陈钧辉《普通生物化学》(第5版)配套题库【名校考研真题+课后习题+章节题库+模拟试题】
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第5章 酶化学

一、选择题

1酶的比活力是指(  )。[华中农业大学2017研]

A.每毫克蛋白酶的活力单位数

B.每毫升反应混合液的活力单位数

C.一种酶与另一种酶的活力比

D.任何纯酶与其粗酶的活力比

【答案】A

【解析】酶的比活力是指在特定条件下,单位重量(mg)蛋白质或RNA所具有的酶活力单位数。

2从某组织中提取一种蛋白酶的粗提液300mL,含有150mg蛋白质,总活力为360单位。经过一系列纯化步骤后得到4mL酶制品(含有0.08mg蛋白),总活力为288单位。整个纯化过程的回收率和纯化倍数分别为(  )。[四川大学2008研]

A.80%和150

B.80%和15

C.80%和1500

【答案】C

【解析】回收率可以用总活力单位比计算,即288/366×100%≈80%;纯化倍数则需要用比活力之比来计算即(288/0.08)/(360/150)=1500。

3关于酶的最适温度下列哪项是正确的?(  )[武汉大学2014研]

A.是酶的特征常数

B.是指反应速度等于50%Vmax时的温度

C.是酶促反应速度最快时的温度

D.是一个固定值与其它因素无关

E.与反应时间无关

【答案】B

4当[E]不变,[S]很低时,酶促反应速度与[S](  )。[武汉大学2014研]

A.成正比

B.无关

C.成反比

D.不成正比

【答案】A

5酶受反竞争性抑制时动力学参数表现为(  )。[武汉大学2014研]

A.Km↑,Vmax不变

B.Km↓,Vmax

C.Km不变,Vmax

D.Km↓,Vmax不变

E.Km↓,Vmax

【答案】B

6下列哪一项不是影响酶促反应速度的因素?(  )[武汉大学2015研]

A.底物浓度

B.酶的浓度

C.反应的温度

D.反应环境的pH

E.酶原的浓度

【答案】E

7以下对别构酶的论述哪个是错误的?(  )[厦门大学2014研]

A.别构酶一般都是寡聚酶

B.别构酶的活性中心和调节中心分别位于催化亚基和调节亚基上,或者位于同一亚基空间上相距较远的部位

C.别构酶通过构象变化来实现其功能的改变

D.在生理情况下效应剂和别构酶的结合是共价结合

【答案】D

8关于Km的叙述,下列哪项是正确的?(  )[武汉大学2015研]

A.通过Km的测定可鉴定酶的最适底物

B.是引起最大反应速度的底物浓度

C.是反映酶催化能力的一个指标

D.与环境的pH无关

E.是酶和底物的反应平衡常数

【答案】A

【解析】Km值可以判断酶的专一性和天然底物,酶可作用于几种底物就有几个Km值,其中Km值最小的底物称为该酶的最适底物,又称天然底物。

9酶的活性中心是指(  )。[华中农业大学2017研]

A.酶分子上的几个必须基团

B.酶分子与底物的结合部位

C.酶分子结合底物并发挥催化作用的关键性三维结构区

D.酶分子中心部位的一种特性结构

【答案】C

【解析】酶分子中直接与底物结合,并和酶催化作用直接有关的区域称为酶的活性中心或活性部位。

10酶在催化反应中决定专一性的部分是(  )。[厦门大学2014研]

A.酶蛋白

B.辅基或辅酶

C.底物的解离程度

D.B族维生素

【答案】A

11所谓“多酶体系”是指一个代谢过程中的几个酶形成了一个反应链体系,多酶体系中的酶通常具有以下性质(  )。[中国科学院2002研]

A.只是在功能上相互有联系,在结构上互不相关,不存在相互作用

B.不仅在功能上相互有联系,在结构上也有相互联系,形成复合体

C.上述两种情况都存在

【答案】C

【解析】多酶体系一般分为可溶性的、结构化的和在细胞结构上有定位关系的三种类型,在多酶体系中。以可溶性形式存在的酶,它们只是在功能上相互联系,在结构上互不相关,各自作为独立的单体。而后二种形式,不仅在功能上相互有联系,而且在结构上也是有机地组合在一起,构成一定的结构,形成多酶复合体。

