第 三 章 酶 Enzyme Enzyme
第一部分 酶通论 1. 酶的概念 2. 酶的化学本质及其组成 3. 酶促反应的特点 4. 酶的命名和分类 5. 酶的活力测定和分离纯化 6. 核酶
一、酶的概念
酶是一类由活细胞产生的，对其特异底物具有高效催化作用的生物分子，又称为生物催化剂(biocatalysts）。 酶催化的生物化学反应，称为酶促反应（Enzymatic reaction）。 在酶的催化下发生化学变化的物质，称为底物（substrate）。
酶学研究简史 公元前两千多年，我国已有酿酒记载。 一百余年前，Pasteur认为发酵是酵母细胞生命活动的结果。 1877年，Kuhne首次提出Enzyme一词。 1897年，Buchner兄弟用不含细胞的酵母提取液，实现了发酵。 1926年，Sumner首次从刀豆中提纯出脲酶结晶。 1982年，Cech首次发现RNA也具有酶的催化活性，提出核酶(ribozyme)的概念。 1995年，Jack W.Szostak研究室首先报道了具有DNA连接酶活性DNA片段，称为脱氧核酶(deoxyribozyme)。
二、酶的化学本质及其组成 1、蛋白质 2、核酸
酶的分子组成 单纯酶 (simple enzyme) 结合酶 (conjugated enzyme) 蛋白质部分：酶蛋白 (apoenzyme) 辅助因子 (cofactor) 金属离子 小分子有机化合物 全酶 (holoenzyme)
根据酶蛋白分子的特点，可将酶分为三类： 单体酶(monomeric enzyme)： 由单条肽链构成,仅具有三级结构的酶。 寡聚酶(oligomeric enzyme)： 由多个相同或不同亚基以非共价键连接组成的酶。 多酶体系（multienzyme system)： 由几种不同功能的酶彼此聚合形成的多酶复合物。
辅基 (prosthetic group): 辅助因子分类 （按其与酶蛋白结合的紧密程度） 辅酶 (coenzyme): 与酶蛋白结合疏松，可用透析或超滤的方法除去。 辅基 (prosthetic group): 与酶蛋白结合紧密，不能用透析或超滤的方法除去。
辅酶/辅基的作用特点 辅酶在催化反应过程中，直接参加了反应。 每一种辅酶都具有特殊的功能，可以特定地催化某一类型的反应。在反应中起运载体的作用，传递电子、质子或其它基团。 同一种辅酶可以和多种不同的酶蛋白结合形成不同的全酶。 一般来说，全酶中的辅酶决定了酶所催化的类型（反应专一性），而酶蛋白则决定了所催化的底物类型（底物专一性）。
酶分子中的金属离子 根据金属离子与酶蛋白结合程度，可分为两类：金属酶和金属激活酶。 金属酶(metalloenzyme) 金属离子与酶结合紧密，提取过程中不易丢失。 金属激活酶(metal-activated enzyme) 金属离子为酶的活性所必需，但与酶的结合不甚紧密。
金属离子的作用 稳定酶的构象； 参与催化反应，传递电子； 在酶与底物间起桥梁作用； 中和阴离子，降低反应中的静电斥力等。 小分子有机化合物的作用 传运载体：传递电子、质子或其它基团。
小分子有机化合物在催化中的作用
三、酶促反应的特点
酶与一般催化剂的共同点 只能催化热力学允许的化学反应； 可以缩短化学反应到达平衡的时间，而不能改变反应的平衡常数； 酶本身在反应后不发生变化； 通过降低活化能加快化学反应速度。
酶作为生物催化剂的特点 （一）酶易失活 酶是由细胞产生的生物大分子，凡能使生物大分子变性的因素，如高温、强碱、重金属盐等都能使酶失去催化活性，因此酶所催化的反应往往都是在比较温和的常温、常压和接近中性酸碱条件下进行。
酶作为生物催化剂的特点 （二）酶促反应具有高效性 酶的催化效率通常比非催化反应高108～1020倍，比一般催化剂高107～1013倍。 酶和一般催化剂加速反应的机理都是降低反应的活化能(activation energy)。酶比一般催化剂更有效地降低反应的活化能。
酶作为生物催化剂的特点 活化能：底物分子从初态转变到活化态所需的能量。 酶促反应活化能的改变 能 量 非催化反应活化能 化反应的活化能 一般催化剂催 化反应的活化能 酶促反应 活化能 底物 反应总能量改变 产物 反 应 过 程 酶促反应活化能的改变
一种酶仅作用于一种或一类化合物，或一定的化学键，催化一定的化学反应并生成一定的产物。酶的这种特性称为酶的专一性或特异性。 酶作为生物催化剂的特点 （三）酶促反应具有高度的特异性 * 酶的专一性(specificity) 一种酶仅作用于一种或一类化合物，或一定的化学键，催化一定的化学反应并生成一定的产物。酶的这种特性称为酶的专一性或特异性。
