酶：修订间差异
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== 1.酶的分类 == | |||
== | === （1）根据酶的催化机理分类 === | ||
国际酶学委员会（EC）根据各种酶的催化机理，将酶分为'''7大类：'''氧化还原酶类、转移酶类、水解酶类、裂合酶类、异构酶类、连接酶类以及转位酶类。其主要特征可以归类为下表所述： | |||
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|+酶的分类<ref>杨荣武 | |+酶的分类<ref>杨荣武 . 生物化学原理. 3版. 北京：高等教育出版社. 156 T8-3</ref> | ||
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|两分子底物合成一分子产物，偶联有ATP的消耗 | |两分子底物合成一分子产物，偶联有ATP的消耗 | ||
A+B+'''ATP'''→AB+'''ADP+Pi''' | A+B+'''ATP'''→AB+'''ADP+Pi''' | ||
|DNA连接酶* | |DNA连接酶*、谷氨酰胺合成酶、羧化酶 | ||
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<nowiki>**</nowiki>核酶不在这些酶之中，其分类较为复杂，欢迎各位佬前来补充 | <nowiki>**</nowiki>核酶不在这些酶之中，其分类较为复杂，欢迎各位佬前来补充 | ||
=== （2）根据酶的化学组成分类 === | |||
（此处仅讨论化学本质为蛋白质的酶） | |||
==== 1）单纯蛋白质 ==== | |||
除了蛋白质外，不含其他物质。如脲酶、蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、核糖核酸酶等。 | |||
==== 2）缀合蛋白质 ==== | |||
除了蛋白质外，还要结合一些对热稳定的非蛋白质小分子物质或金属离子。其中蛋白质部分称'''脱辅酶'''，结合的物质称'''辅因子'''。脱辅酶+辅因子='''全酶'''。 | |||
在酶催化时，一定要有脱辅酶和辅因子同时存在才起作用，二者各自单独存在时，均无催化作用。脱辅酶部分决定酶催化的专一性，辅酶/辅基在酶催化中通常起电子、原子或某些化学基团的传递作用。 | |||
辅因子根据与脱辅酶结合的松紧程度不同，可分为'''辅酶'''（结合比较松弛，通过透析方法可除去）和'''辅基'''（以共价键和脱辅酶结合，不能通过透析除去）。 | |||
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|+作为酶辅因子的某些金属离子<ref name=":0">生物化学. 4版. 朱圣庚, 徐长法. 高等教育出版社</ref> | |||
!金属离子 | |||
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|Zn<sup>2+</sup> | |||
|碳酸酐酶、醇脱氢酶、羧肽酶A和B、DNA聚合酶 | |||
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|Cu<sup>2+</sup> | |||
|细胞色素氧化酶、超氧化物歧化酶 | |||
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|K<sup>+</sup> | |||
|丙酮酸激酶、丙酰CoA羧化酶 | |||
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|Mg<sup>2+</sup> | |||
|己糖激酶、丙酮酸激酶、6-磷酸葡糖磷酸酶 | |||
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|Mn<sup>2+</sup> | |||
|精氨酸酶、核糖核酸还原酶、超氧化物歧化酶 | |||
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|Fe<sup>2+</sup>或Fe<sup>3+</sup> | |||
|过氧化物酶、过氧化氢酶、细胞色素氧化酶 | |||
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|Ni<sup>2+</sup> | |||
|脲酶 | |||
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|Mo<sup>2+</sup> | |||
|硝酸盐还原酶、固氮酶 | |||
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|Se | |||
|谷胱甘肽过氧化物酶 | |||
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|Na<sup>+</sup> | |||
|质膜ATP酶 | |||
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从下表可以看出许多维生素就是辅酶（辅基）的前体。推荐阅读[[维生素与辅酶]]。 | |||
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|+作为电子、原子和基团转移载体的某些辅酶（辅基）<ref name=":0" /> | |||
!辅酶（辅基） | |||
!被转移基团 | |||
!需要该辅酶（辅基）的酶 | |||
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|硫胺素焦磷酸（TPP） | |||
|醛类 | |||
|丙酮酸脱氢酶 | |||
