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生物化学酶化学

酶化学

（一）名词解释

1．全酶（holoenzyme）与酶蛋白（apoenzyme）

2．米氏常数（Km值，Michaelisconstant）

3．底物专一性（substratespecificity）

4．绝对专一性（absolutespecificity）、相对专一性与立体异构专一性（stereospecificity）

5．辅基（prostheticgroup）与辅酶（coenzyme）

6．单体酶（monomericenzyme）

7．寡聚酶（oligomericenzyme）

8．多酶体系（multienzymesystem）

9．激活剂（activator）

10．抑制剂（inhibitorinhibiton）

11．酶的失活与抑制

12．可逆抑制（reversibleinhibition）与不可逆抑制（irreversibleinhibition）

13．竞争性抑制（competitiveinhibition）与非竞争性抑制（noncompetitiveinhibition）

14．变构酶（allostericenzyme）

15．同工酶（isozyme）

16．诱导酶（inducedenzyme）

17．酶原（zymogen或proenzyme）与酶原的激活（proenzymeactivation）

18．酶反应的初速度（initialspeed）

19．酶活力（enzymeactivity）与酶的比活力（enzymaticcompareenergy）

20．活性中心（activecenter）

21．酶的转换数kcat（turnovernumber）

22．核酶（ribozyme）

23．抗体酶（abzyme）

24．固定化酶（immobilizedenzyme）

（二）英文缩写符号

1．NAD+（nicotinamideadeninedinucleotide）

2．FAD（flavinadeninedinucleotide）

3．THFA（tetrahydrofolicacid）

4．NADP+（nicotinamideadeninedinucleotidephosphate）

5．FMN（flavinmononucleotide）

6．CoA（coenzymeA）

7．PLP（pyridoxalphosphate）

8．BCCP（biotincarboxylcarrierprotein）

9．ACP（acylcarrierprotein）

（三）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．胰凝乳蛋白酶的活性中心主要含有、、和基，三者构成一个氢键体系，使其中的上的成为强烈的亲核基团，此系统称为系统或。

5．与酶催化的高效率有关的因素有、、、

、等。

6．丙二酸和戊二酸都是琥珀酸脱氢酶的抑制剂。

7．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。

8．转氨酶的辅因子为即维生素。

其有三种形式，分别为、、，其中在氨基酸代谢中非常重要，是、和的辅酶。

9．叶酸以其起辅酶的作用，它有和两种还原形式，后者的功能作为载体。

10．一条多肽链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。

11．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。

12．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。

13．T．R．Cech和S.Alman因各自发现了而共同获得1989年的诺贝尔奖（化学奖）。

14．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。

15．根据国际酶学委员会的规定，每一种酶都有一个唯一的编号。

醇脱氢酶的编号是EC1.1.1.1，EC代表，4个数字分别代表、、和。

16．根据酶的专一性程度不同，酶的专一性可以分为、、和。

17．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。

18．酶活力是指，一般用表示。

19．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。

20．解释别构酶作用机理的假说有模型和模型两种。

21．固定化酶的优点包括，，等。

22．pH值影响酶活力的原因可能有以下几方面：

影响，影响，影响。

23．温度对酶活力影响有以下两方面：

一方面，另一方面。

24．脲酶只作用于尿素，而不作用于其他任何底物，因此它具有专一性；甘油激酶可以催化甘油磷酸化，仅生成甘油-1-磷酸一种底物，因此它具有专一性。

25．酶促动力学的双倒数作图（Lineweaver-Burk作图法），得到的直线在横轴的截距为，纵轴上的截距为。

26．磺胺类药物可以抑制酶，从而抑制细菌生长繁殖。

27．判断一个纯化酶的方法优劣的主要依据是酶的和。

28．维生素是维持生物体正常生长所必需的一类_________有机物质。

主要作用是作为_________的组分参与体内代谢。

29．根据维生素的____________性质，可将维生素分为两类，即____________和____________。

30．维生素B1由__________环与___________环通过__________相连，主要功能是以__________形式，作为____________和____________的辅酶，转移二碳单位。

31．维生素B2的化学结构可以分为二部分，即____________和____________，其中____________原子上可以加氢，因此有氧化型和还原型之分。

32．维生素B3由__________与_________通过___________相连而成，可以与__________，_________和___________共同组成辅酶___________，作为各种____________反应的辅酶，传递____________。

33．维生素B5是_________衍生物，有_________，_________两种形式，其辅酶形式是________与_________，作为_______酶的辅酶，起递______作用。