分类： 绝对专一性(absolute specificity)：只作用于一种底物，而不作用于任何其他物质。 相对专一性(relative specificity)：这类酶对底物要求低于绝对专一性，可作用于一类结构相近的底物。 立体异构专一性(stereo specificity)：当底物具有立体异构体时，酶只能作用其中的一种。 旋光异构专一性 几何异构专一性
立体异构专一性 旋光异构专一性： 例如 ： L-乳酸脱氢酶 丙酮酸 L-乳酸 D-乳酸脱氢酶 丙酮酸 D-乳酸
酵母中的酶 D-型葡萄糖 发酵 L-型葡萄糖 发酵 L-精氨酸酶 L-精氨酸 L-鸟氨酸 + 尿素 D-精氨酸
立体异构专一性 几何异构专一性 延胡索酸酶 反丁烯二酸 苹果酸 顺丁烯二酸
（四）酶促反应的可调节性 酶促反应受多种因素的调控，以适应机体对不断变化的内外环境和生命活动的需要。其中包括三方面的调节。 对酶生成与降解量的调节 酶催化效力的调节 通过改变底物浓度对酶进行调节等
四、酶的分类与命名
习惯命名方法 （1）根据作用底物来命名，如淀粉酶、蛋白酶等。 （2）根据所催化的反应的类型命名，如脱氢酶、转移酶等。 （3）两个原则结合起来命名，如丙酮酸脱羧酶等。 （4）根据酶的来源或其它特点来命名，如胃蛋白酶、胰蛋白酶等。
国际系统命名法 系统名称包括底物名称、构型、反应性质，最后加一个酶字。 例如： 习惯名称:谷丙转氨酶 系统名称:丙氨酸：-酮戊二酸氨基转移酶 酶催化的反应: 丙氨酸+ -酮戊二酸 谷氨酸 + 丙酮酸
国际系统分类法及酶的编号 根据酶所催化的反应类型，按照国际酶学委员会，将酶分为六大类：
酶的分类 1.氧化还原酶类(oxidoreductases) 2.转移酶类 (transferases ) 3.水解酶类 (hydrolases) 4.裂解酶类 (lyases) 5.异构酶类( isomerases) 6.合成酶类 (ligases, synthetases)
每个酶都有一个有四个数字组成的编码 系统命名法： EC:1. 4. 1. 3 EC ---- enzyme commission 1. ---- 类 （氧化还原酶类） 4. ---- 亚类 1. ---- 亚-亚类 3. ---- 亚-亚类中的排序
一些酶的命名举例
五、酶活性测定和分离纯化
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。 酶促反应速度可在适宜的反应条件下，用单位时间内底物的消耗或产物的生成量来表示。 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。
国际单位(IU) 在特定的条件下，每分钟催化1μmol底物转化为产物所需的酶量为一个国际单位。 催量单位(katal) １催量(kat)是指在最适条件下，每秒钟使１mol底物转化为产物所需的酶量。 kat与IU的换算： 1 IU=16.67×10-9 kat 1Kat =6107 IU
比活力（比活性）：每单位（一般是mg）蛋白质中的酶活力单位数（酶单位/mg蛋白）。 实际应用中也用每单位制剂中含有的酶活力数表示（如：酶单位/mL（液体制剂），酶单位/g（固体制剂））； 对同一种酶来讲，比活力愈高则表示酶的纯度越高（含杂质越少），所以比活力是评价酶纯度高低的一个指标。
酶的制备 酶的分离纯化： 1、基本原则：提取过程中避免酶变性而失去活性；防止强酸、强碱、高温和剧烈搅拌等；要求在低温下操作，加入的化学试剂不使酶变性，操作中加入缓冲溶液. 2、基本操作程序： 选材：微生物（微生物发酵物: 胞内酶，胞外酶），动物（动物器脏：消化酶，血液：SOD酶，尿液：尿激酶等）,植物（木瓜蛋白酶，菠萝蛋白酶等）。
抽提：加入提取液提取。胞内酶先要进行细胞破碎（机械研磨，超声波破碎，反复冻融或自溶等）， 分离：先进行净化处理（过滤，絮凝，离心脱色），再采用沉淀法分离（盐析法，有机溶剂沉淀法，超离心等）。 纯化：可采用离子交换层析，凝胶过滤，液相色谱，亲和色谱和超滤等方法。
六、核酶
第二部分 酶促反应动力学 1.底物浓度对酶反应速率的影响 2.酶的抑制作用 3.温度对酶反应的影响 4. pH对酶反应的影响 5.激活剂对酶反应的影响
