS-CH2CH3可防止酶失活。 5.初速度时，产物增加量与时间呈正比。 6.最适pH随底物种类、浓度、与缓冲液成分不同而不同， 7.无共价催化。 8.利用同工酶研究细胞基因、了解植物的生长发育、预测植物的杂种优势、研究植物的抗逆性等。 第五章酶 (Enzyme) 主要内容：介绍酶的概念、作用特点和分类、命名，讨论酶的结构特征和催化功能以及酶专一性及高效催化的策略，进而讨论影响酶作用的主要因素。对酶工程和酶的应用作一般介绍。思考题？ 第一节酶的概念及作用特点 第二节酶的命名和分类 第三节酶活力测定和分离纯化 第四节酶催化作用的结构基础和 高效催化的策略 第五节酶促反应的动力学 第六节重要的酶类及酶活性的调控 第七节酶工程简介 目录 第一节酶概念及作用特点 一、酶的概念 二、酶催化作用的特点 三、酶的化学本质、酶的类别和组成 酶 是活细胞产生的，具有催化生物反应功能的蛋白质大分子及核酸；是生物体内进行新陈代谢不可缺少的受多种因素调节控制的具有催化能力的生物催化剂。 酶催化作用的特点 酶具有一般催化剂的特征： 用量少而催化效率高；不改变化学反应的平衡点；可降低反应的活化能。 酶作为生物催化剂的特点 极高的催化效率 高度的专一性 易失活 活性可调控 有些酶需辅助因子 酶作为生物催化剂的特点 1、催化效率很高： 比较Fe3+和H2O2酶同样条件下的催化效果： 1mol/L H2O2酶 104M 1mol/L Fe3+ 10-6M 酶促反应比非催化反应高10-1020倍； 比一般催化反应高107-1013倍。 酶能够显著降低反应的活化能 活化能(Activation energy)：在一定温度下1mol 底物全部进入活化态所需要的自由能。 0℃，分解H2O2量 2、酶具有高度专一性 是指酶对催化的反应和反应物有严格的选择性。一种酶只能催化一种或一类十分相似的反应。底物（substrate ，S)：酶作用的物质。 酶专一性类别（P332） 酶专一性类型（ p332） 1 、结构专一性 概念：酶对所催化的分子（底物，Substrate）化学结构的特殊要求和选择。 类别：绝对专一性和相对专一性 2 、立体异构专一性 概念：酶除了对底物分子的化学结构有要求外，对其立体异构也有一定的要求 类别：旋光异构专一性和几何异构专一性 绝对专一性和相对专一性 绝对专一性有的酶对底物的化学结构要求非常严格，只作用于一种底物，不作用于其它任何物质。 相对专一性有的酶对底物的化学结构要求比上述绝对专一性略低一些，它们能作用于一类化合物或一种化学键。 1）键专一性有的酶只作用于一定的键，而对键两端的基团并无严格要求。 2）基团专一性另一些酶，除要求作用于一定的键以外，对键两端的基团还有一定要求，往往是对其中一个基团要求严格，对另一个基团则要求不严 格。 消化道内几种蛋白酶的专一性 （苯丙.酪.色-COOH） （精.赖-COOH） （脂肪族） 胰凝乳蛋白酶 胃蛋白酶 弹性蛋白酶 羧肽酶 胰蛋白酶 糜蛋白酶 羧肽酶 3、酶易失活： 凡使pr变性的因素都可使酶破坏, 酶在温和条件下作用。 4、酶活性受到调节和控制： 第五章酶与维生素 一、名词解释 1．米氏常数（Km值） 2. 活性中心 3．辅基 4．单体酶 5. 酶的比活力 6．多酶体系 7．激活剂 8．抑制剂 9．变构酶 10．同工酶 11．酶原 二、填空题 1．