2. 相同点:①反应前后无质和量的改变;②只催化热力学允许的反应;③不改变反应的平
衡点;④作用的机理都是降低反应的活化能。 不同点:①酶的催化效率高;②对底物有高度特异性;③酶在体内处于不断的更新之中;
④酶的催化作用受多种因素的调节;⑤酶是蛋白质,对热不稳定,对反应的条件要求严格。
3. ①酶蛋白与辅助因子一同组成全酶,单独哪一种均无催化活性。②一种酶蛋白只能结合
一种辅助因子形成全酶,催化一定的化学反应。③一种辅助因子可与不同酶蛋白结合成不同的全酶,催化不同的化学反应。④酶蛋白决定反应的特异性,而辅助因子具体参加化学反应,决定酶促反应的性质。
4. 酶的必需基团有活性中心内的必需基团和活性中心外的必需基团。活性中心内的必需基
团有催化基团和结合基团。催化基团使底物分子不稳定,形成过渡态,并最终将其转化为产物。结合基团与底物分子相结合,将其固定于酶的活性中心。活性中心外的必需基团为维持酶活性中心的空间构象所必需。
5. 绝对特异性:①有的酶只能作用于特定结构的底物,进行一种专一的反应,生成一种特
定结构的产物。这种特异性称为绝对特异性。例如,脲酶只水解尿素。
②相对特异性:有一些酶的特异性相对较差,这种酶作用于一类化合物或一种化学键,这种不太严格的选择性称为相对特异性。例如,脂肪酶水解脂肪和简单的酯,蛋白酶水解各种蛋白质的肽键等。
③一种酶仅作用于立体异构体中的一种,酶对立体异构物的这种选择性称为立体异构特异性。例如,乳酸脱氢酶只作用于L-乳酸,而不催化D-乳酸。
6. 酶在发挥其催化作用之前,必须先与底物密切结合。这种结合不是锁与钥匙式的机械关
系,而是在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,这一过程称酶-底物结合的诱导契合假说。酶的构象改变有利于与底物结合;底物也在酶的诱导下发生变形,处于不稳定状态,易受酶的催化攻击。这种不稳定状态称为过渡态。过渡态的底物与酶的活性中心结构最相吻合。从而降低反应的活化能
四、问答题
1. ①竞争性抑制:抑制剂的结构与底物结构相似,共同竞争酶的活性中心。抑制作用大小
与抑制剂和底物的浓度以及酶对它们的亲和力有关。Km升高,Vmax不变。 ②非竞争性抑制:抑制剂与底物结构不相似或完全不相同,只与酶活性中心以外的必需
基团结合。不影响酶在结合抑制剂后与底物的结合。该抑制作用的强弱只与抑制剂的浓度有关。Km不变,Vmax下降。 ③反竞争性抑制:抑制剂只与酶-底物复合物结合,生成的三元复合物不能解离出产物。
Km和Vmax均下降
竞争性抑制
与I结合的组分 Km与Vmax变化 双倒数直线
E
Km↑,Vmax不变, 汇集于纵轴,截距为1/Vmax
抑 制 类 型 非竞争性抑制 E、ES
Km不变,Vmax↓ 汇集于纵轴,截距为–1/Km
反竞争性抑制 ES
Km↓,Vmax↓ 平行线
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2. 酶是蛋白质,其分子比底物要大得多。在反应过程中,酶与底物接触只限于酶分子上与
酶活性密切相关的较小区域。在此区域中,集中于与酶活性密切相关的基团,此基团称为必需基团或活性基团。根据必需基团在酶活性中的作用不同,又可分为结合基团和催化基团,前者使酶与底物结合,后者催化底物反应。有的必需基团既具有结合功能也有催化功能。酶学上将这些必需基因比较集中并构成一定空间构象,直接参与酶促反应的区域叫做酶的活性中心或活性部位。对单纯蛋白酶来讲,其活性中心就是由肽键上某些氨基酸残基组成,这些氨基酸残基,在蛋白质一级结构中可能彼此相距甚远,但经过肽链的折叠、卷曲等构象变化,使其相互集中形成三维构象成为活性中心。结合蛋白酶的活性中心的组成既有肽链上的某些氨基酸,又有辅助因子参加。除组成酶活性中心的必需基团之外,尚有活性中心外的必需基团,这些基团主要与维持酶的空间构象有关;某些酶的空间构象的改变能影响酶活性。
3. Km:①Km值等于酶促反应速度为最大速度一半时的底物浓度。②当ES解离成E和S