概念 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 E + S ES E + P 单底物、单产物反应 酶促反应速度：一般在规定的反应条件下，用单位时间内底物的消耗量和产物的生成量来表示 反应速度取其初速度，即底物的消耗量很小（一般在5﹪以内）时的反应速度 底物浓度远远大于酶浓度 E + S k1 k2 k3 ES E + P
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。
[S] V Vmax 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。
[S] V Vmax 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。
[S] V Vmax 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 酶被底物饱和
（一）米－曼氏方程式 酶促反应模式——中间产物学说 E + S k1 k2 k3 ES E + P 中间产物
※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] ＝ ── [S]：底物浓度 V：不同[S]时的反应速度 Vmax：最大反应速度(maximum velocity) Ｋm：米氏常数(Michaelis constant)
[ES]生成速度： ，[ES]分解速度： 当酶反应体系处于恒态时： 即： 令： 则： (1) 经整理得：
，所以 (2) 由于酶促反应速度由[ES]决定，即 将（2）代入（1）得： (3) 当[Et]=[ES]时， 所以 (4) 将（4）代入（3），则：
米-曼氏方程解释： 当[S]Km时，v=(Vmax/Km) [S], 即v 与[S]成正比 当[S]Km时，v Vmax，即[S]而v不变
Km值的推导 Vmax[S] Vmax ＝ 2 Km + [S] Km＝[S] 当反应速度为最大反应速度一半时 V Vmax Vmax/2 ∴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。
米氏常数Km的意义 （1）. 物理意义： Km值等于酶反应速度为最大速度一半时的底物浓度。 （3）. Km 值是酶的特征性常数，在一定条件下(如底物、温度、pH、有无抑制剂等) ，某种酶的Km值是恒定的，因而可以通过测定不同酶的Km值，来判断是否为不同的酶。
(4) 、Km可用来判断酶的最适底物：当酶有几种不同的底物存在时，Km值最小者，为该酶的最适底物。 如蔗糖酶既可催化蔗糖水解(Km=28mmol/L),也可催化棉子糖水解(Km=350mmol/L),两者相比，蔗糖为该酶的天然底物。 (5)、Km可用来确定酶活性测定时所需的底物浓度：当[S]=10Km时，V=91%Vmax，为最合适的测定酶活性所需的底物浓度。 （6）、Km和Vmax的测定：主要采用Lineweaver-Burk双倒数作图法和Hanes作图法。
Km与Vm的测定 1. 双倒数作图法(double reciprocal plot)，又称为 林-贝氏(Lineweaver- Burk)作图法 1 Km 1 1 = + V Vmax [S] Vmax
双倒数作图法
2. Hanes作图法 斜率= 1/Vm Km/Vm -Km [S]/V [S]
二、酶浓度对反应速度的影响 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] V [E] [E] 当[S]>>[E]时，Vmax = k3 [E] 酶浓度对反应速度的影响
三、温度对反应速度的影响 双重影响 温度升高，酶促反应速 度升高；温度升高10oC, 反应 速度增加一倍 活 性 0.5 1.0 2.0 1.5 0 10 20 30 40 50 60 温度 ºC 温度对淀粉酶活性的影响 双重影响 温度升高，酶促反应速 度升高；温度升高10oC, 反应 速度增加一倍 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。 温血动物：35～40℃ Taq DNA聚合酶：70～75℃ 可耐受100℃高温 此酶是从水生栖热菌 Thermus Aquaticus（Taq）中分离出的热稳定性DNA聚合酶，用于PCR反应。