12存在(  )抑制剂时酶促反应速度达到最大反应速度一半时的底物浓度不变。[南开大学2001研]

A.不可逆

B.竞争性

C.反竞争性

D.非竞争性

【答案】D

【解析】酶促反应速度达到最大反应速度一半时的底物浓度,在数值上等于米氏常数Km。加入不同抑制剂条件下米氏常数的变化为:

加入竞争性抑制剂时,Vmax不变,而Km值变大。

加入非竞争性抑制剂时,Vmax降低,而Km值不变。

加入反竞争抑制剂时,Vmax减少,Km值也减小。

13构成胰凝乳白酶活性中心的电荷中继网,有三个氨基酸残基组成,他们是(  )。[清华大学2002研]

A.His,Arg,Glu

B.His,Ser,Asp

C.Arg,Ser,Asp

D.Asp,Glu,Ser

【答案】B

【解析】胰凝乳蛋白酸的活性中心是由Ser,His及Asp组成,三者共同构成一个氢键体系,它们的排列使His的咪唑基成为Asp102羧基及Ser195羟基间的桥梁。Ser195由于His37及Asp102的影响而成为很强的亲核基团,易于供出电子。这个氢键体系又可称为电荷中继网。

14V-[S]曲线可以用来描述酶的动力学特性,在下列几种酶中,V-[S]曲线为双曲线的酶是(  ),V-[S]曲线可以为S形曲线的酶是(  )。[西南农业大学2003研]

A.同工酶

B.变构酶

C.米氏酶

D.丙酮酸脱氢酶系

【答案】C;B

【解析】由于效应物与酶分子中的变构中心结合后,酶的构象发生改变,使酶的活动中心对底物的结合与催化受到影响,酶初速度与底物浓度的关系不再符合典型的米氏方程V-[S]双曲线,而是呈现出S形的V-[S]曲线。

15关于酶的抑制剂的叙述正确的是(  )。[河北师范大学2002研]

A.酶的抑制剂中一部分是酶的变性剂

B.酶的抑制剂只与活性中心上的基团结合

C.酶的抑制剂均能使反应速度下降

D.酶的抑制剂一般是大分子物质

E.酶的抑制剂都能竞争性地使酶的活性降低

【答案】C

【解析】引起抑制作用的物质称为抑制剂,它们只引起酶活力的降低或丧失,导致酶促反应速度下降,但并不引起酶的变性,与变性剂是有区别的。按照它们与酶作用的方式不同,可以分为不可逆抑制和可逆抑制剂。按照不可逆抑制剂作用的选择性不同,不可逆抑制剂又可分为非专一性抑制剂及专一性抑制剂,前者作用于酶的一类或几类基因,这些基因中包含了必需基因,作用后引起酶的失活;而后者则是专一地作用于某一种酶活性部位的必需基因而导致酶的失活。而可逆抑制剂则多为底物类似物,在充当酶的抑制剂物质中,既可有大分子物质,也可以有小分子物质,如一氧化碳分子。

16如果要求酶促反应v=Vmax×90%,则[S]应为Km的倍数是(  )。[中国科学技术大学2001研]

A.4.5

B.9

C.8

D.5

E.90

【答案】B

【解析】当v=Vmax×90%时,米氏方程则成为

经过换算,则[S]=9Km。因此答案选B。

17一个酶经过多次纯化过程后,下列哪个说法正确?(  )[中国药科大学2005研]

A.总蛋白增加,比活力增高

B.总蛋白增加,比活力减少

C.总蛋白增加,比活力不变

D.总蛋白减少,比活力增高

E.总蛋白减少,比活力增高

F.总活力减少,比活力不变

【答案】D

【解析】绝大多数酶是蛋白质,因此酶的分离提纯方法也就是用来分离提纯蛋白质的方法。酶的提纯常包括两方面的工作,一是把酶制剂从很大体积浓缩到比较小的体积,二是把酶制剂中大量的杂质蛋白和其他大分子物质分离出去。为了判断分离提纯的优劣,一般用两个指标来衡量:一是总活力的回收,二是比活力提高的倍数。总活力的回收是表示提纯过程中酶的损失程度,比活力提高的倍数是表示提纯方法的有效程度。一个理想的分离提纯方法希望比活力和总活力的回收率越高越好,但是实际上常常两者不可兼得。因此考虑分离提纯条件和方法时,不得不在比活力多提高一些和总活力多回收一些之间作适当的选择。

