备课素材（知识点）：酶的作用及调节 高中生物学必修一

这是一份备课素材（知识点）：酶的作用及调节 高中生物学必修一，共8页。学案主要包含了酶分子的组成，酶的活性中心，同工酶等内容，欢迎下载使用。
酶的分子结构与功能
仅由一条肽链组成的酶为单体酶；由两个或以上相同或不同的肽链构成的酶称寡聚酶；由几种具有不同催化功能的酶彼此聚合形成的复合体称多酶复合体。
一、酶分子的组成
按酶分子的组成将酶分为单纯酶与结合酶。
（1）单纯酶：仅由氨基酸残基组成的酶，水解后只有氨基酸。如脲酶、淀粉酶、脂酶、核糖核酸酶。
（2）结合酶：分为蛋白质部分与非蛋白质部分。蛋白质部分称为酶蛋白，非蛋白质部分称为辅助因子。酶蛋白决定酶催化反应的特异性及其催化机制；辅助因子决定酶催化反应的性质和类型。酶蛋白与辅助因子结合后的复合物称为全酶。酶蛋白和辅助因子单独存在时均无催化活性，只有全酶有催化作用。
辅助因子多为金属离子或小分子化合物。根据辅助因子与酶蛋白结合的紧密程度，分为辅酶（结合疏松，可被透析除去）和辅基（结合紧密）
二、酶的活性中心
1. 酶分子中能与底物特异性结合并催化底物转变为产物的具有特定三维结构的区域称为酶的活性中心。与酶活性相关的基团称为必须基团（它们可以在一级结构上离得远，但空间结构上会挨得比较近）。酶的活性中心是酶分子内的三维结构。
2. 有的必须基团位于酶的活性中心内，有些位于酶活性中心外。位于活性中心内的必须基团分为结合基团与催化基团。结合基团负责识别底物，催化基团负责影响底物化学键的稳定性（降低活化能）。活性中心外的必须基团不能直接参与催化作用，但维持酶活性中心的空间结构。
三、同工酶
是指催化的化学反应相同，但酶分子的结构、理化性质不同。此外，由同一基因转录的mRNA前体经过不同的加工，生成的多种不同mRNA翻译产物也属于同工酶。
例如动物的乳酸脱氢酶（LDH）有骨骼肌型（M型）和心肌型（H型），LDH1（H4）LDH2（H3M）；肌酸激酶CK，CK2仅存在于心肌，判断梗死程度。
酶的催化特点及机制
除了催化剂本身的特点外，酶独有的特征如下：
1. 酶对底物有极高的催化效率（比一般无机催化剂效率还高效许多）
2. 酶对底物有高度特异性（绝对特异性、相对特异性）
3. 酶的可调节性（酶活性、酶量受激素、代谢物调节）
4. 酶具有不稳定性（酶是蛋白质）
酶的催化机制
1. 酶与底物形成复合物的诱导契合学说（推翻了锁匙假说，X射线也证明酶在与底物相互接近时，其结构相互诱导、相互变构）
2. 邻近效应和定向排列（两个及以上的底物时，酶把底物聚集在活性中心，增加反应速率）
3. 表面效应（反应在分子内疏水的口袋内进行，有利于底物与酶的密切接触）
4. 多元催化（酶具有两性解离性质，酶活性中心的有些基团是质子供体（酸），有些是质子受体（碱），这些基团有利于质子转移。酶对底物即可以亲核催化，也可以亲电子催化，亲核亲的底物的核，基团释放电子到底物，形成共价键；亲电子反之。主体看作底物方便理解）
酶的调节
一、酶活性的调节（变构、共价修饰）
酶的变构调节
体内的一些代谢物可以某些酶的活性中心外的某个部位可逆的结合，引起酶构象改变。
此过程不消耗能量，调节因子称为变构激活剂、变构抑制剂。
能发生变构的酶称为变构酶，变构酶的亚基构象改变可以相互影响产生协同效应。
变构酶不遵守米-曼动力学，（V=Vm·【S】/Km+【S】）其底物浓度-反应物速率曲线呈S型，酶分子处于底物亲和力底的T态，第一个底物与酶结合较难，一旦第一个结合，由于构象变化会使酶转化为R态，亲和力急剧上升。
酶的共价修饰调节
在酶上添加或去除化学基团。常见的有磷酸化与去磷酸化；甲基化、腺苷化、尿苷化、ADP-核糖基化、- SH与-S-S-
酶原的激活
无活性的酶的前体称为酶原，只有经过蛋白质水解作用，去除部分肽段后才能有活性。本质是分子内部一个或多个肽键断裂，引起分子构象改变，暴露或形成了活性中心。
二、酶含量的调节
1. 酶蛋白合成可被诱导和阻遏
这是从转录层面下手，促进/抑制转录，合成需要时间，所以这种调节缓慢长效。
2. 酶的降解
（1）溶酶体途径（非ATP依赖性蛋白质降解途径）：溶酶体内的酶非选择性的催化分解膜融合蛋白、长半寿期蛋白、细胞外蛋白
（2）胞液途径（ATP依赖性泛素介导的蛋白质降解途径）：主要降解异常或损伤蛋白质，短半寿期蛋白
酶的分类
按酶所催化反应的类型，分为六大类。
（1）氧化还原：带“氧化”、“脱氢”的酶。琥珀酸脱氢酶，过氧化物酶
（2）转移酶：催化底物之间基团交换
（3）水解酶：催化底物发生水解的，蛋白酶、核酸酶、脂肪酶、脲酶
（4）裂合酶：催化一种底物非水解成两种产物并产生双键的反应，脱羧酶
（5）异构酶：催化分子内部基团位置互变，醛酮互变，变位酶
（6）合成酶：连接作用。
酶促反应动力学
酶促反应的速率以及各种因素对酶促反应影响的机制。
一、酶活性与酶促反应初速率
1. 酶活性：酶催化化学反应的能力，衡量尺度是酶促反应速率的大小。酶促反应速率可用单位时间内底物的减少量或产物的生成量来表示。
2. 酶促反应初速率：是为了防止各种印象因素的干扰，检测反应刚刚开始时（底物浓度消耗