酶是产生的，具有催化活性的。 2．酶具有、、和等催化特点。 3．影响酶促反应速度的因素有、、、、和。 4. 与酶催化高效率有关的因素有、、、 、等。 5．丙二酸和戊二酸都是琥珀酸脱氢酶的抑制剂。 6．变构酶的特点是：（1），（2），它不符合一般的，当以V对[S]作图时，它表现出型曲线，而非曲线。它是酶。 7．一条多肽链Asn-His-Lys-Asp-Phe-Glu-Ile-Arg-Glu-Tyr-Gly-Arg经胰蛋白酶水解可得到个多肽。 8．全酶由和组成，在催化反应时，二者所起的作用不同，其中决定酶的专一性和高效率，起传递电子、原子或化学基团的作用。 9．辅助因子包括、和等。其中与酶蛋白结合紧密，需要除去，与酶蛋白结合疏松，可以用除去。 10．根据国际系统分类法，所有的酶按所催化的化学反应的性质可分为六类、、、、、和。 11．根据酶的专一性程度不同，酶的专一性可以分为、 和。 12．酶的活性中心包括和两个功能部位，其中直接与底物结合，决定酶的专一性，是发生化学变化的部位，决定催化反应的性质。 13．酶活力是指，一般用表示。 14．通常讨论酶促反应的反应速度时，指的是反应的速度，即 时测得的反应速度。 15．T.Cech从自我剪切的RNA中发现了具有催化活性的，称之为这是对酶概念的重要发展。 16．有一种化合物为Ａ－Ｂ，某一酶对化合物的Ａ，Ｂ基团及其连接的键都有严格的要求，称为，若对Ａ，Ｂ之间的键合方式有要求则称为。 17．酶发生催化作用过程可表示为Ｅ＋Ｓ→ＥＳ→Ｅ＋Ｐ，当底物浓度足够大时，酶都转变为此时酶促反应速度为。 18．竞争性抑制剂使酶促反应的km 而Vmax 。19．磺胺类药物能抑制细菌生长，因为它是结构类似物，能性地抑制酶活性。 20．当底物浓度远远大于Km，酶促反应速度与酶浓度。 21．pH对酶活力的影响，主要是由于它和。 22．温度对酶作用的影响是双重的：①②。 23．同工酶是一类酶，乳酸脱氢酶是由种亚基组成的四聚体，有种同工酶。 24．对于某些调节酶来说，、Ｖ对［Ｓ］作图是Ｓ形曲线是因为底物结合到酶分子上产生的一种效应而引起的。 25．在某一酶溶液中加入Ｇ-ＳＨ能提出高此酶活力，那么可以推测 第五章酶化学 一、填空题 1．全酶由酶蛋白和辅助因子组成。辅助因子包括辅酶和辅基等。其中辅基与酶蛋白结合紧密，辅酶与酶蛋白结合疏松。 2．根据国际系统分类法，所有的酶按所催化的化学反应的性质可以分为六大类氧化还原酶类，转移酶类，水解酶类，裂合酶类，异构酶类和连接酶类。 3．根据酶的专一性程度不同，酶的专一性可以分为绝对专一性、相对专一性和立体专一性。4．关于酶作用专一性提出的假说有锁钥学说和诱导契合假说等几种。 5．酶的活性中心包括结合部位和催化部位两个功能部位，其中结合部位直接与底物结合，决定酶的专一性，催化部位直接参加催化，决定催化反应的性质。 6．酶活力是指酶所催化的化学反应的速率。酶活力的大小用酶活力单位来表示。 7．酶促动力学的双倒数作图（Lineweaver－Burk作图法），得到的直线在横轴上的截距为 -1/km ，纵轴上的截距为 1/Vmax 。 8．糖原磷酸化酶是通过磷酸化与脱磷酸化进行共价修饰调节酶活性。 9．酶的活性部位通常位于酶分子表面的疏水裂隙中，即位于疏水的微环境中，从而使酶与底物之间的作用加强。 10．酶反应速度受许多因素的影响。