34．生物素可看作由____________，____________，____________三部分组成，是____________的辅酶，在____________的固定中起重要的作用。

35．维生素B12是唯一含____________的维生素，由____________，____________和氨基丙酸三部分组成，有多种辅酶形式。

其中____________是变位酶的辅酶，____________是转甲基酶的辅酶。

36．维生素C是____________的辅酶，另外还具有____________作用等。

（四）选择题

1．酶的活性中心是指：

A．酶分子上含有必需基团的肽段B．酶分子与底物结合的部位

C．酶分子与辅酶结合的部位D．酶分子发挥催化作用的关键性结构区

E．酶分子有丝氨酸残基、二硫键存在的区域

2．酶催化作用对能量的影响在于：

A．增加产物能量水平B．降低活化能C．降低反应物能量水平

D．降低反应的自由能E．增加活化能

3．竞争性抑制剂作用特点是：

A．与酶的底物竞争激活剂B．与酶的底物竞争酶的活性中心

C．与酶的底物竞争酶的辅基D．与酶的底物竞争酶的必需基团；

E．与酶的底物竞争酶的变构剂

4．竞争性可逆抑制剂抑制程度与下列那种因素无关：

A．作用时间B．抑制剂浓度C．底物浓度

D．酶与抑制剂的亲和力的大小E．酶与底物的亲和力的大小

5．哪一种情况可用增加[S]的方法减轻抑制程度：

A．不可逆抑制作用B．竞争性可逆抑制作用C．非竞争性可逆抑制作用

D．反竞争性可逆抑制作用E．无法确定

6．酶的竞争性可逆抑制剂可以使：

A．Vmax减小，Km减小B．Vmax增加，Km增加

C．Vmax不变，Km增加D．Vmax不变，Km减小

E．Vmax减小，Km增加

7．下列常见抑制剂中，除哪个外都是不可逆抑制剂：

A有机磷化合物B有机汞化合物C有机砷化合物

D氰化物E磺胺类药物

8．酶的活化和去活化循环中，酶的磷酸化和去磷酸化位点通常在酶的哪一种氨基酸残基上：

A．天冬氨酸Ｂ．脯氨酸Ｃ．赖氨酸

D．丝氨酸Ｅ．甘氨酸

9．在生理条件下，下列哪种基团既可以作为H+的受体，也可以作为H+的供体：

A．His的咪唑基B．Lys的ε氨基C．Arg的胍基

D．Cys的巯基E．Trp的吲哚基

10．对于下列哪种抑制作用，抑制程度为50%时，[I]=Ki：

A．不可逆抑制作用B．竞争性可逆抑制作用

C．非竞争性可逆抑制作用D．反竞争性可逆抑制作用E．无法确定

11．下列辅酶中的哪个不是来自于维生素：

A．CoAB．CoQC．PLPD．FH2E．FMN

12．下列叙述中哪一种是正确的：

A．所有的辅酶都包含维生素组分

B．所有的维生素都可以作为辅酶或辅酶的组分

C．所有的B族维生素都可以作为辅酶或辅酶的组分

D．只有B族维生素可以作为辅酶或辅酶的组分

13．多食糖类需补充：

A．维生素B1B．维生素B2C．维生素B5

D．维生素B6E．维生素B7

14．多食肉类，需补充：

A．维生素B1B．维生素B2C．维生素B5

D．维生素B6E．维生素B7

15．以玉米为主食，容易导致下列哪种维生素的缺乏：

A．维生素B1B．维生素B2C．维生素B5

D．维生素B6E．维生素B7

16．下列化合物中除哪个外，常作为能量合剂使用：

A．CoAB．ATPC．胰岛素D．生物素

17．下列化合物中哪个不含环状结构：

A．叶酸B．泛酸C．烟酸D．生物素E．核黄素

18．下列化合物中哪个不含腺苷酸组分：

A．CoAB．FMNC．FADD．NAD+E．NADP+

19．需要维生素B6作为辅酶的氨基酸反应有：

A．成盐、成酯和转氨B．成酰氯反应C．烷基化反应

D．成酯、转氨和脱羧E．转氨、脱羧和消旋

（五）是非判断题

（）1．酶促反应的初速度与底物浓度无关。

（）2．当底物处于饱和水平时，酶促反应的速度与酶浓度成正比。

（）3．某些酶的Km由于代谢产物存在而发生改变，而这些代谢产物在结构上与底物无关。

（）4．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分子的亲和力。

（）5．测定酶活力时，底物浓度不必大于酶浓度。

（）6．测定酶活力时，一般测定产物生成量比测定底物消耗量更为准确。