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|黄素腺嘌呤核苷酸（FMN、FAD） | |||
|氢原子、电子 | |||
|单胺氧化酶 | |||
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|烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD<sup>+</sup>） | |||
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|乳酸脱氢酶 | |||
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|烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP<sup>+</sup>） | |||
|6-磷酸葡糖脱氢酶 | |||
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|辅酶A（CoA） | |||
|酰基 | |||
|乙酰CoA羧化酶 | |||
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|磷酸吡哆醛（PLP） | |||
|氨基 | |||
|天冬氨酸转氨酶 | |||
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|生物素（生物胞素） | |||
|CO<sub>2</sub> | |||
|丙酮酸羧化酶 | |||
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|5'-脱氧腺苷酸钴胺素（CoB<sub>12</sub>） | |||
|氢原子、烷基 | |||
|甲基丙二酰-CoA变位酶 | |||
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|四氢叶酸（CoF） | |||
|一碳基团 | |||
|胸苷酸合酶 | |||
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|硫辛酸 | |||
|酰基 | |||
|丙酮酸脱氢酶 | |||
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=== （3）根据酶蛋白分子的特点分类 === | |||
（此处仅讨论化学本质为蛋白质的酶） | |||
==== 1）单体酶 ==== | |||
一般由一条肽链组成，如：牛胰核糖核酸酶、溶菌酶、羧肽酶A等。但有的单体酶由多条肽链组成，如胰凝乳蛋白酶由3条肽链组成，肽链间二硫键相连构成一个共价整体。 | |||
==== 2）寡聚酶 ==== | |||
两个或两个以上亚基组成的酶。绝大部分偶数个亚基，个别含奇数个亚基，如荧光素酶、嘌呤核苷磷酸化酶均含3个亚基。亚基之间靠'''次级键'''结合。 | |||
==== 3）多酶复合物 ==== | |||
几种酶靠非共价键彼此嵌合而成。所有反应依次连接，有利于一系列反应的连续进行。 | |||
== 2.酶的催化机制 == | == 2.酶的催化机制 == | ||
=== （1）酸碱催化 === | |||
通过瞬时的向反应物提供质子或从反应物接受质子以稳定过渡态，加速反应的一类催化机制。 | |||
==== 1）狭义酸碱催化（专一的酸碱催化） ==== | |||
在水溶液中通过高反应的质子和氢氧离子进行的催化。 | |||
==== 2）广义酸碱催化（总酸碱催化） ==== | |||
通过H+和OH-以及能提供H+及OH-的供体进行的催化。 | |||
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|+酶分子中可作为总酸碱催化的功能基团 | |||
!氨基酸残基 | |||
!广义酸基团（质子供体） | |||
!广义碱基团（质子受体） | |||
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|Glu、Asp | |||
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|Lys、Arg | |||
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|Cys | |||
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|His | |||
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=== （2）共价催化 === | |||
又称亲核催化或亲电子催化。在催化时，亲核催化剂或亲电子催化剂能分别放出电子或汲取电子并作用于底物的缺电子中心或负电中心，迅速形成不稳定的共价中间复合物，降低反应活化能，使反应加速。 | |||
酶蛋白上最常见的3中亲核基团：Ser羟基、Cys巯基、His咪唑基。 | |||
底物中典型的亲电中心：磷酰基、酰基、糖基。 | |||
=== （3）金属离子催化 === | |||
金属离子通常以3种方式参与催化作用： | |||
# 通过结合底物使其在反应中正确定向； | |||
# 通过金属离子氧化态的变化进行氧化还原反应； | |||
# 通过静电作用稳定或屏蔽负电荷。 | |||
根据金属离子-蛋白质结合作用的大小将需要金属的酶分为2类： | |||
==== 1）金属酶 ==== | |||
具有紧密结合的金属离子，多属于过渡金属离子，如Fe<sup>2+</sup>、Fe<sup>3+</sup>、Cu<sup>2+</sup>、Zn<sup>2+</sup>、Mn<sup>2+</sup>或Co<sup>3+</sup>。 | |||
==== 2）金属-激活酶 ==== | |||
