第二节 酶促反应的特点与机制 40min 一、酶促反应的特点 20min (一)酶促反应具有极高的效率 (二) 酶促反应具有高度的特异性 (三) 酶促反应的可调节性 二、酶促反应的机制 20min (一) 酶—底物复合物的形成与诱导契合假说 酶与底物相互接近时，其结构相互诱导、相互变形和相互适应，进而相互结合。这一过程称为酶-底物结合的诱导契合假说 。 举例：锁匙学说，但不能完全等同于锁匙的关系 (二) 酶促反应的机制 ? 1. 邻近效应(proximity effect)与定向排列(orientation arrange ) ? 2. 多元催化(multielement catalysis) ? 3. 表面效应(surface effect) 第三节 酶促反应动力学 60min 研究各种因素对酶促反应速度的影响，并加以定量的阐述。 影响因素包括有:酶浓度、底物浓度、pH、温度、抑制剂、激活剂等。 研究一种因素的影响时，其余各因素均恒定。 一、底物浓度对反应速度的影响 55min 在其他因素不变的情况下，底物浓度对反应速度的影响呈矩形双曲线关系。 当底物浓度较低时反应速度与底物浓度成正比；反应为一级反应。 随着底物浓度的增高反应速度不再成正比例加速；反应为混合级反应。 教学步骤 当底物浓度高达一定程度反应速度不再增加，达最大速度；反应为零级反应 (一)米曼氏方程式 [25min] 酶促反应模式——中间产物学说 1913年Michaelis和Menten提出反应速度与底物浓度关系的数学方程式，即米－曼氏方程式，简称米氏方程式(Michaelis equation)。 V=(Vmax[S])/(Km+[S]) 米－曼氏方程式推导过程： Km值的推导：Km值等于酶促反应速度为最大反应速度一半时的底物浓度，单位是mol/L。 (二)Km与Vm的意义 [15min] Km值 ① Km等于酶促反应速度为最大反应速度一半时的底物浓度。 ② 意义： a) Km是酶的特征性常数之一； b) Km可近似表示酶对底物的亲和力； c) 同一酶对于不同底物有不同的Km值。 Vmax 定义：Vmax是酶完全被底物饱和时的反应速度，与酶浓度成正比。 意义：Vmax=K3 [E] 如果酶的总浓度已知，可从Vmax计算 酶的转换数(turnover number)，即动力学常数K3。 (三)Km值和Vmax的测定 [15min] 1. 双倒数作图法(double reciprocal plot)，又称为 林-贝氏(Lineweaver- Burk)作图法 2. Hanes作图法 (结合实验课教学进行讲解，实验课中要通过测定数据制作矩形双曲线和双倒数曲线，进而求得碱性磷酸酶的Km值，这里要讲解清楚，为学生提供实验的理论依据。) 二、酶浓度对反应速度的影响 5min ? 当[S]＞＞[E]，酶可被底物饱和的情况下，反应速度与酶浓度成正比。 ? 关系式为：V = K3 [E] 1.简述Km及Vmax的意义和Km值的测定方法。 2.酶促反应的特点和作用机制有哪些？ 思考题或作业 课后记 酶促反应动力学部分是教学的重点和难点，尤其是对米－曼氏方程的推导过程，有的同学化学基础较差，在进行推导时对其理解不是很好。
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课程名称 生物化学和分子生物学 授课对象 2005级本科 授课学时 2 教学目的与要求 重点:酶促反应的特点。抑制剂的竞争、非竞争、反竞争抑制作用特点。 难点:竞争、非竞争、反竞争抑制作用特点. 章 节 第三章3节 授课时间 2006.9.18 授课地点 六教室 掌握：温度、pH值、抑制剂、激活剂对酶促反应速度的影响。 教学重点与难点 教学方法 教具 讲授式＋对比启发式＋问题讨论式。通过举例、图示对比三种可逆性抑制作用。并以生活 实际例子如磺胺类药物的抑菌机制等讨论其应用，加深学生的理解和记忆。 黑板＋多媒体教学 竞争性抑制作用 动力学特点：Vmax不变，表观Km增大。 非竞争性抑制作用 板书提纲 动力学特点：Vmax降低，表观Km不变。 反竞争性抑制作用 动力学特点：Vmax降低，表观Km降低。 