（）7．在非竞争性抑制剂存在下，加入足量的底物，酶促的反应能够达到正常Vmax。

（）8．碘乙酸因可与活性中心-SH以共价键结合而抑制巯基酶，而使糖酵解途径受阻。

（）9．诱导酶是指当细胞加入特定诱导物后，诱导产生的酶，这种诱导物往往是该酶的产物。

（）10．酶可以促成化学反应向正反应方向转移。

（）11．对于可逆反应而言，酶既可以改变正反应速度，也可以改变逆反应速度。

（）12．酶只能改变化学反应的活化能而不能改变化学反应的平衡常数。

（）13．酶活力的测定实际上就是酶的定量测定。

（）14．从鼠脑分离的己糖激酶可以作用于葡萄糖（Km=6×10-6mol/L）或果糖（Km=2×10-3mol/L），则己糖激酶对果糖的亲和力更高。

（）15．Km是酶的特征常数，只与酶的性质有关，与酶浓度无关

（）16．Km是酶的特征常数，在任何条件下，Km是常数。

（）17．Km是酶的特征常数，只与酶的性质有关，与酶的底物无关。

（）18．一种酶有几种底物就有几种Km值。

（）19．当[S]>>Km时，V趋向于Vmax，此时只有通过增加[E]来增加V。

（）20．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。

（）21．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。

（）22．金属离子作为酶的激活剂，有的可以相互取代，有的可以相互拮抗。

（）23．增加不可逆抑制剂的浓度，可以实现酶活性的完全抑制。

（）24．竞争性可逆抑制剂一定与酶的底物结合在酶的同一部位。

（）25．由1g粗酶制剂经纯化后得到10mg电泳纯的酶制剂，那么酶的比活较原来提高了100倍。

（）26．酶反应的最适pH值只取决于酶蛋白本身的结构。

（）27．所有B族维生素都是杂环化合物。

（）28．B族维生素都可以作为辅酶的组分参与代谢。

（）29．脂溶性维生素都不能作为辅酶参与代谢。

（）30．除了动物外，其他生物包括植物、微生物的生长也有需要维生素的现象。

（）31．植物的某些器官可以自行合成某些维生素，并供给植物整体生长所需。

（）32．维生素E不容易被氧化，因此可做抗氧化剂。

（六）问答题及计算题

1．怎样证明酶是蛋白质？

2．简述酶作为生物催化剂与一般化学催化剂的共性及其个性？

3．试指出下列每种酶具有哪种类型的专一性？

（1）脲酶（只催化尿素NH2CONH2的水解，但不能作用于NH2CONHCH3）；

（2）β-D-葡萄糖苷酶（只作用于β-D-葡萄糖形成的各种糖甘，但不能作用于其他的糖苷，例如果糖苷）；

（3）酯酶（作用于R1COOR2的水解反应）；

（4）L-氨基酸氧化酶（只作用于L-氨基酸，而不能作用于D-氨基酸）；

（5）反丁烯二酸水合酶[只作用于反丁烯二酸（延胡索酸），而不能作用于顺丁烯二酸（马来酸）]；

（6）甘油激酶（催化甘油磷酸化，生成甘油-1-磷酸）。

4．称取25mg蛋白酶配成25mL溶液，取2mL溶液测得含蛋白氮0.2mg，另取0.1mL溶液测酶活力，结果每小时可以水解酪蛋白产生1500μg酪氨酸，假定1个酶活力单位定义为每分钟产生1μg酪氨酸的酶量，请计算：

（1）酶溶液的蛋白浓度及比活。

（2）每克纯酶制剂的总蛋白含量及总活力。

5．Vmax与米氏常数可以通过作图法求得，试比较V~[S]图，双倒数图，V~V/[S]作图，[S]/V~[S]作图及直接线性作图法求Vmax和Km的优缺点？

6．

（1）为什么某些肠道寄生虫如蛔虫在体内不会被消化道内的胃蛋白酶、胰蛋白酶消化？

（2）为什么蚕豆必须煮熟后食用，否则容易引起不适？

7．使用下表数据，作图判断抑制剂类型（竞争性还是非竞争性可逆抑制剂）？

[S]mmol/L2.03.04.010.015.0

每小时形成产物的量（μmol）13.917.921.331.337.0

（没有抑制剂）

每小时形成产物的量（μmol）8.812.114.925.731.3

（有抑制剂）

8．甘油醛-3-磷酸脱氢酶（Mr150000）的活性位点有一个Cys残基，假定为使5mL的1.2mg/mL的酶溶液完全失活，需要3.0×10-2mg碘乙酰胺（Mr185），计算酶的催化亚基的数目？

