氨基酸結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1、氨基酸結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：蛋白質(zhì)分子的基本組成單位。20種，除脯為α亞氨基酸、甘不含手性碳原子外，其余Lα氨基酸。分類：根據(jù)R基團(tuán)極性大?。孩俜菢O性中性(8種)②極性中性(7種)③酸性(Glu和Asp)④堿性(Lys、Arg和His)。體內(nèi)不能合成，必須由食物蛋白質(zhì)供給的氨基酸稱為必需氨基酸。酪和半胱需以必需為原料合成，故稱半必需氨基酸。生酮氨基酸：苯丙、酪、亮、色、賴。生糖：能形成丙酮酸α酮戊二酸琥珀酸和草酰乙酸的。生酮和生糖：苯丙、酪氨基酸的

2、脫氨基作用：1氧化脫氨基：反應(yīng)過程包括脫氫和水解兩步，反應(yīng)主要由L氨基酸氧化酶和谷氨酸脫氫酶所催化。L氨基酸氧化酶是一種需氧脫氫酶，該酶在人體內(nèi)作用不大。谷氨酸脫氫酶是一種不需氧脫氫酶，以NAD或NADP為輔酶。該酶作用較大，屬于變構(gòu)酶，其活性受ATP，GTP的抑制，受ADP，GDP的激活。2轉(zhuǎn)氨基作用：由轉(zhuǎn)氨酶催化，將α氨基酸的氨基轉(zhuǎn)移到α酮酸酮基的位置上，生成相應(yīng)的α氨基酸，而原來的α氨基酸則轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的α酮酸。轉(zhuǎn)氨酶以磷酸吡哆醛(

3、胺)為輔酶。轉(zhuǎn)氨基作用可以在各種氨基酸與α酮酸之間普遍進(jìn)行。除Gly，Lys，Thr，Pro外，均可參加轉(zhuǎn)氨基作用。較為重要的轉(zhuǎn)氨酶有：⑴丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（ALT），又稱為谷丙轉(zhuǎn)氨酶（GPT）。催化丙氨酸與α酮戊二酸之間的氨基移換反應(yīng)，為可逆反應(yīng)。該酶在肝臟中活性較高，在肝臟疾病時(shí)，可引起血清中ALT活性明顯升高。⑵天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（AST），又稱為谷草轉(zhuǎn)氨酶（GOT）。催化天冬氨酸與α酮戊二酸之間的氨基移換反應(yīng)，為可逆反應(yīng)。該酶在心

4、肌中活性較高，故在心肌疾患時(shí)，血清中AST活性明顯升高。3聯(lián)合脫氨基作用：轉(zhuǎn)氨基作用與氧化脫氨基作用聯(lián)合進(jìn)行，從而使氨基酸脫去氨基并氧化為α酮酸的過程，稱為聯(lián)合脫氨基作用?？稍诖蠖鄶?shù)組織細(xì)胞中進(jìn)行，是體內(nèi)主要的脫氨基的方式。4嘌呤核苷酸循環(huán)（PNC）：這是存在于骨骼肌和心肌中的一種特殊的聯(lián)合脫氨基作用方式。在骨骼肌和心肌中，腺苷酸脫氨酶的活性較高，該酶可催化AMP脫氨基，此反應(yīng)與轉(zhuǎn)氨基反應(yīng)相聯(lián)系，即構(gòu)成嘌呤核苷酸循環(huán)的脫氨基作用。氨的代

5、謝：鳥氨酸循環(huán)與尿素的合成：體內(nèi)氨的主要代謝去路是用于合成尿素。合成尿素的主要器官是肝臟，但在腎及腦中也可少量合成。尿素合成是經(jīng)鳥氨酸循環(huán)的反應(yīng)過程來完成，催化這些反應(yīng)的酶存在于胞液和線粒體中。其主要反應(yīng)過程如下：NH3CO22ATP→氨基甲酰磷酸→胍氨酸→精氨酸代琥珀酸→精氨酸→尿素鳥氨酸。尿素合成特點(diǎn)：①在肝臟的線粒體和胞液中進(jìn)行②合成一分子尿素需消耗4分子ATP③精氨酸琥珀酸合成酶是關(guān)鍵酶④分子中兩個(gè)氮原子一個(gè)來源于NH3一個(gè)來源

