考博生化和分子生物学复习笔记-第3部分
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2、 有机介质对酶性质的影响
（1）、 稳定性 大多数酶在低水有机介质中比在水介质中更稳定。
a。 热稳定性提高 例如：猪胰脂肪酶在醇和酯中进行催化反应，在100℃半衰期长达12h，其活性比25℃时还高几倍
b。 储存稳定性提高 胰凝乳蛋白酶在20℃时，在水中半衰期只几天。在辛烷中，可放6个月，仍保持全部活性。
（2）、 活性 有两类影响 升高活性 降低活性
酶的超活性：高于水溶液中酶活性值的活性。
（3）、 专一性 某些有机溶剂会使某些酶的专一性发生变化，如脂肪酶在有机介质中有合成肽键的功能。星号活力（第二活力）。
（4）、 反应平衡 有机介质能改变某些酶催化的反应平衡。例如：水解酶类（蛋白水解酶）在水介质中，水的浓度为55。5mol/L，平衡趋向水解方向， 如在含水量极低的有机介质中，平衡向含成方向偏移。
（5）、 分子印迹和pH记忆 酶在冻干前可用配体作印迹。 竞争性抑制剂，可诱导酶活性中心构象发生变化，形成一种高活性构象，而此种构象在除去抑制剂后，因酶在有机介质中的高度刚性而得到保持。
pH记忆：酶在有机介质中能“记住”它最后存在过的水溶液的pH值，因该pH值决定了酶分子上有关基团的解离状态，这种状态在冻干过程和分散到有机介质中之后仍得到保持。
★活性中心区域的一级结构 由于一些酶的活性中心一级结构结构与催化机理极其相似，可把它们归为一族。蛋白水解酶就有几个族：
（1）丝氨酸蛋白酶（胰凝乳蛋白酶、胰乳蛋白酶、弹性蛋白酶、枯草杆菌蛋白酶等）
（2）锌蛋白酶（羧肽酶等）
（3）巯基蛋白酶（木瓜蛋白酶等）
（4）羧基蛋白酶（胃蛋白酶等）
在同一族酶中，活性中心一级结构的a。a顺序极相似。
1同源的趋异进化 胰脏的胰凝乳蛋白酶、胰蛋白酶和弹性蛋白酶（疏水残基），活性中心Ser附近的a。a顺序相同，且分子一级结构中有40％a。a顺序相同，三维结构也相同，表明它们起源于共同的祖先，但是它们的底物专一性不同。这种来源于共同祖先，经基因突变而得出不同专一性的结果称为同源的趋异进化。
2异源的趋同进化 枯草杆菌的Ser蛋白酶的结构与上述三种酶很不同，且活性中心Ser附近的a。a顺序也不同
电荷中继网的位置也不同：Asp102…His57…Ser195（胰凝乳蛋白酶和弹性蛋白酶）Asp32…His64…Ser221（枯草杆菌蛋白酶）
这表明枯草杆菌蛋白酶与胰凝乳蛋白酶等三个酶来源不同，但它们的电荷中继网相同，功能相同，这种情况称异源的趋同进化。
※ 多酶体系与酶活性的调节控制
（一） 多酶体系及其分类 细胞中的许多酶，常常在一个连续的反应链中起作用，前一个反应的产物是后一个反应的底物。
多酶体系 在完整细胞内的某一代谢途径中，由几个酶形成的反应链体系。
可分为三种类型：可溶性的（分散性的），结构化的（多酶复合体），在细胞结构上有定位关系的（结构化程度更高）。
（二） 多酶体系的自我调节
（1）大部分具有自我调节能力的多酶体系，第一步反应就是限速步骤，它控制着全部反应序列的总速度。
（2）反馈抑制与底物激活 催化第一步反应的酶，大多都是别构酶，能被全部反应序列的最终产物所抑制，有时则是反应序列分叉处的酶受到最终产物的抑制，称为反馈抑制；有的被底物激活
正调节物：一般是别构酶的底物，可以激活别构酶。
负调节物：可以抑制别构酶，一般是代谢序列的最终产物。
二、 酶活性的调节控制和调节酶 调节酶：活性可被调节的酶，主要是别构酶和共价调节酶。
（一） 别构效应的调控 别构效应：调节物（效应物）与别构酶分子中的别构中心（调节中心）结合后，诱导产生或稳定住酶分子的某种构象，使酶活性中心对底物的结合催化作用受到影响，从而调节酶促反应的速度。
★ 别构酶的结构特点和性质
（1） 已知的别构酶都是寡聚酶，含有两个或两个以上亚基
（2） 具有活性中心和别构中心（调节中心），活性中心负责底物结合和催化，别构中心负责调节酶反应速度。活性中心和别构中心处在不同的亚基上或同一亚基的不同部位上。