以反应速度对底物浓度作图，得到的是一条双曲线。 11．有的酶在分泌时是无活性的酶原，需要经某种酶或酸将其分子作适当的改变或切去一部分才能呈现活性，这种激活过程称酶原激活作用。 12．有些酶分子除具有与底物结合的活性部位外，还具有与非底物的化学物质结合的部位，这种部位有别于活性部位，而且与之结合的物质都对其反应速率有调节作用，故称别构部位，具有该部位的酶称别构酶。 13．根据酶蛋白分子的特点将酶分为三类，即单体酶、寡聚酶和多酶复合物。 二、选择题： 1．下列有关酶的描述正确的是？（ A ） （A）组成酶活性中心的各个基团可能来自同一条多肽链，也可能来自不同多肽链。 （B）酶活性中心一般由在一级结构中相邻的若干氨基酸残基组成。 （C）酶活力随反应温度升高而不断地加大。 （D）酶的最适温度与酶的作用时间有关，作用时间长，则最适温度高，作用时间短，则最适温度低。 2．下列有关Km的描述正确的是？（ A ） （A）Km是酶的特征常数，只与酶的性质有关，与酶浓度无关。 （B）Km是酶的特征常数，在任何条件下，Km是常数。 （C）Km是酶的特征常数，只与酶的性质有关，与酶的底物无关。 （D）Km值高表示酶与底物的亲和力强，Km值低时表示亲和力弱。 3．下列有关pH对酶促反应速率的影响，哪一项描述正确？（B） （A）酶的最适pH值是一个常数，每一种酶只有一个确定的最适pH值。 （B）酶的最适pH受许多因素的影响，如酶的纯度、底物、作用时间等。 第五章酶 1.代谢物是指( ) A.育的辅助因子 B.酶促反应的产物 C摩促反应的反应物 B. D.酶促反应的中间产物 E酶促反应的反应物和产物 2下列叙述中，正确的是( ) A.所有的蛋白质都是酶 B.少数RNA有催化活性 C.所有的酶都需要辅助因子 D.所有的酶都有绝对专一性 E.所有的酶都以有机化合物为底物 3.关于酶的必需基团的下列叙述，错误的是( ) A可与底物结合 B.可由输助因子提供 C.可能化底物发生反应 D.可保持酶活性中心的结构 E.只存在于酶的话性中心中 4. 下列氨基酸的R基，在催化反应过程中极不可能与底物相互作用的是( ) A.丙氨酸 B.谷氨酸 C. 酪氨酸 D.丝氨酸E组氨酸 5.关于酶活性中心的下列叙述，正确的是( ) A.所有的酶都有活性中心 B.所有活性中心都有金属离子 C.所有活性中心都有辅助因子 D.所有抑制剂都作用于活性中心 E所有必需基团都位于活性中心中 6.关于酶的下列叙述，正确的是( ) A.能提高反应的活化能 B.所有的酶都有活性中心 C.随反应进行酶量逐渐减少 D.所有的酶都有辅基或辅酶 E.所有的酶都有绝对专一性 7. 关于酶话性中心的下列叙述，正确的是( ) A.均由亲水性氨基酸组成 B.含结合基团和催化基团 C.是必需基团存在的唯一部位 D.酶原有能发挥催化作用的活性中心 E.由一级结构上相互邻近的氨基酸组成 8. 酶活性中心中使底物转化为产物的基团是( ) A.催化基团 B.碱性基团 C.结合基团 D.疏水基团 E.酸性基团 9. 关于酶的辅基( ) A. 又称辅酶 B. 通过非共价键与酶蛋白结合 C. 不能通过透析与酶蛋白分开 D.由活性中心中的氨基酸残基组成 E.