6、于天冬氨酸。脫羧基作用：由氨基酸脫羧酶催化，輔酶為磷酸吡哆醛（只有組氨酸脫羧酶不需輔酶），產(chǎn)物為CO2和胺。1γ氨基丁酸的生成：是一種重要神經(jīng)遞質(zhì)，由L谷氨酸脫羧產(chǎn)生。由L谷氨酸脫羧酶催化，在腦及腎中活性很高。25羥色胺的生成：也是重要神經(jīng)遞質(zhì)且具強(qiáng)烈縮血管作用，原料色氨酸。過程為：色氨酸→5羥色氨酸→5羥色胺。3組胺的生成：組胺由組氨酸脫羧產(chǎn)生，具有促進(jìn)平滑肌收縮，促進(jìn)胃酸分泌和強(qiáng)烈的舒血管作用。4多胺的生成：精脒和精胺均屬多胺，它們

7、與細(xì)胞生長繁殖的調(diào)節(jié)有關(guān)。合成原料為鳥氨酸，關(guān)鍵酶是鳥氨酸脫羧酶。肽鍵(peptidebond)是由一分子氨基酸的α羧基與另一分子氨基酸的α氨基經(jīng)脫水而形成的共價(jià)鍵(CONH)。氨基酸分子參與形成肽鍵后由于脫水而結(jié)構(gòu)不完整，稱為氨基酸殘基。每條多肽鏈都有兩端：自由氨基端(N端)與自由羧基端(C端)，肽鏈方向是N端→C端。物的結(jié)合決定專一性）和催化部位（負(fù)責(zé)催化底物鍵的斷裂形成新鍵決定催化能力）酶促反應(yīng)機(jī)制：1中間復(fù)合物學(xué)說與誘導(dǎo)契合學(xué)說

8、：酶催化時(shí)，酶活性中心首先與底物結(jié)合生成一種酶底物復(fù)合物（ES），此復(fù)合物再分解釋放出酶，并生成產(chǎn)物，即中間復(fù)合物學(xué)說。當(dāng)?shù)孜锱c酶接近時(shí)，底物分子可誘導(dǎo)酶活性中心的構(gòu)象發(fā)生改變，使之成為能與底物分子密切結(jié)合的構(gòu)象，這就是誘導(dǎo)契合學(xué)說。2與酶的高效率催化有關(guān)的因素：①底物和酶的鄰近效應(yīng)與定向效應(yīng)②底物的形變和誘導(dǎo)契合③酸堿催化④共價(jià)催化⑤金屬離子催化⑥多元催化和協(xié)同效應(yīng)⑦活性部位微環(huán)境的影響核酶：具有自身催化作用的RNA稱為核酶，通常具有

9、特殊的分子結(jié)構(gòu)，如錘頭結(jié)構(gòu)。酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué):底物濃度對反應(yīng)速度影響：⑴底物對酶促反應(yīng)的飽和現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)觀察到，酶濃度不變時(shí)，不同底物濃度與反應(yīng)速度關(guān)系為一矩形雙曲線，即底物濃度較低時(shí)，反應(yīng)速度的增加與底物濃度的增加成正比（一級反應(yīng)）此后，隨底物濃度增加，反應(yīng)速度增加量逐漸減少（混合級反應(yīng)）最后，底物濃度增加到一定量時(shí)，反應(yīng)速度達(dá)到一最大值，不再隨底物濃度增加而增加（零級反應(yīng)）.⑵米氏方程及米氏常數(shù)：根據(jù)上述結(jié)果推導(dǎo)出上述矩形雙曲線的數(shù)學(xué)表