低温的作用 : 贮存生物制品、菌种等 临床上的低温麻醉 低温时由于活化分子数目减少，反应速度降低，但温度升高后，酶活性又可恢复。 减少组织细胞的代谢程度，使机体耐受手术时氧和营养物质的缺乏
四、 pH对反应速度的影响 解离状态： 蛋白质的极性基团 辅助因子的电荷状态 底物的解离状态 而不同的解离状态或直接影响酶与底物的结合, 或影响酶的空间结构, 从而改变酶的活力
最适pH (optimum pH)：酶催化活性最大时的环境pH。 酶 活 性 pH pH对某些酶活性的影响 胃蛋白酶 淀粉酶 胆碱酯酶 2 4 6 8 10 最适pH (optimum pH)：酶催化活性最大时的环境pH。 多数酶：7.0左右 胃蛋白酶：1.8 肝精氨酸酶：9.8 选择合适的缓冲液保持酶的相对稳定和保持高活性
五、抑制剂对反应速度的影响 酶的抑制剂(inhibitor) 区别于酶的变性 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。 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
不可逆性抑制(irreversible inhibition) 抑制作用的类型 不可逆性抑制(irreversible inhibition) 可逆性抑制 (reversible inhibition)： 竞争性抑制 (competitive inhibition) 非竞争性抑制 (non-competitive inhibition) 反竞争性抑制 (uncompetitive inhibition)
(一) 不可逆性抑制作用 * 概念 * 举例 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。 有机磷化合物 羟基酶 (一) 不可逆性抑制作用 * 概念 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)
有机磷化合物 羟基酶 失活的酶 酸 路易士气 巯基酶 失活的酶 酸 失活的酶 BAL 巯基酶 BAL与砷剂结合物
（二） 可逆性抑制作用 * 概念 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。 * 类型 竞争性抑制 非竞争性抑制 反竞争性抑制
１. 竞争性抑制作用 定义 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。 反应模式
[S]>>[I]：高浓度的底物可解除抑制
特点 1/V 1/[S] ⑴ 竞争性I往往是酶的底物结构类似物； ⑵ 抑制剂与酶的结合部位与底物与酶的结合部位相同—— 酶的活性中心 ⑶ 抑制作用可以被高浓度的底物减低以致消除； ⑷ (表观）Km值增大，Vm值不变 抑制剂↑ 1/V 1/[S] 无抑制剂
* 举例 丙二酸与琥珀酸竞争琥珀酸脱氢酶 琥珀酸 琥珀酸脱氢酶 FAD FADH2 延胡索酸
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 二氢蝶呤啶 ＋ 对氨基苯甲酸 ＋ 谷氨酸 二氢叶酸 合成酶
2. 非竞争性抑制 + S + E+S ES E+P * 反应模式 + I EI+S EIS I与酶的活性中心外的位点结合 － S ESI 2. 非竞争性抑制 E+S ES E+P * 反应模式 + I EI+S EIS I与酶的活性中心外的位点结合 + S － S + ESI EI E ES P
非竞争性抑制的特点： ⑴ 非竞争性抑制剂的化学结构不一定与底物的分子结构类似； ⑵ 抑制剂与酶的活性中心外的位点结合； ⑶ 抑制剂对酶与底物的结合无影响，故底物浓度的改变对抑制程度无影响； 抑制程度取决于抑制剂的浓度 ⑷ 动力学参数：Km值不变，Vm值降低。
抑制剂↑ 1 / V 1/[S] 无抑制剂
+ 抑制剂不能与游离酶结合，但可与ES复合物结合 ３. 反竞争性抑制 * 反应模式 E+S E+P ES + I ESI E S ES ３. 反竞争性抑制 抑制剂不能与游离酶结合，但可与ES复合物结合 * 反应模式 E+S E+P ES + I ESI + E S ES ESI P
抑制程度取决与抑制剂的浓度及底物的浓度 反竞争性抑制的特点： ⑴ 反竞争性抑制剂的化学结构不一定与底物的分子结构类似； ⑵ 抑制剂与底物可同时与酶的不同部位结合； ⑶ 必须有底物存在，抑制剂才能对酶产生抑制作用；抑制程度随底物浓度的增加而增加； 抑制程度取决与抑制剂的浓度及底物的浓度 ⑷ 动力学参数：Km减小，Vm降低。