二、填空题

1活性受到结合在活性部位以外的部位的其它分子调节的酶称______酶。[中山大学2018研]

【答案】别构

2当酶促反应的速率为Vmax的80%时,Km是[S]的______倍。[中山大学2018研]

【答案】1/4

3用y=ax+b的形式来表达米氏方程时,其表达式为______。当在反应体系中加入竞争性抑制剂时,a值将______;当在反应体系中加入非竞争性抑制剂时,a值将______。[南京农业大学2003研]

【答案】;增大;增大

【解析】用y=ax+b这种直线形式来表达米氏方程,一般就是双倒数法,将米氏方程左右两边同时取倒数,这样就可以使米氏曲线变为直线形式,其斜率a=Km/Vmax

当加入竞争性抑制剂后,Vmax不变,而Km值变大,故其比值a增大。

若加入非竞争性抑制剂,Vmax降低,而Km值不变,故比值a增大。

4酶促动力学的双倒数作图(Lineweaver Burk作图法),得到的直线在横轴上的截距为______,纵轴上的截距为______[中国科学技术大学2016研]

【答案】-1/Km;1/Vmax

5可使用______学说和______学说解释别构酶的动力学行为,这两种学说都认为酶具有______态和______态,活性高的是______态。不能解释负协同效碰的是______模型。[中国科学技术大学2016研]

【答案】齐变;序变;T;R;R;齐变

6酶高效催化反应的有关因素包括:______、______、______、______和活性中心的低解电环境。[清华大学2002研]

【答案】临近和定向效应;底物形变;酸碱催化;共价催化

【解析】酶是专一性强,且催化效率很高的生物催化剂,这是由酶分子的特殊结构决定的。一般来说影响酶反应高效率的因素主要有邻近和定向效应、分子张力和扭曲、酸碱催化、共价催化四个方面,有时活性中心的低解定环境也有利于酶促反应的进行。在此,我们必须提醒大家注意的是:我们并不能提出哪一种因素可以影响所有酶的全部催化活性,更可能的情况是,不同的酶,起主要影响的因素可能是不同的,各自都有其特点,可能受一种或几种因素的影响。

7酶原是指______,酶原激活是指______的过程。[山东大学2003研]

【答案】有活性的酶的前体;酶原由无活性转变为有活性

【解析】有些酶在细胞内合成时,是无活性的,这种无活性的酶是有活性的酶的前体,称为酶原,酶原在一定条件下,经过适当的切割肽键可以转变为有活性的酶,在此过程中常涉及两方面的变化,一是一级结构的变化,二是酶蛋白构象的变化。它是酶化生物体的一种调控机制。

8酶活力的调节包括酶______的调节和酶______的调节。[华东师范大学2008研]

【答案】活性;量

9乳酸脱氢酶是由两种不同的肽链组成的四聚体,假定这些多肽链任意地组合形成此酶,那么该酶具有______种同工酶。[中山大学研]

【答案】

【解析】亚基分别为M和H,四聚体的组合方式为M4、M3H、M2H2、MH3和H4

10合酶和合成酶都是催化化合反应的酶类,它们的差别在于合酶______,如______;合成酶______,如______。[南开大学研]

【答案】不需要ATP;柠檬酸合酶;需要ATP;琥珀酰-CoA合成酶

三、判断题

1酶活力的测定实际上就是酶的定量测定。从鼠脑分离的己糖激酶可以作用于葡萄糖(Km=6×10-6mol·L-1)或果糖(Km=2×10-3 mol·L-1),则己糖激酶对果糖的亲和力更高。(  )[华东师范大学2007研]

【答案】

【解析】Km值越低,酶对底物的亲和力越高。

2所有的酶都含有辅基或辅酶。(  )[中山大学2018研]