9．对活细胞的实验测定表明，酶的底物浓度通常就在这种底物的Km值附近，请解释其生理意义？

为什么底物浓度不是大大高于Km或大大低于Km呢？

10．有时别构酶的活性可以被低浓度的竞争性抑制剂激活，请解释？

11．

（1）对于一个遵循米氏动力学的酶而言，当[S]=Km时，若V=35μmol/min，Vmax是多少μmol/min？

（2）当[S]=2×10-5mo/L，V=40μmol/min，这个酶的Km是多少？

（3）若I表示竞争性抑制剂，KI=4×10-5mol/L，当[S]=3×10-2mol/L和[I]=3×10-5mol/L时，V是多少？

（4）若I是非竞争性抑制剂，在KI、[S]和[I]条件与（3）中相同时，V是多少？

（2）计算[S]=1.0×10-6mol/L和[S]=1.0×10-1mol/L时的v？

（3）计算[S]=2.0×10-3mol/L或[S]=2.0×10-6mol/L时最初5min内的产物总量？

（4）假如每一个反应体系中酶浓度增加到4倍时，Km，Vmax是多少？

12．在很多酶的活性中心均有His残基参与，请解释？

13．将下列化学名称与B族维生素及其辅酶形式相匹配？

（A）泛酸；（B）烟酸；（C）叶酸；（D）硫胺素；（E）核黄素；（F）吡哆素；（G）生物素。

（1）B1；

（2）B2；（3）B3；（4）B5；（5）B6；（6）B7；（7）B11；（8）B12。

（Ⅰ）FMN；（Ⅱ）FAD；（Ⅲ）NAD+；（Ⅳ）NADP+；（Ⅴ）CoA；（Ⅵ）PLP；（Ⅶ）PMP；（Ⅷ）FH2，FH4；（Ⅸ）TPP。

14、影响酶促反应的因素有哪些？

用曲线表示并说明它们各有什么影响？

15、有淀粉酶制剂1克，用水溶解成1000ml，从中取出1ml测定淀粉酶活力，测知每5分钟分解0.25克淀粉，计算每克酶制剂所含的淀粉酶活力单位数（淀粉酶活力单位规定为：