（3） 多数别构酶不止一个活性中心，活性中心间有同种效应，底物就是调节物：有的别构酶不止一个别构中心，可以接受不同的代谢物的调节。
（4） 别构酶由于同位效应和别构效应，不遵循米式方程，动力学曲线也不是典型的双曲线型，而是S型（同位效应为正协同效应）和压低的近双曲线（同位效应为负协同效应）。
★别构酶的动力学曲线
① 同位效应为正协同效应的别构酶是S型曲线 这种S形曲线体现为，当底物浓度发生较小变化时，别构酶可以极大程度地控制反应速度，这是别构酶可以灵活地调节反应速度的原因。
米氏酶：＇S＇0。9/＇S＇0。1=81
别构酶：＇S＇0。9/＇S＇0。1=3
表明当底物浓度发生较小变化时，如上升3倍，别构酶的酶促反应速度可以从0。1Vmax升至0。9Vmax 。
当增加正调节物浓度时Km减小，亲和力增大，协同性减小：当增加负调节物的浓度时Km增加，亲和力减小，协同性增大（对底物浓度的反应灵敏度增加）。
② 同位效应为负协同效应的别构酶是近似双曲线 负协同效应时酶的反应速度对底物浓度的变化不敏感
★ 别构酶调节活性的机理
① 序变模型：酶分子中亚基结合底物后，构象逐个地依次变化。
② 齐变模型：
★ 别构酶的鉴定
① S型曲线是必要但不充分条件
② 脱敏作用
③ ＇S＇0。9／＇S＇0。1 Rs=81 米氏酶 Rs＜81 正协同 Rs＞81 负协同
④ Hill系数法
（二） 可逆共价修饰的调控（共价调节酶）共价调节酶：酶分子被其它的酶催化进行共价修饰，从而在活性形式与非活性形式之间相互转变。举例：糖原磷酸化酶
信号的级联放大：1分子磷酸化酶激酶，活化生成几千个磷酶化酶a 1分子磷酸化酶a，催化生成几千个1…P…G
共价调节酶的两种常见类型
①磷酸化 去磷酸化 …OH ATP
②腺苷酰化 脱腺苷酰化 腺苷酰基由ATP提供
（三） 酶原的激活 具有不可逆性。属于此类的有消化系统中的酶（胰蛋白酶，胰凝乳蛋白酶，胃蛋白酶）和血液凝固系统中的酶。酶原的激活生理意义：保证酶在其特定的部位与环境发挥其催化作用。此外，酶原还可视为酶的贮存 方式，但需要使酶原转化为有活性的酶，发挥对机体的保护作用。
（1）、 胰凝乳蛋白酶原的激活（由胰蛋白酶激活）（2）、 胰蛋白酶对胰脏蛋白酶原的激活
（四） 专一性调控蛋白（调控因子）对酶活性的调节控制 钙调蛋白、激素结合蛋白，促进或抑制特异的酶活性
维生素
一、脂溶性维生素
１、维生素A
作用：与眼视觉有关，合成视紫红质的原料；维持上皮组织结构完整；促进生长发育。
缺乏可引起夜盲症、干眼病等。
２、维生素D
作用：调节钙磷代谢，促进钙磷吸收。
缺乏儿童引起佝偻病，成人引起软骨病。
３、维生素E
作用：体内最重要的抗氧化剂，保护生物膜的结构与功能；促进血红素代谢；动物实验发现与性器官的成熟与胚胎发育有关。
４、维生素K
作用：与肝脏合成凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ有关。
缺乏时可引起凝血时间延长，血块回缩不良。
二、水溶性维生素
１、维生素B1
又名硫胺素，体内的活性型为焦磷酸硫胺素（TPP）
TPP是α…酮酸氧化脱羧酶和转酮醇酶的辅酶，并可抑制胆碱酯酶的活性，缺乏时可引起脚气病和（或）末梢神经炎。
２、维生素B2
又名核黄素，体内的活性型为黄素单核苷酸（FMN）和黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）
FMN和FAD是体内氧化还原酶的辅基，缺乏时可引起口角炎、唇炎、阴囊炎、眼睑炎等症。
３、维生素PP
包括尼克酸及尼克酰胺，肝内能将色氨酸转变成维生素PP，体内的活性型包括尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD＋）和尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP＋）。