• 1/V 1/[S] 无抑制剂 抑制剂↑
各种可逆性抑制作用的比较 作用特征 无抑制剂 竞争性抑制 非竞争性抑制 反竞争性抑制 与 I 结合的组分 E E 、 ES ES 动力学参数 表观 Km K 增大 不变 减小 m 最大速度 V 不变 降低 降低 max 林 - 贝氏作图 斜率 K / V 增大 增大 不变 m max 纵轴截距 1/V 不变 增大 增大 max 横轴截距 - 1/K 增大 不变 减小 m
六、激活剂对反应速度的影响 激活剂(activator):使酶由无活性变为有活性或使酶活性增加的物质。 • 必需激活剂 (essential activator) • 非必需激活剂 (non-essential activator)
金属离子：K+、Na+、 Mg2+、Cu2+、Mn2+、Zn2+、Se3+ Co2+、Fe2+ 阴离子： Cl-、Br 有机分子 还原剂：抗坏血酸、半胱氨酸、谷胱甘肽 金属螯合剂：EDTA - 这些离子可与酶分子上的氨基酸侧链基团结合，可能是酶活性部位的组成部分，也可能作为辅酶或辅基的一个组成部分起作用
第三部分 酶的作用机制和酶活调节 1. 酶的活性部位 2. 酶活性的调节机制 3. 酶含量的调节 4.同工酶
酶的结构与功能的关系
酶的活性中心 酶的活性中心
酶的活性中心(active center) 或称活性部位(active site)，指必需基团在一级结构上可能相距遥远，但在空间结构上彼此靠近，组成具有特定空间结构的区域，能与底物特异结合并将底物转化为产物。
酶的活性中心常位于酶蛋白分子表面，为含有较多疏水氨基酸残基，形成疏水性“裂缝”或“口袋”，形成了利于酶促反应发生的疏水环境
活性中心内的必需基团 结合基团 (binding group) 与底物相结合 催化基团 (catalytic group) 催化底物转变成产物 活性中心外的必需基团 位于活性中心以外，维持酶活性中心应有的空间构象所必需。
酶促反应的机理 E + S E + P ES （一）锁－匙学说 （二）酶-底物复合物的形成与诱导契合假说 酶底物复合物 *诱导契合假说(induced-fit hypothesis) 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 。
二、酶活性的调节作用 酶活性的调节（快速调节） 酶含量的调节（缓慢调节） 调节方式
（一）酶原与酶原的激活 酶原 (zymogen) 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。
一个或几个特定的肽键断裂，水解掉一个或几个短肽 酶原激活的机理 酶 原 分子构象发生改变 形成或暴露出酶的活性中心 一个或几个特定的肽键断裂，水解掉一个或几个短肽 在特定条件下
肠激酶 胰蛋白酶 甘 异 赖 缬 天 组 丝 S 46 183 活性中心 甘 异 缬 组 丝 S 赖 缬 天 胰蛋白酶原的激活过程
酶原激活的生理意义 消化道内的蛋白酶原：避免细胞的自身消化，使酶在特定的部位和环境中发挥作用，保证体内代谢正常进行。 凝血系统和纤维蛋白溶解酶：有的酶原可以视为酶的储存形式。在需要时，酶原适时地转变成有活性的酶，发挥其催化作用。
（二）别构酶 别构调节 (allosteric regulation) 一些代谢物可与某些酶分子活性中心外的某部分可逆地结合，使酶构象改变，从而改变酶的催化活性，此种调节方式称别构调节。 别构酶 (allosteric enzyme) 别构部位 (allosteric site) 别构激活剂 别构抑制剂 别构效应剂 (allosteric effector)
变构酶常为多个亚基构成的寡聚体，具有协同效应 [S] V 变构激活 无变构效应剂 变构抑制 别构酶的Ｓ形曲线
别构调节的方式： 别构酶通常为代谢途径的起始关键酶，而变构剂则为代谢途径的终产物。因此，变构剂一般以反馈方式对代谢途径的起始关键酶进行调节，最常见的为负反馈调节。
别构调节的特点： ⑴ 酶活性的改变通过酶分子构象的改变而实现； ⑵ 酶的变构仅涉及非共价键的变化； ⑶ 调节酶活性的因素为代谢物； ⑷ 为一非耗能过程； ⑸ 无放大效应。