与酶活性有关，但在反应中不被修饰或发生改变 第五章酶类药物 第一节药用酶概述 酶是生物催化剂，在生理pH值和温度下具有高度专一的催化活性，能迅速产生高效的特异性反应，随着科技的发展，酶类药物大大地应用到治疗上，如神曲和麦芽等药物，含有能降解糖、脂肪与蛋白质的水解酶，可以用于帮助消化，近几十年来，酶类药物在治疗上有较大的进展。大多数酶制剂为口服剂型，现能由于注射的酶制剂只有细胞色素C、纤溶酶等少数几种。 目前对药用酶的研究热点是，在维持活性状态下的酶蛋白能否被吸收，如何减少药用酶的抗原性问题及新型药用酶的研究等。 一、酶类药物应具备的条件： ①在生理pH值下（中性），具有最高活力和稳定性。如大肠杆菌谷氨酰胺酶最适pH值为5.0，在生理pH 值时基本没有活性，所以不能用于人类疾病的治疗。 ②对基质（作用的底物）有较高的亲和力。酶的Km值较低时，只需要少量的酶制剂就能催化血液或组织中较低浓度的基质发生化学反应，从而高效发挥治疗作用。 ③血清中半衰期较长。要求药用酶从血液中清除率较慢，以利于充分发挥治疗作用。 ④纯度高，特别是注射用的纯度要求更高。 ⑤免疫原性较低或无免疫原性。酶是蛋白质，所以酶类药物都不同程度存在免疫原问题，可以对酶进行化学修饰降低免疫原性，或者寻求制备免疫原性较低或无免疫原性的酶。 ⑥最好不需要外源辅助因子的药用酶。有些酶需要辅酶或ATP和金属离子方能进行酶反应，在治疗中常常受到限制。 二、药用酶的分类及应用 （一）促进消化酶类：为最早的医用酶，包括蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶等水解酶，乳糖酶。（二）消炎酶类：溶菌酶，核酸酶等可以移去血块治疗血栓静脉炎等疾病。 （三）与治疗心脑血管疾病有关的酶类：纤维蛋白溶解酶、尿激酶等，这类酶对于溶解血栓有独特效果，可以促进血块溶解，防止血栓的形成。 （四）抗肿瘤的酶类：通过破坏肿瘤细胞所需的代谢物来抑制其生长，L-天冬酰胺酶，可以治疗白血病。（五）与纤维蛋白溶解作用有关的酶类：链激酶，尿激酶等，血纤维在血液的凝固与解凝过程中有重要作用，提高血液中蛋白水解酶的水平，助于促进血栓的溶解。 （六）其他治疗酶：细胞色素C参与生物氧化的一种有效的电子传递体，用于组织缺氧治疗的急救和辅助用药。 第二节酶类药物的制造过程 酶制备的步骤： 第五章酶与细胞的固定化技术 教学目的：使学生了解并掌握固定化酶（细胞、原生质体）的概念及意义，掌握酶的常用固定化技术，了解固定化酶的性质。 教学重点、难点：固定化酶（细胞、原生质体）的范畴，各种固定化技术。固定化酶（细胞、原生质体）的范畴,半透膜包埋法。 教学方法：讲授 教学手段：多媒体 第一节概述 一、游离酶使用中的局限性: 1.提取纯化繁琐,价格昂贵 2.难以重复使用 3.稳定性差 二、固定化酶研究 克服游离酶缺点的方法之一 50年代开始 60年代后期，固定化技术迅速发展 1969年，千田一郎首次在工业生产规模应用固定化氨基酰化酶从DL-AA连续生产L-AA实现酶应用史上的一大变革 三、基本概念 1、固定化酶（1971第一次国际酶工程学术会议） （Immobilized Enzyme) 指在一定空间范围内呈闭锁状态存在的酶，能连续地进行反应，反应后的酶可以回收重复利用。包括酶与不溶性载体结合的“固相酶”“水不溶性酶”及包埋在凝胶或超滤装置中的酶。 2、固定化细胞（原生质体） 指被限制自由移动的细胞，即细胞受到物理化学等因素约束或限制在一定空间范围内，但细胞仍保留催化活性并具有能被反复或连续使用的活力。 