NAD＋和NADP＋在体内是多种不需氧脱氢酶的辅酶，缺乏时称为癞皮症，主要表现为皮炎、腹泻及痴呆。
４、维生素B6
包括吡哆醇、吡哆醛及吡哆胺，体内活性型为磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺。
磷酸吡哆醛是氨基酸代谢中的转氨酶及脱羧酶的辅酶，也是δ…氨基γ…酮戊酸（ALA）合成酶的辅酶。
５、泛酸
又称遍多酸，在体内的活性型为辅酶A及酰基载体蛋白（ACP）。
在体内辅酶A及酰基载体蛋白（ACP）构成酰基转移酶的辅酶。
６、生物素
生物素是体内多种羧化酶的辅酶，如丙酮酸羧化酶，参与二氧化碳的羧化过程。
７、叶酸
以四氢叶酸的形式参与一碳基团的转移，一碳单位在体内参加多种物质的合成，如嘌呤、胸腺嘧啶核苷酸等。叶酸缺乏时，DNA合成受抑制，骨髓幼红细胞DNA合成减少，造成巨幼红细胞贫血。
８、维生素B12
又名钴胺素，唯一含金属元素的维生素。
参与同型半工半胱氨酸甲基化生成蛋氨酸的反应，催化这一反应的蛋氨酸合成酶（又称甲基转移酶）的辅基是维生素B12，它参与甲基的转移。一方面不利于蛋氨酸的生成，同时也影响四氢叶酸的再生，最终影响嘌呤、嘧啶的合成，而导致核酸合成障碍，产生巨幼红细胞性贫血。
９、维生素C
促进胶原蛋白的合成；是催化胆固醇转变成7…α羟胆固醇反应的7…α羟化酶的辅酶；参与芳香族氨基酸的代谢；增加铁的吸收；参与体内氧化还原反应，保护巯基等作用。
★稳定双螺旋结构的因素
①碱基堆积力（主要因素） 形成疏水环境。
②碱基配对的氢键。GC含量越多，越稳定。
③磷酸基上的负电荷与介质中的阳离子或组蛋白的正离子之间形成离子键，中和了磷酸基上的负电荷间的斥力，有助于DNA稳定。
④碱基处于双螺旋内部的疏水环境中，可免受水溶性活性小分子的攻击。
▲核酸的一般理化性质 ①核酸为多元酸，具有较强的酸性。②DNA是线性高分子，粘度极大，在机械力作用下易 断裂，因此提取DNA过程中应注意不能过度用力，比如剧烈震荡吹打等。③由于核酸所含 的嘌呤和嘧啶分子中都有共轭双键，使核酸分子在紫外260nm波长处有最大吸收峰，这个 性质可用于核酸的定量测定。这要与pr在 280mm 波长处有最大的吸收峰相区别，又因为 分子生物学实验核酸提取过程中，蛋白质是最常见的杂质，故常用UD260/UD280来检测 提取的核酸纯度如何。
★RNA的末端分析，判断3’；5’末端核苷酸是什么。
5’末端分析：先用PMase去掉RNA端点核苷酸的游离磷酸根，露出…OH，再用多核苷酸激酶和放射性同位素P32（简记为γ… P32）标记过的ATP，将RNA5’末端核苷酸的5’位上接上γ… P32，这样就把5’端核苷酸标记了。稀氨水彻底水解RNA，电泳，放射自显影，标准图谱，可知该核苷酸的种类。
3’末端分析：操作同上，在电泳图谱上找出核苷的位置。对照标准图谱，可知该核苷酸的种类。
★cAMP系统的发现史：使6人4次获得诺贝尔奖金。
Cori发现：糖原 …糖原磷酸化酶…→ G…1…P 使血糖浓度↑
肾上腺素也能引起糖原分解，也能使使血糖浓度↑
联系：肾上腺素 → 糖原磷酸化酶 → 血糖浓度↑
Sutherland发现了第二信使cAMP：肾上腺素作用于肝细胞（靶细胞）前后，细胞内的cAMP的浓度变化非常明显，在没有肾上腺素的情况下加入cAMP，其效果与加了肾上腺素相同。
联系：肾上腺素 → cAMP → 糖原磷酸化酶 → 血糖浓度↑
E。G。Krebs和E。H。Fisher发现了糖原磷酸化酶的激活机制： PK
糖原磷酸化酶b ←→ 糖原磷酸化酶a（b…○P，Ser） 磷蛋白磷酸酶
体外将糖原磷酸化酶b磷酸化后加入肝细胞中，其效果与肾上腺素的效应相同。
联系：肾上腺素 → cAMP → 糖原磷酸化酶b→a → 血糖浓度↑
Martin和Alfer Gilman发现了G蛋白及其作用机制 G蛋白具有潜在的GTP酶活性，即当结合了激素后，G蛋白能够将GTP水解成GDP。G蛋白由三条亚基构成：α、β、γ，其中α亚基上结合有一