【答案】

【解析】不是所有的酶都含有辅基或辅酶,只有蛋白质,不含有辅因子的酶称为单纯酶,如脲酶、淀粉酶和一些消化酶等。

3别构酶的动力学曲线符合米氏方程。(  )[华中农业大学2016研]

【答案】

【解析】别构酶酶促反应的初速率与底物浓度的关系不服从米氏方程,而是呈现S形曲线。

4抗体酶是一种具有催化功能的免疫球蛋白,在其可变区具有酶的特性。(  )[华中农业大学2016研]

【答案】

5酶的反竞争性抑制作用的特点是Km值变小,Vmax也变小。(  )[华中农业大学2017研]

【答案】

6磺胺类药物与对氨基苯甲酸结构相似,是二氢叶酸合成酶的竞争性抑制剂。(  )[中山大学2018研]

【答案】

7合酶与合成酶都是催化两种或两种以上物质合成一种物质,但前者不需要ATP后者必须有ATP。(  )[南开大学2016研]

【答案】

【解析】合酶和合成酶是两种不同的酶,合酶属于裂合酶类,催化非水解方式的断裂作用,如乙酰CoA和草酰乙酸缩合生成柠檬酰CoA,随后柠檬酰CoA不稳定水解为CoA和柠檬酸。而合成酶属于连接酶类。

8有机磷杀虫剂能抑制体内胆碱酯酶的活性,其作用机制是与酶活性中心组氨酸残基上的咪唑基结合。(  )[南京大学2007研]

【答案】

【解析】有机磷抑制剂的作用机制是与某些蛋白酶和酯酶活性中心的丝氨酸羟基共价结合。

9酶的辅因子包括辅酶与辅基,两者的区别是前者与酶共价结合,而后者与酶非共价结合。(  )[中国科学院2007研]

【答案】

【解析】辅基与酶蛋白结合紧密,不易分开,辅酶则与酶蛋白结合疏松,并可以直接参加催化反应。

10酶原的激活也是一种共价调节。(  )[中山大学2018研]

【答案】

四、名词解释题

1米氏常数(Michaelis constant)(Km[华中科技大学2017研]

答:米氏常数(Km)是指酶促反应达最大速度(Vmax)一半时的底物(S)的浓度。它是酶的一个特征性物理量,其大小与酶的性质有关。在20世纪初期,就已经发现了酶被其底物所饱和的现象,而这种现象在非酶促反应中,则是不存在的,后来发现底物浓度的改变,对酶反应速度的影响较为复杂。Km的意义:Km是酶的一个特性常数,大小只与酶的性质有关,而与酶浓度无关。Km值随测定的底物、反应的温度、pH及离子强度而改变;Km值可以判断酶的专一性和天然底物,酶可作用于几种底物就有几个Km值,其中Km值最小的底物称为该酶的最适底物,又称天然底物;ES的分解为反应的限制速率时,Km等于ES复合物的解离常数,可以作为酶和底物亲和力的一个指标,Km越小亲和力越大,反之成立;已知某个酶的Km值,可以计算出在某一底物浓度时,其反应速率相当于Vmax的百分率。当v=Vmax时,反应初速率与底物浓度无关,只与[ES]成正比,表明酶的活性部位全部被底物占据;Km值可以帮助推断某一代谢反应的方向和途径。

2比活力[武汉大学2015研]

答:比活力又称酶比活,是指具有酶或激素性质的蛋白质可以利用它们的酶活性或激素活性来测定含量。根据国际酶学委员会的规定:比活力用每毫克蛋白质所含的酶活力单位数表示,对同一种酶来说,比活力愈大,表示酶的纯度愈高。比活力=活力U/mg蛋白=总活力U/总蛋白mg。

3holoenzyme[武汉大学2016研]

答:holoenzyme的中文名称是全酶,是指由酶蛋白和辅因子组成的蛋白质复合物。与酶蛋白紧密相连的辅因子称为辅基,与酶蛋白松散连接的称为辅酶。酶促反应的专一性取决于酶蛋白,反应的性质取决于辅因子。

4酶的活性中心[华东理工大学2007研]

答:酶的活性中心(active center)是指酶分子中直接与底物结合,并和酶催化作用直接有关的区域。一般将与酶活性有关的基团称为酶的必需基团。有些必需基团虽然在一级结构上可能相距很远,但在空间结构上彼此靠近,集中在一起形成具有一定空间结构的区域,该区域与底物相结合并将底物转化为产物,这一区域即称为酶的活性中心。