四、固定化酶优点 增加了酶的稳定性 能降低酶的总体费用 酶的分离和回收变得容易，并可重复使用 使反应过程的连续操作成为可能 反应产物也易于提取纯化 有利于过程设计和优化 拓广了酶的应用范围（多酶系统的酶反应，非水相酶反应，生物传感器探头等） 第二节、酶的固定化方法 一、酶的固定化方法 1、酶的固定化方法（四大类方法） 1）吸附法 2）包埋法 3）交联法 4）化学共价法 其它（酶的逆胶束包囊法） 一、酶的固定化方法 2、选择方法依据： ⑴酶的性质 ⑵载体的来源、价格、机械性能、载体的功能基团和交联度等 ⑶制备方法简便易行 ⒊衡量依据： ⑴测定固定化酶的活力，以确定固定化过程的活力回收率； ⑵研究它的最适反应条件（底物浓度、pH 值、温度、离子强度等）； ⑶稳定性和不稳定原因的探究； ⑷对酶进行人工修饰，使其与载体的结合达到较为理想的构型和相容性。 （一）吸附法 1、原理：主要是利用细胞与载体之间的吸引力（范德华力、离子键和氢键），使细胞固定在载体上，常用的吸附剂有玻璃、陶瓷、硅藻土、多孔塑料、中空纤维等。 此外还可利用专一的亲和力来固定细胞，例如伴刀豆球蛋白Ａ与ａ一甘露聚糖具有亲和力，而酿酒酵母细胞壁上含有ａ一甘露聚糖，故可将伴刀豆球蛋白Ａ先连接到载体上，然后把酵母连接到活化了的伴刀豆球蛋白上。 2、酶材料：酶或结合在菌体（死细胞）及细胞碎片上的酶或酶系。 3、优缺点：操作简便，条件温和，不会引起酶的变性失活，载体廉价易得，且可反复利用； 缺点是蛋白质与载体之间的结合相当弱,而且很多情况下,酶的非特异性吸附常常会引起部分或全部失活,高浓度的盐溶液或底物溶液又将加速蛋白质的脱附.因此当要求酶的固定绝对牢靠时,采用吸附法是很不可靠的. 4、常用吸附剂 各种矿物质以及无机载体(氧化铝，氧化铁，氧化钛，硅藻土，多空陶瓷，多空玻璃，羟基磷灰石等)，及天然高分子载体淀粉、白蛋白等，最常用的吸附剂是离子交换剂羧甲基纤维素，DEAE----纤维素、DEAE----葡萄糖，合成的阴离子和阳离子交换剂离子交换剂主要靠静电吸引，缺点是当离子强度增加或介质的pH、温度变化时，这种结合发生分解。 5、举例： 将伴刀豆球蛋白A-琼脂糖4B 50ml（在10mM PBS pH 7.4 含0.5M NaCl,1mM CaCl2和1mM MnCl2）与酶液(10mg/ml) 5ml,在4℃，搅匀过夜，便成琼脂糖复合物，用10mM NaAc pH4.5（1mMCaCl2 和1mMnCl2）充分洗涤，直至测不出活性为度，最后再悬浮于10ml NaAc PBS 中备用。 （二）包埋法 1、概念：指将酶或含酶菌体包埋在各种多空载体中，使酶固定的方法。可分为凝胶包埋法 （网格型）和半透膜包埋法（微囊型）两种。 2、优缺点：一般不需酶的AA残基进行结合反应，很少改变酶的高级结构，酶活回收率高； 缺点是包埋时发生化学聚合反应，酶易失活，须巧妙设计反应条件。另外网格结构影响底物和产物的扩散，有时，这种扩散会导致酶动力学行为的改变，所以此法只适合于小分子底物和产物的酶。 3、海藻酸盐包埋法 海藻酸钠与Ca2+,Mg2+,Al3+等多价离子间的转移凝胶作用,形成固定化细胞颗粒第五章 酶
5章 酶化学
第5章 酶化学答案
第五章 酶
第五章 酶类药物
第五章酶与细胞固定化技术