的速度大大超过分解成E和P的速度时,Km值近似于ES的解离常数Ks。在这种情况下,Km值可用来表示酶对底物的亲和力。此时,Km值愈大,酶与底物的亲和力愈小;Km值愈小,酶与底物的亲和力愈大。Ks值和Km值的涵义不同,不能互相代替使用。③ Km值是酶的特性常数之一,只与酶的结构、酶所催化的底物和外界环境(如温度、pH、离子强度)有关,与酶的浓度无关。各种酶的Km值范围很广,大致在10-2~10mmol/L之间。 Vmax:是酶完全被底物饱和时的反应速度。如果酶的总浓度已知,便可从 Vmax计算酶的转换数。其定义是:当酶被底物充分饱和时,单位时间内每个酶分子(或活性中心)催化底物转变为产物的分子数。对于生理性底物,大多数酶的转换数在1~104/秒之间。 4. 以磺胺类药物为例,①对磺胺类药物敏感的细菌在生长繁殖时,不能直接利用环境中的
叶酸,而是在菌体内二氢叶酸合成酶的催化下,以对氨基苯甲酸为底物合成二氢叶酸。二氢叶酸是核苷酸合成过程中的辅酶之一四氢叶酸的前体。②磺胺类药物的化学结构与对氨基苯甲酸相似,是二氢叶酸合成酶的竞争性抑制剂,抑制二氢叶酸的合成。细菌则因核苷酸乃至核酸的合成受阻而影响其生长繁殖。人类能直接利用食物中的叶酸,体内的核酸合成不受磺胺类药物的干扰。③根据竞争性抑制的特点,服用磺胺类药物时必须保持血液中药物的高浓度,以发挥其有效的竞争性抑菌作用。
许多属于抗代谢物的抗癌药物,如氨甲蝶呤(MTX)、5-氟尿嘧啶(5-Fu)、6-巯基嘌呤(6-MP)等,几乎都是酶的竞争性抑制剂,它们分别抑制四氢叶酸、脱氧胸苷酸及嘌呤核苷酸的合成,以抑制肿瘤的生长。
5. 酶是生物催化剂,温度对酶促反应速度具有双重影响。升高温度一方面可加快酶促反应
速度,但同时也增加酶变性的机会,又使酶促反应速度降低。温度升高到60℃以上时,大多数酶开始变性;80℃时,多数酶的变性已不可逆。综合这两种因素,酶促反应速度最快时的环境温度为酶促反应的最适温度。在环境温度低于最适温度时,温度加快反应速度这一效应应起主导作用,温度每升高10℃,反应速度可加大1~2倍。温度高于最适温度时,反应速度则因酶变性而降低。临床上低温麻醉就是利用酶的这一性质以减慢组织细胞代谢速度,提高机体对氧和营养物质缺乏的耐受性,利于手术治疗。低温保存生物制品和菌种也是基于这一原理。生化实验中测定酶的活性时,应严格控制反应液的温度。酶制剂应保存在冰箱中,从冰箱取出后应立即应用,以免因酶的变性而影响测定结果。
6. 许多疾病发生与发展与酶的质和量的异常或酶受到抑制有关。细胞内酶的改变可以通过
血清酶的测定予以反映。许多药物通过对细菌或人体内酶的作用达到治疗目的。酶还可以作为诊断试剂和药物对某些疾病进行诊断与治疗。酶还可作为工具酶或制成固定化酶用于科学研究;抗体酶是人工制造的兼有抗体和酶活性的蛋白质,具有广阔的开发前景。
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第四章 糖代谢
本章要点
一、糖类的生理功能
二、糖的无氧分解 1.概念 2.过程
3.糖无氧分解的调节 4.糖无氧分解的生理意义
三、糖的有氧氧化 1.概念 2.过程
3.三羧酸循环的过程,特点,生理意义4.糖有氧氧化的调节 5.糖有氧氧化的生理意义
四、磷酸戊糖途径 1.概念
2.磷酸戊糖途径的生理意义
五、糖异生 1. 概念
2.糖异生的过程及调节 3.糖异生的生理意义
六、糖原的合成与分解 1. 糖原的合成代谢 ⑴ 概念 ⑵ 过程
2.糖原的分解代谢 ⑴ 概念 ⑵ 过程
3.糖原的合成和分解的调节
七、血糖:
1.概念及其血糖的来源与去路: 2.血糖水平的调节机制
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练习题
一、选择题
1.糖原的一个葡萄糖残基酵解时净生成的ATP数为