共价修饰(covalent modification) （三） 酶的共价修饰调节 共价修饰(covalent modification) 在其他酶的催化作用下，某些酶蛋白肽链上的一些基团可与某种化学基团发生可逆的共价结合，从而改变酶的活性，此过程称为共价修饰。 常见类型 磷酸化与脱磷酸化（最常见） 乙酰化和脱乙酰化 甲基化和脱甲基化 腺苷化和脱腺苷化 －SH与－S－S互变
引起酶分子在有活性形式与无活性形式或者高活性与低活性之间进行相互转变 ATP ADP 蛋白激酶 Thr Ser Tyr -O-PO32- 酶蛋白 -OH Thr Ser Tyr 酶蛋白 H2O Pi 磷蛋白磷酸酶 酶的磷酸化与脱磷酸化 引起酶分子在有活性形式与无活性形式或者高活性与低活性之间进行相互转变
共价修饰调节的特点： ⑴ 酶以两种不同修饰和不同活性的形式存在； ⑵ 有共价键的变化； ⑶ 一般为耗能过程 ⑷ 受其他调节因素（如激素）的影响 ⑸ 存在放大效应
三、 酶含量的调节 （一）酶蛋白合成的诱导和阻遏 （二）酶降解的调控 诱导作用(induction)：诱导物使酶合成增加的过程 阻遏作用(repression)：阻遏物使酶合成减少的过程 （二）酶降解的调控 降解：使酶的半寿期发生改变 酶的降解就是蛋白质和氨基酸分解代谢的过程
酶的诱导和阻遏、降解 基因 调节基因的产物，封闭基因 诱导物： 使封闭物失效 阻遏物：增加封闭物活性 转录mRNA 翻译蛋白质
四、 同工酶 * 定义 同工酶(isoenzyme)是指催化相同的化学反应，而酶蛋白的分子结构理化性质乃至免疫学性质不同的一组酶。
国际生化学会： 同工酶： 由不同基因或者等位基因编码的多肽链 由同一基因编码，生成不同的mRNA翻译而来的 不包括翻译水平修饰所形成的多分子形式 同工酶： 通常存在于同一种属或者同一个体的不同组织或者细胞的不同亚细胞结构中
*生理及临床意义 在代谢调节上起着重要的作用； 用于解释发育过程中阶段特有的代谢特征； 同工酶谱的改变有助于对疾病的诊断； 同工酶可以作为遗传标志，用于遗传分析研究。
* 举例：乳酸脱氢酶(LDH1～ LDH5) H M LDH1 (H4) LDH2 (H3M) LDH3 (H2M2) LDH4 (HM3) 乳酸脱氢酶的同工酶
心肌梗死和肝病病人血清LDH同工酶谱的变化 心肌梗死酶谱 酶活性 正常酶谱 肝病酶谱 1 2 3 4 5 心肌梗死和肝病病人血清LDH同工酶谱的变化
第六节 酶与医学的关系 The Relation of Enzyme and Medicine
一、酶与疾病的关系 （一） 酶与疾病的发生 （二） 酶与疾病的诊断 （三） 酶与疾病的治疗
二、酶在医学上的其他应用 （一）酶作为试剂用于临床检验和科学研究 1．酶法分析 即酶偶联测定法(enzyme coupled assays)，是利用酶作为分析试剂，对一些酶的活性、底物浓度、激活剂、抑制剂等进行定量分析的一种方法。
A B C Ex Ei Ex为所要测定的酶 A、B二物质分别为其底物和产物，对此二物质变化，无法直接监测， 最简单的酶偶联反应模式： Ex Ei A B C Ex为所要测定的酶 A、B二物质分别为其底物和产物，对此二物质变化，无法直接监测， 指示酶Ei:其底物为Ex的产物B，其反应产物C可直接监测， 这样通过第二个酶反应有可能推测出第一个酶的活性浓度
（enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA) 2．酶标记测定法 酶可以代替同位素与某些物质相结合，从而使该物质被酶所标记。通过测定酶的活性来判断被标记物质或与其定量结合的物质的存在和含量。 酶联免疫测定法 （enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)
3．工具酶 除上述酶偶联测定法外，人们利用酶具有高度特异性的特点，将酶做为工具，在分子水平上对某些生物大分子进行定向的分割与连接。
1．固定化酶 (immobilized enzyme) （二）酶作为药物用于临床治疗 （三）酶的分子工程 1．固定化酶 (immobilized enzyme) 将水溶性酶经物理或化学方法处理后，成为不溶于水但仍具有酶活性的一种酶的衍生物。 固定化酶在催化反应中以固相状态作用于底物，并保持酶的活性。
2．抗体酶 抗原－抗体 底物－酶 以底物的过渡态类似物为抗原，制备抗体，则这种抗体与底物的结合，可能会引起催化反应，这种具有催化功能的抗体分子称为抗体酶(abzyme)
3．模拟酶 模拟酶是根据酶的作用原理，利用有机化学合成方法，人工合成的具有底物结合部位和催化部位的非蛋白质有机化合物。