5可逆性抑制[武汉大学2015研]

答:可逆性抑制是指抑制剂与酶的必需基团以非共价键结合而引起酶活力降低或丧失,但能用物理方法除去抑制剂而使酶恢复活性的可逆抑制作用。根据可逆抑制剂与底物的关系,可分为竞争性抑制、非竞争性抑制和反竞争性抑制这三种类型。

6酶原[华东师范大学2008研]

答:酶原是指在细胞内合成或初分泌时没有活性的酶的前身。

7酶原激活[南京师范大学2008研]

答:酶原激活是指使酶原转变为有活性酶的过程。

8诱导契合学说[华中师范大学2007研]

答:诱导契合学说指的是酶的活性部位的构象是柔韧可变的,未同底物结合时,酶活性部位的构象不适宜于与底物结合,但同底物结合时,酶活性部位受底物诱导,构象改变使其适合于与底物契合。该变化使活性部位形成或暴露出来,酶与底物在此基础上互补结合,同时使起催化作用的基团或原子处于有利于敏感键发生反应的最佳位置。

9共价修饰(Covalent modification)[华中科技大学2017研]

答:共价修饰(Covalent modification)又称化学修饰,是指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,从而改变酶的活性的过程。分为可逆共价修饰和不可逆共价修饰。

(1)可逆共价修饰的调节。可逆共价修饰调节是由共价调节酶起作用。共价调节酶的催化性质因受到一个小基团的共价修饰而发生显著变化:有活性↔无活性。最常见的共价修饰是磷酸化修饰。通过蛋白激酶的催化,被修饰酶分子中丝氨酸或酪氨酸侧链上的烃基进行磷酸化,也可通过各种磷酸酶便此类磷酸基团去除,从而形成可逆的共价修饰。

(2)不可逆共价修饰的调节,又称酶原的激活。酶原通过酶促激活作用,由无活性的前体转变成有活性的酶是共价调节的一种特殊形式——共价键断裂,造成不可逆的酶活性变化,转变为有活性的酶。如胃蛋白酶原,在低于pH5时,酶原会自动激活,失去44个氨基酸残基方能转变为高度酸性的、有活性的胃蛋白酶。

10抗体酶[厦门大学2007研]

答:抗体酶,又称催化性抗体,是指一种具有催化功能的抗体分子。酶与底物的过渡态结构互补,亲和力最强,释放出的结合能使过渡态结合物能级降低,利于反应物分子越过能垒,加速反应。

11同工酶[厦门大学2014研]

答:同工酶是存在于同一种属生物或同一个体中能催化同一种化学反应,但酶蛋白分子的结构及理化性质和生化特性(Km、电泳行为等)存在明显差异的一组酶。它们是由不同位点的基因或等位基因编码的多肽链组成。

12isoenzyme and allosteric enzyme[中南民族大学2009研]

答:isoenzyme and allosteric enzyme是指异构酶和别构酶。异构酶指能使底物分子内部基团重新排列的一类酶。别构酶指一类可与调节物结合后酶本身分子构象发生改变,继而酶活力增加或降低的一类酶,其反应不遵循米氏动力学。

五、问答题

1酶的催化机制主要有哪四种类型?它们的基本特征是什么?[浙江大学2017研]

答:许多酶促反应常常涉及多种催化机制。酶的催化机制主要有以下四种类型:酸-碱催化、亲核催化、亲电催化、共价催化。

酸-碱催化作用

酶活性中心上的某些基团可作为质子供体(酸)和受体(碱)参与质子的转移,从而提高酶促反应的速率。

亲核催化

亲核催化作用是指酶活性中心有的基团作为亲核基团提供电子给带有部分正电荷的过渡态中间物,从而加速产物的生成的作用。

亲电催化

亲电催化与亲核催化相反,该类酶的活性部位含有亲电基团,为电子对的受体,能够从底物中接受电子,并与该底物以共价键结合成不稳定的共价中间物,快速完成反应。

共价催化

很多酶的催化基团在催化过程中通过和底物形成瞬间共价键而将底物激活,并很容易进一步被水解形成产物和游离的酶,这种催化作用称为共价催化作用。

2什么是酶,底物浓度如何影响酶促反应速度的?[西南农业大学2001研]