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个 E.5个 2.1分子葡萄糖酵解时净生成ATP数为
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个 E.5个 3.糖酵解途径最重要的调控位点是
A.磷酸化酶 B.乳酸脱氢酶 C.葡萄糖激酶 D.丙酮酸激酶 E.磷酸果糖激酶-1
4.磷酸果糖激酶-1最强的别构激活剂是
A.ATP B.柠檬酸 C.AMP D.2,6-二磷酸果糖 E.1,6-二磷酸果糖
5.以下关于磷酸果糖激酶-1的叙述都是正确的,除
A.是糖酵解过程中最重要的限速酶 B.1,6-二磷酸果糖有反馈抑制作用 C.因ATP/AMP比例下降而激活
D.2,6-二磷酸果糖是最强的别构激活剂 E.乙酰CoA增多间接抑制其活性 6.下列激酶均是糖酵解关键酶,除
A.磷酸甘油酸激酶 B.丙酮酸激酶 C.磷酸果糖激酶-1 D.已糖激酶 E.葡萄糖激酶
7.下列何种酶既参与糖酵解也参与糖异生过程
A.丙酮酸激酶 B.丙酮酸羧化酶 C.葡萄糖-6-磷酸酶 D.3-磷酸甘油醛脱氢酶 E.果糖二磷酸酶
8.糖酵解时下列哪二种代谢物可直接提供~P,使ADP生成ATP?
A.1,6-二磷酸果糖和3-磷酸甘油醛 B.6-磷酸葡萄糖和3-磷酸甘油酸
C.磷酸二羟丙酮和1,3-二磷酸甘油酸 D.1,3-二磷酸甘油酸和磷酸烯醇式丙酮酸 E. ?-磷酸甘油酸和磷酸烯醇式丙酮酸 9. 不参加糖酵解的酶是
A.烯醇化酶 B.磷酸丙糖异构酶 C.丙酮酸激酶 D.磷酸甘油酸变位酶 E.葡萄糖-6-磷酸酶
10.下列哪一反应或阶段中伴底物磷酸化生成ATP
A.烯醇式丙酮酸→丙酮酸
B.1,6-二磷酸果糖→3-磷酸甘油醛
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C.6-磷酸葡萄糖→葡萄糖
D.3-磷酸甘油醛→3-磷酸甘油酸 E.1,6-二磷酸果糖→6-磷酸果糖
11.1mol 3-磷酸甘油醛在肝脏彻底氧化时生成的ATP mol数为
A.38 B.36 C.3 D.20 E.18 12.以下都是丙酮酸脱氢酶复合体的辅助因子,除
A.TPP B.NADP+ C.CoA D.FAD E.硫辛酸 13.下列维生素参与丙酮酸氧化脱羧,除
A.泛酸 B.核黄素 C.生物素 D.硫胺素 E.尼克酰胺 14.关于糖的有氧氧化的描述正确的是
A.是需氧生物体内所有组织细胞获得能量的主要方式 B.糖酵解抑制有氧氧化
C.1分子葡萄糖彻底氧化过程中有6个底物磷酸化反应 D.在胞液中进行
E.产生的NADH,与保护红细胞膜完整性有关 15.下列物质彻底氧化时生成ATP数最多的是
A.乳酸 B.磷酸甘油 C.丙酮酸 D.磷酸烯醇式丙酮酸 E.丙氨酸 16.CH3CO~SCoA与下列物质的合成有关,除
A.脂肪酸 B.胆固醇 C.丙酮 D.乙酰乙酸 E.胆汁酸 17.有关乙酰CoA的描述错误的是
A.是丙酮酸羧化酶的别构激活剂 B.分子中含有一个高能键 C.不能透过线粒体内膜
D.转变为丙酮酸后异生成糖 E.合成胆固醇的原料
18.下列酶反应中均有CO2的产生或利用,除
A.异柠檬酸脱氢酶 B.苹果酸脱氢酶
C.6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶 D.苹果酸酶
E.?- 酮戊二酸脱氢酶
19.与GSH不足发生溶血性贫血有关的遗传性酶缺陷是
A.谷胱甘肽过氧化物酶 B.异柠檬酸脱氢酶 C.6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶 D.谷胱甘肽-S-转移酶 E.苹果酸酶
20.关于磷酸戊糖途径描述错误的是
A.NADP+是受氢体
B.6-磷酸葡萄糖脱氢酶为关键酶 C.有关酶系存在于胞液中 D.肌肉组织缺乏此途径 E.只在红细胞中进行
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