Page 75 - 第九版生物化学
P. 75

60 第—篇 生物大分子结构与功能

                          镜面                                                 COOH                    免 kk y,2018 COOH   完 kky,2018

COOH                                              COOH               HO —cI —H           f=o乳酸脱氢酶             I
                                                                                   二~'\ :c
                                                                         阮
                                                                                   NAD+       NADH+tt+ CH3
                                                                            L-乳酸
                                                                                                                   丙酮酸

HO                                                                         COOH            乳酸脱氢酶          ?X
            CH3
                                                    CH3                  I           /
               L-乳酸
                                                  几乳酸                H-C-OH        NAD+

                                                                        阮

                                                                     D-乳酸

                          图 3 - 4 乳酸脱氢酶对乳酸立体异构体的选择性催化

                     氨肮酶                    胃蛋白酶         胰 蛋白 酶      弹性蛋白 酶              狻肤酶
                                            糜蛋白酶            夕                 /

                                                    碱性
f Ra HRi1eH                                           酸
                                         0                           。             比          H
  \ l Ic | //                           1                                          拉          __
中 吕 N] 昙比 皿酸HlN                        1                             1
     冒                    C            c    `  N/  H              C     ]`   N        ] CIvIO/' N ]    C  c/ 。 。 H
\ CII/ O                  H                 ]         \ CIIO      H  x1      _                         H
                          I      /                                I
     /                                                         中     c

                                            、—                              H                        比I

                                               H

                           R  香  族
                           l  酸

                                 图 3-5 消化道中各种蛋白酶对肤键的专一性

            量 。 例如,胰岛素诱导 HMG-CoA 还原酶的合成,而胆固醇则阻遏该酶合成 。 机体通过对酶的活性与
            酶量的调节使得体内代谢过程受到精确调控,以使机体适应内外环境的不断变化 。

                   (四)酶具有不稳定性
                   酶的化学本质是蛋白质 。 在某些理化因素(如高温、强酸、强碱等)的作用下,酶会发生变性而失
             去催化活性 。 因此,酶促反应往往都是在常温、常压和接近中性的条件下进行的 。

                 二、酶通过促进底物形成过渡态而提高反应速率

                   (一)酶比一般催化剂更有效地降低反应的活化能
                    化学反应中,由千反应物分子所含的能 量 高低不一,所含自由能较低的反应物分子,很难发生化

         学反应 。 只有那些达到或超过一定能量水平的分子,才有可能发生相互碰撞并进入化学反应过程,这

             样的分子称为活化分子 。 若将低自由能的反应物分子(基态)转变为能量较高的过渡态 (transition
             state) 分子,化学反应就有可能发生 。 活化能 (activation energy) 是指在一定温度下, lmol 反应物从基
           态转变成过渡态所需要的自由能,即过渡态中间物比基态反应物高出的那部分能量 。 活化能是决定
             化学反应速率的内因,是化学反应的能障 (energy barrier) 。 欲使反应速率加快,给予反应物活化能
             (如加热)或降低反应的活化能,均能使基态反应物转化为过渡态 。 酶与一般催化剂一样,通过降低
             反应的活化能,从而提高反应速率,但酶能使其底物分子获得更少的能蜇便可进入过渡态(图 3-6) 。
            据计算,在 25°C 时活化能每减少 4. 184kJ/ mol , 反应速率可增高 5.4 倍 。 衍生于酶与底物相互作用的
            能 量 叫做结合能 (binding energy) , 这种结合能的释放是酶降低反应活化能所利用的自由能的主要
             来源 。

                   (二)酶与底物结合形成中间产物

@ 酶催化底物反应时 , 必须首先与底物结合形成中间产物 。 酶与底物结合的过程是释能反应,释放
             的结合能是降低反应活化能的主要能 量来源 。 酶活性部位的结合基团能否有效地与底物结合,并将
            底物转化为过渡态,是酶能否发挥其催化作用的关键 。
   70   71   72   73   74   75   76   77   78   79   80