答:酶是一类由活细胞产生的具有特殊催化能力的生物催化剂。在酶促反应中,当反应系统的pH、温度、酶浓度都恒定的话,酶促反应将随底物浓度的变化而变化。当底物浓度增加时,反应速度随之增加,并以双曲线的形式达到最大反应速度。

酶是具有高效的催化活性,但是它能催化的酶反应速度又受到许多因素的影响,底物浓度就是主要因素之一。当底物浓度较低时,反应速度与底物浓度成正比例关系,表现为一级反应;随着浓度的增加,反应速度不再成正比升高,在这一段表现为混合级反应;当底物浓度增加到相当大时,酶已经全部被底物饱和,此时即使再增加底物浓度,也不会再有多的ES复合物生成,反应速度也不再升高而达到最大值。所以我们在测定酶活力的时候,必须考虑到底物浓度的影响,并且,要想准确测出酶的活力,底物浓度必须过量,才能使反应速度达到最大值。

3酶的抑制剂概念分类作用特征。[浙江大学2018研]

答:(1)酶的抑制剂的概念

酶的抑制剂是指能够使酶的必需基团或活性中心化学性质发生改变而使酶活性降低或丧失的物质。

(2)酶的抑制剂的分类和作用特征

不可逆抑制剂

作用特征:这类抑制剂通常以牢固的共价键与酶的必需基团结合使酶活力丧失,这类结合是不可逆的,不能通过稀释或透析的方法除去抑制剂来使酶活力恢复。

可逆抑制剂

作用特征:酶与抑制剂是以非共价键、可逆结合。用透析法除去抑制剂后,酶活力可以恢复。

a.竞争性抑制剂,与底物结构类似,能够与底物竞争活性中心,可以通过增加底物浓度来减轻或解除抑制剂的影响。

b.非竞争性抑制剂,与底物结合的活性中心不同,通过形成复合物的形式减慢反应速度,可以通过增加酶的浓度来减轻或解除抑制剂的影响。

c.反竞争性抑制剂,必须酶和底物结合后才能与抑制剂结合形成复合物,影响反应速度,这类抑制剂比较少见。

4试比较Km和Ks定义及其相互关系。[山东大学2017研]

答:Km是指反应速率v达到最大反应速率Vmax一半时的底物浓度,称为米氏常数。Ks是指酶和底物所形成中间产物ES的解离平衡常数。两者的相互关系在于:

(1)Km不是ES的单独解离常数Ks,而是ES在参加酶促反应中整个复杂化学平衡的解离常数。因为在一种酶促反应中,不是只有一种中间产物ES生成,而可能有一系列的ES生成。Km代表整个反应中底物浓度和反应速率的关系。

(2)Km只与酶的性质有关,而与酶的浓度无关。Ks作为一种化学平衡的解离常数既与酶,底物的浓度有关,也受温度,pH等种种因素影响。

5在很多酶的活性中心均有His残基参与,请解释。[山东大学2017研]

答:酶的活性中心,是指酶分子中能同底物结合并起催化反应的空间部位。酶蛋白分子中组氨酸的侧链咪唑基pK值为6.0到7.0,在生理条件下,一部分解离,可以作为质子供体;一部分不解离,可以作为质子受体,既是酸又是碱,可以作为广义酸碱共同催化反应,因此常参与构成酶的活性中心。

6简述磺胺类药物作用机制。[南开大学2016研]

答:磺胺类药物作用机制如下:

细菌不能直接利用其生长环境中的叶酸,而是利用环境中的对氨苯甲酸(PABA)和二氢喋啶、谷氨酸在菌体内的二氢叶酸合成酶催化下合成二氢叶酸。二氢叶酸在二氢叶酸还原酶的作用下形成四氢叶酸,四氢叶酸作为一碳单位转移酶的辅酶,参与核酸前体物(嘌呤、嘧啶)的合成,而核酸是细菌生长繁殖所必须的成分。磺胺药的化学结构与PABA类似,能与PABA竞争二氢叶酸合成酶,影响了二氢叶酸的合成,因而使细菌生长和繁殖受到抑制。