10、達(dá)式，即米氏方程：ν=Vmax[S](Km[S])。其中，Vmax為最大反應(yīng)速度，Km為米氏常數(shù)。⑶Km和Vmax意義：①當(dāng)ν=Vmax2時(shí)，Km=[S]。因此，Km等于酶促反應(yīng)速度達(dá)最大值一半時(shí)的底物濃度。②當(dāng)k1k2時(shí)，Km=k1k1=Ks。因此，Km可反映酶與底物親和力的大小，即Km值越小，酶與底物的親和力越大.③Km可用于判斷反應(yīng)級數(shù)：當(dāng)[S]100Km時(shí)，ν=Vmax，反應(yīng)為零級反應(yīng)，即反應(yīng)速度與底物濃度無關(guān)；當(dāng)0.01Km[

11、S]100Km時(shí)，反應(yīng)處于零級反應(yīng)和一級反應(yīng)之間，為混合級反應(yīng)。④Km是酶的特征性常數(shù)：一定條件下，某種酶的Km值是恒定的，可以通過測定不同酶（特別是一組同工酶）的Km值，來判斷是否為不同的酶。⑤Km可用來判斷酶的最適底物：當(dāng)酶有幾種不同底物存在時(shí)，Km值最小者為該酶的最適底物。⑥Km可用來確定酶活性測定時(shí)所需的底物濃度：當(dāng)[S]=10Km時(shí)，ν=91%Vmax，為最合適的測定酶活性所需底物濃度。⑦Vmax可用于酶的轉(zhuǎn)換數(shù)的計(jì)算：當(dāng)酶的

12、總濃度和最大速度已知時(shí)，可計(jì)算出酶的轉(zhuǎn)換數(shù)，即單位時(shí)間內(nèi)每個(gè)酶分子催化底物轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)物的分子數(shù).⑷Km和Vmax的測定：用LineweaverBurk雙倒數(shù)作圖法和Hanes作圖法。抑制劑對反應(yīng)速度的影響：凡是能降低酶促反應(yīng)速度，但不引起酶分子變性失活的物質(zhì)統(tǒng)稱為酶的抑制劑。分為⑴不可逆抑制作用：抑制劑與酶分子的必需基團(tuán)共價(jià)結(jié)合引起酶活性的抑制，且不能采用透析等簡單方法使酶活性恢復(fù)的抑制作用。如果以ν～[E]作圖，就可得到一組斜率相同的平

13、行線，隨抑制劑濃度的增加而平行向右移動(dòng)。酶的不可逆抑制作用包括專一性抑制（如有機(jī)磷農(nóng)藥對膽堿酯酶的抑制）和非專一性抑制（如路易斯氣對巰基酶的抑制）兩種。⑵可逆抑制作用：抑制劑以非共價(jià)鍵與酶分子可逆性結(jié)合造成酶活性的抑制，且可采用透析等簡單方法去除抑制劑而使酶活性完全恢復(fù)的抑制作用。如果以ν～[E]作圖，可得到一組隨抑制劑濃度增加而斜率降低的直線可逆抑制作用包括競爭性、反競爭性和非競爭性抑制幾種類型。競爭性抑制：抑制劑與底物競爭酶的結(jié)合部

14、位，從而干擾了酶與底物的結(jié)合，使酶的催化活性降低。其特點(diǎn)為：a.競爭性抑制劑往往是酶的底物類似物或反應(yīng)產(chǎn)物；b.抑制劑與酶的結(jié)合部位與底物與酶的結(jié)合部位相同；c.抑制劑濃度越大，抑制作用越大；增加底物濃度可使抑制程度減??；d.動(dòng)力學(xué)參數(shù)：Km值增大，Vm值不變。典型的例子是丙二酸、戊二酸對琥珀酸脫氫酶（底物為琥珀酸）的競爭性抑制和磺胺類藥物（對氨基苯磺酰胺）對二氫葉酸合成酶（底物為對氨基苯甲酸）的競爭性抑制。酶結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)：通過對現(xiàn)有酶分