在最适条件下，每小时分解1克淀粉的酶量为一个活力单位）。

16、试比较酶的竞争性抑制作用与非竞争性抑制作用的异同。

17、什么是米氏方程，米氏常数Km的意义是什么？

试求酶反应速度达到最大反应速度的99％时，所需求的底物浓度（用Km表示）

18、什么是同工酶？

为什么可以用电泳法对同工酶进行分离？

同工酶在科学研究和实践中有何应用？

19、举例说明酶的结构和功能之间的相互关系。

20、试述维生素与辅酶、辅基的关系，维生素缺乏症的机理是什么？

三、习题解答

（一）

（一）名词解释

1．米氏常数（Km值）：

用Ｋm值表示，是酶的一个重要参数。

Ｋm值是酶反应速度（V）达到最大反应速度（Vmax）一半时底物的浓度（单位M或mM）。

米氏常数是酶的特征常数，只与酶的性质有关，不受底物浓度和酶浓度的影响。

2．底物专一性：

酶的专一性是指酶对底物及其催化反应的严格选择性。

通常酶只能催化一种化学反应或一类相似的反应，不同的酶具有不同程度的专一性，酶的专一性可分为三种类型：

绝对专一性、相对专一性、立体专一性。

3．辅基：

酶的辅因子或结合蛋白质的非蛋白部分，与酶或蛋白质结合得非常紧密，用透析法不能除去。

4．单体酶：

只有一条多肽链的酶称为单体酶，它们不能解离为更小的单位。

分子量为13,000——35,000。

5．寡聚酶：

有几个或多个亚基组成的酶称为寡聚酶。

寡聚酶中的亚基可以是相同的，也可以是不同的。

亚基间以非共价键结合，容易为酸碱，高浓度的盐或其它的变性剂分离。

寡聚酶的分子量从35000到几百万。

6．多酶体系：

由几个酶彼此嵌合形成的复合体称为多酶体系。

多酶复合体有利于细胞中一系列反应的连续进行，以提高酶的催化效率，同时便于机体对酶的调控。

多酶复合体的分子量都在几百万以上。

7．激活剂：

凡是能提高酶活性的物质，都称激活剂，其中大部分是离子或简单的有机化合物。

8．抑制剂：

能使酶的必需基团或酶活性部位中的基团的化学性质改变而降低酶的催化活性甚至使酶的催化活性完全丧失的物质。

9．变构酶：

或称别构酶，是代谢过程中的关键酶，它的催化活性受其三维结构中的构象变化的调节。

10．同工酶：

是指有机体内能够催化同一种化学反应，但其酶蛋白本身的分子结构组成却有所不同的一组酶。

11．诱导酶：

是指当细胞中加入特定诱导物后诱导产生的酶，它的含量在诱导物存在下显著增高，这种诱导物往往是该酶底物的类似物或底物本身。

12．酶原：

酶的无活性前体，通常在有限度的蛋白质水解作用后，转变为具有活性的酶。

13．酶的比活力：

比活力是指每毫克蛋白质所具有的活力单位数，可以用下式表示：

比活力=

活力单位数

蛋白质量（mg）

14．活性中心：

酶分子中直接与底物结合，并催化底物发生化学反应的部位，称为酶的活性中心。

（二）

（二）英文缩写符号

1．NAD+（nicotinamideadeninedinucleotide）：

烟酰胺腺嘌呤二核苷酸；辅酶Ⅰ。

2．FAD（flavinadeninedinucleotide）：

黄素腺嘌呤二核苷酸。

3．THFA（tetrahydrofolicacid）：

四氢叶酸。

4．NADP+（nicotinamideadeninedinucleotidephosphate）：

烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸；辅酶Ⅱ。

5．FMN（flavinmononucleotide）：

黄素单核苷酸。

6．CoA（coenzymeA）：

辅酶A。

7．ACP（acylcarrierprotein）：

酰基载体蛋白。

8．BCCP（biotincarboxylcarrierprotein）：

生物素羧基载体蛋白。

9．PLP（pyridoxalphosphate）：

磷酸吡哆醛。

（三）填空题

1．活细胞；蛋白质

2．高效性；专一性；作用条件温和；受调控

3．[E]；[S]；pH；T（温度）；I（抑制剂）；A（激活剂）

4．Ser195；His57；Asp102；Ser195；氧原子；电荷转接；电荷中继网

5．邻近效应；定向效应；诱导应变；共价催化；活性中心酸碱催化

6．竞争性

7．由多个亚基组成；除活性中心外还有变构中心；米氏方程；S；双；寡聚酶

8．磷酸吡哆醛；VB6；磷酸吡哆醛；磷酸吡哆胺；磷酸吡哆醇；磷酸吡哆醛；转氨酶；脱羧酶；消旋酶

9．还原性产物；DHFA；THFA；一碳单位

10．三

11．酶蛋白；辅助因子；酶蛋白；辅助因子

12．辅酶；辅基；金属离子；辅基；化学方法处理；辅酶；透析法

13．核酶（具有催化能力的RNA）

14．氧化还原酶类；转移酶类；水解酶类；裂合酶类；异构酶类；合成酶类

15．酶学委员会；氧化还原酶类；作用-CHOH基团的亚类；受体NAD+或NADP+的亚亚类；序号为1

16．绝对专一性；相对专一性；立体专一性

17．结合部位；催化部位；结合部位；催化部位

18．酶催化化学反应的能力；一定条件下，酶催化某一化学反应的反应速度

19．初；底物消耗量<5%

20．齐变；序变

21．稳定性好；可反复使用；易于与反应液分离

22．底物分子的解离状态；酶分子的解离状态；中间复合物的解离状态

23．温度升高，可使反应速度加快；温度太高，会使酶蛋白变性而失活

24．绝对；立体

25．-1/Km；1/Vmax

26．二氢叶酸合成酶

27．比活力；总活力

28．微量；辅酶

29．溶解；水溶性维生素；脂溶性维生素

30．嘧啶；噻唑；亚甲基；TPP；脱羧酶；转酮酶

31．二甲基异咯嗪基；核糖醇基；1，10位氮

32．丁酸衍生物；β-丙氨酸；酰胺键；巯基乙胺；焦磷酸；3’-AMP；CoA；酰化；酰基

33．吡啶；烟酸；烟酰胺；NAD+；NADP+；脱氢；氢

34．尿素；噻吩；戊酸侧链；羧化酶；CO2

35．金属元素；咕啉环；核苷