六、论述题

1酶促反应高效率的最主要的原因是什么?简述目前已知的一些酶的催化机制?[武汉大学2015研]

答:(1)酶促反应高效率的最主要的原因:

酶促反应中使用的酶大大降低了反应的活化能,使原本很难进行的反应更加容易进行。

(2)酶的催化机制:

邻近效应与轨道定向学说。在任何化学反应中,参加反应的分子都必须靠近在一起,才能发生反应。

共价催化又称共价中间产物学说。某些酶增强反应速率是通过酶和底物以共价键形成一个高反应的共价中间产物,使能阈降低,反应加快。共价催化分为亲核催化和亲电子催化。其中,亲核催化最为常见,而亲电子催化甚为少见。

底物构象改变学说又称底物形变。酶的诱导契合是指底物引起酶的构象发生改变。根据近年的研究,当酶和底物结合时,不仅酶的构象发生改变,底物分子的构象也发生了变化。酶使底物中的敏感键发生“张力”,从而使敏感键更容易断裂,使反应加速进行。

酸碱催化。H、OH-浓度可显著地加快一般有机反应,但对酶的催化作用极为有限,因为酶反应的最适pH近于中性,H、OH-对酶促反应无重要影响。这里所指的酸碱催化是广义的酸碱催化,即质子供体或质子受体(对应于酸或碱)对酶反应的催化作用。

金属离子催化。金属离子以多种方式参与酶的催化作用,其主要途径为:a.与底物结合,使其在反应中正确定向;b.通过金属离子氧化态的变化进行氧化还原反应;c.通过静电作用稳定或隐蔽负电荷。

微环境效应酶的活性部位通常位于酶分子表面的疏水裂隙中,即位于疏水的微环境中。这样的微环境,其介电常数很低,使底物分子与催化基团之间的作用大大增强,从而加快反应速率。

2什么是酶的可逆抑制和不可逆抑制?它们的反应机理的区别是什么?如何进行区分?[厦门大学2014研]

答:(1)酶的可逆抑制和不可逆抑制概念及机理区别

抑制剂是指能选择性地与酶结合,引起酶活性降低或完全失活,但并不引起酶变性的一类物质。抑制剂对酶的抑制作用分为:

酶的可逆抑制:是指抑制剂与酶蛋白非共价结合,通过透析或超滤可以去除抑制剂而使酶恢复活性的抑制作用。根据抑制剂与酶结合关系,可逆抑制又分为以下3种类型:竞争性抑制、非竞争性抑制和反竞争性抑制。

酶的不可逆抑制:是指抑制剂以共价键与酶活性中心的功能基团结合,用透析、超滤等物理方法不能除去,而导致酶活性受到抑制的作用。由于被抑制的酶分子受到不同程度的化学修饰,故不可逆抑制即为酶的修饰抑制。

不可逆抑制分为:非专一性不可逆抑制和专一性不可逆抑制。

非专一性不可逆抑制:抑制剂与酶分子中一类或几类基团作用,不论是必需基团与否,皆可共价结合,由于其中必需基团也被抑制剂结合,从而导致酶的失活。

专一性的不可逆抑制作用有KS型和Kcat型两类。

KS型不可逆抑制又称亲和标记试剂,结构与底物类似,但同时携带一个活泼的化学基团,对酶分子必需基团的某个侧链进行共价修饰,从而抑制活性。

Kcat型不可逆抑制剂又称酶的自杀性底物。这类抑制剂也是底物的类似物,但其结构中潜在着一种活性基团,在酶的作用下,潜在的化学活性基团被激活,与酶的活性中心发生共价结合,不能再分解,酶因此失活。

(2)二者区分方法

区别一:在测定酶活力系统中加入一定量的抑制剂和不同量的酶,测定反应速率与酶量的关系;

区别二:在反应系统中加入不同量的抑制剂和酶,作不同抑制剂浓度下反应速率和酶浓度关系曲线,不可逆抑制剂可以得到一组不通过原点但斜率与对照相同的平行线,而可逆抑制剂得到一组通过原点但斜率不同的直线。