三、 温度对反应速度的影响 5min 双重影响 温度升高，酶促反应速度升高；由于酶的本质是蛋白质，温度升高，可引起酶的变性，从而反应速度降低 。 最适温度 (optimum temperature)：酶促反应速度最快时的环境温度。 四、 pH值对反应速度的影响 5min 最适pH (optimum pH)：酶催化活性最大时的环境pH。 五、 抑制剂对反应速度的影响 75min 酶的抑制剂(inhibitor) 教学步骤 凡能使酶的催化活性下降而不引起酶蛋白 变性的物质称为酶的抑制剂。 区别于酶的变性：抑制剂对酶有一定选择性， 引起变性的因素对酶没有选择性 (一) 不可逆性抑制作用 15min 抑制剂通常以共价键与酶活性中心的必需基团相结合，使酶失活。 * 举例 有机磷化合物 ?? 羟基酶 解毒 -- -- -- 解磷定(PAM) 重金属离子及砷化合物 ?? 巯基酶 解毒 -- -- -- 二巯基丙醇(BAL) (二) 可逆性抑制作用 50min 抑制剂通常以非共价键与酶或酶-底物复合物可逆性结合，使酶的活性降低或丧失；抑制剂可用透析、超滤等方法除去。 1. 竞争性抑制作用 20min 抑制剂与底物的结构相似，能与底物竞争酶的活性中心，从而阻碍酶底物复合物的形成，使酶的活性降低。这种抑制作用称为竞争性抑制作用。 特点：I与S结构类似，竞争酶的活性中心； 抑制程度取决于抑制剂与酶的相对亲和力及底物浓度； 动力学特点：Vmax不变，表观Km增大。 举例：丙二酸与琥珀酸竞争琥珀酸脱氢酶 磺胺类药物的抑菌机制 与对氨基苯甲酸竞争二氢叶酸合成酶 2. 非竞争性抑制作用 10min 特点：抑制剂与酶活性中心外的必需基团结合，底物与抑制剂之间无竞争关系； 抑制程度取决于抑制剂的浓度； 动力学特点：Vmax降低，表观Km不变。 3. 反竞争性抑制作用 10min 教学步骤 特点：抑制剂只与酶－底物复合物结合； 抑制程度取决于抑制剂的浓度及底物的浓度； 动力学特点：Vmax降低，表观Km降低。 运用图表比较，总结归纳三种抑制作用的特点、动力学变化(Vmax、Km、曲线上斜率、截距)情况。 10min 六、 激活剂对反应速度的影响 5min 使酶由无活性变为有活性或使酶活性增加的物质。 七、 酶活性测定与酶活性单位 10min 酶的活性是指酶催化化学反应的能力，其衡量的标准是酶促反应速度。 酶的活性单位是衡量酶活力大小的尺度，它反映在规定条件下，酶促反应在单位时间（s、min或h）内生成一定量（mg、μg、μmol等）的产物或消耗一定数量的底物所需的酶量。 思考题或作业 1. 比较竞争、非竞争、反竞争抑制作用特点? 2. 加入某抑制剂后发现酶促反应的Vmax减小，Km不变，此抑制剂属于是酶的抑制形式？为什么？ 课后记 结合生活实际，运用举例、做图的方法，使学生加深对竞争、非竞争、反竞争抑制作用特点的理解，但仍有部分学生在理解上存在一定的困难。 教案首页
课程名称 生物化学和分子生物学 授课对象 2005级本科 授课学时 2 教学目的与要求 章 节 授课时间 授课地点 第三章4-6节 第四章 1节 2006.9.20 六教室 掌握：酶的调节方式及同工酶。 了解：酶的命名、分类、酶与医学的关系。 糖的生理功能，食物中糖类的消化和吸收、糖在机体内的代谢概况。 重点：酶的调节方式及同工酶 难点：同工酶 教学重点与难点 教学方法 教具 讲授式＋启发式。注意Powerpoint的灵活运用，将抽象的调节内容形象化、具体化。 通过举例“乳酸脱氢酶”讲清同工酶的作用及临床意义。 黑板＋多媒体教学 酶原与酶原的激活 同工酶 举例：乳酸脱氢酶(LDH1～ LDH5) 生理及临床意义 糖代谢的概况 其他物质 糖原 糖原合成 肝糖原分解 酵解途径 ATP 有氧 转化 板书提纲 核糖 磷酸戊糖途径 + NADPH+H+ 葡萄糖 丙酮酸 无氧 消化与吸收 糖异生途径 乳酸、氨基酸、甘油 乳酸 淀粉 第四节 酶的调节 50min 一、酶活性的调节 20min (一)酶原与酶原的激活 ? 酶原 (zymogen) 教学步骤 有些酶在细胞内合成或初分泌时只是酶的无活性前体，此前体物质称为酶原。 ? 酶原的激活 在一定条件下，酶原向有活性酶转化的过程。 酶原激活的机理：形成或暴露出酶的活性中心