含松散结合的金属离子，通常为碱金属或碱土金属离子，如Na<sup>+</sup>、K<sup>+</sup>、Mg<sup>2+</sup>或Ca<sup>2+</sup>。 | |||
== 3.酶的动力学 == | == 3.酶的动力学 == | ||
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2025年8月23日 (六) 16:35的最新版本
说明：本页面收集归纳了各种酶百背不考的内容
1.酶的分类
（1）根据酶的催化机理分类
国际酶学委员会（EC）根据各种酶的催化机理，将酶分为7大类：氧化还原酶类、转移酶类、水解酶类、裂合酶类、异构酶类、连接酶类以及转位酶类。其主要特征可以归类为下表所述：
| 编号 | 系统名称 | 催化的反应 | 例 |
|---|---|---|---|
| EC1 | 氧化还原酶类
Oxidoreductases |
氧化还原反应
AH2+B→A+BH2 |
乳酸脱氢酶LDH、黄嘌呤氧化酶 |
| EC2 | 转移酶类
Transferases |
分子间基团的转移
AX+B→A+BX |
天冬氨酸转氨酶AST |
| EC3 | 水解酶类
Hydrolases |
加水导致的键断裂
AB+H2O→AOH+BH |
乙酰胆碱酯酶、核酸内切酶 |
| EC4 | 裂合酶类
Lyases |
消除反应，产生双键
AB→A+B (产生了双键) |
碳酸酐酶、丙酮酸脱羧酶 |
| EC5 | 异构酶类
Isomerases |
同分异构体之间的转化
A→A' |
磷酸己糖异构酶、消旋酶 |
| EC6 | 连接酶类
Ligases |
两分子底物合成一分子产物，偶联有ATP的消耗
A+B+ATP→AB+ADP+Pi |
DNA连接酶*、谷氨酰胺合成酶、羧化酶 |
| EC7 | 转位酶类（易位酶类）
Translocases |
与ATP水解或氧化还原反应向偶联的物质跨膜转运和在膜内的分类
A(膜的一侧)+ATP+H2O→A(膜的另一侧)+ADP+Pi |
P型质子泵、ABC转运蛋白超家族 |
*大肠杆菌的DNA连接酶能量来源是NAD+
**核酶不在这些酶之中，其分类较为复杂，欢迎各位佬前来补充
（2）根据酶的化学组成分类
（此处仅讨论化学本质为蛋白质的酶）
1）单纯蛋白质
除了蛋白质外，不含其他物质。如脲酶、蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、核糖核酸酶等。
2）缀合蛋白质
除了蛋白质外，还要结合一些对热稳定的非蛋白质小分子物质或金属离子。其中蛋白质部分称脱辅酶，结合的物质称辅因子。脱辅酶+辅因子=全酶。
在酶催化时，一定要有脱辅酶和辅因子同时存在才起作用，二者各自单独存在时，均无催化作用。脱辅酶部分决定酶催化的专一性，辅酶/辅基在酶催化中通常起电子、原子或某些化学基团的传递作用。
辅因子根据与脱辅酶结合的松紧程度不同，可分为辅酶（结合比较松弛，通过透析方法可除去）和辅基（以共价键和脱辅酶结合，不能通过透析除去）。
| 金属离子 | 酶 |
|---|---|
| Zn2+ | 碳酸酐酶、醇脱氢酶、羧肽酶A和B、DNA聚合酶 |
| Cu2+ | 细胞色素氧化酶、超氧化物歧化酶 |
| K+ | 丙酮酸激酶、丙酰CoA羧化酶 |
| Mg2+ | 己糖激酶、丙酮酸激酶、6-磷酸葡糖磷酸酶 |
| Mn2+ | 精氨酸酶、核糖核酸还原酶、超氧化物歧化酶 |
| Fe2+或Fe3+ | 过氧化物酶、过氧化氢酶、细胞色素氧化酶 |
| Ni2+ | 脲酶 |
| Mo2+ | 硝酸盐还原酶、固氮酶 |
| Se | 谷胱甘肽过氧化物酶 |
| Na+ | 质膜ATP酶 |
从下表可以看出许多维生素就是辅酶（辅基）的前体。推荐阅读维生素与辅酶。
| 辅酶（辅基） | 被转移基团 | 需要该辅酶（辅基）的酶 |
|---|---|---|
| 硫胺素焦磷酸（TPP） | 醛类 | 丙酮酸脱氢酶 |
| 黄素腺嘌呤核苷酸（FMN、FAD） | 氢原子、电子 | 单胺氧化酶 |
| 烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+） | 氢负离子（:H-）、电子 | 乳酸脱氢酶 |
| 烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP+） | 6-磷酸葡糖脱氢酶 | |
| 辅酶A（CoA） | 酰基 | 乙酰CoA羧化酶 |
| 磷酸吡哆醛（PLP） | 氨基 | 天冬氨酸转氨酶 |
| 生物素（生物胞素） | CO2 | 丙酮酸羧化酶 |
| 5'-脱氧腺苷酸钴胺素（CoB12） | 氢原子、烷基 | 甲基丙二酰-CoA变位酶 |
| 四氢叶酸（CoF） | 一碳基团 | 胸苷酸合酶 |
| 硫辛酸 | 酰基 | 丙酮酸脱氢酶 |
（3）根据酶蛋白分子的特点分类
（此处仅讨论化学本质为蛋白质的酶）
1）单体酶
一般由一条肽链组成，如：牛胰核糖核酸酶、溶菌酶、羧肽酶A等。但有的单体酶由多条肽链组成，如胰凝乳蛋白酶由3条肽链组成，肽链间二硫键相连构成一个共价整体。
2）寡聚酶
两个或两个以上亚基组成的酶。绝大部分偶数个亚基，个别含奇数个亚基，如荧光素酶、嘌呤核苷磷酸化酶均含3个亚基。亚基之间靠次级键结合。
3）多酶复合物
几种酶靠非共价键彼此嵌合而成。所有反应依次连接，有利于一系列反应的连续进行。
2.酶的催化机制
（1）酸碱催化
通过瞬时的向反应物提供质子或从反应物接受质子以稳定过渡态，加速反应的一类催化机制。
1）狭义酸碱催化（专一的酸碱催化）
在水溶液中通过高反应的质子和氢氧离子进行的催化。
2）广义酸碱催化（总酸碱催化）
通过H+和OH-以及能提供H+及OH-的供体进行的催化。
| 氨基酸残基 | 广义酸基团（质子供体） | 广义碱基团（质子受体） |
|---|---|---|
| Glu、Asp | 
|
|
| Lys、Arg | 
|
|
| Tyr | 
|
|
| Cys | 
|
|
| His | 
|
|
| Ser | 
|
|
（2）共价催化
又称亲核催化或亲电子催化。在催化时，亲核催化剂或亲电子催化剂能分别放出电子或汲取电子并作用于底物的缺电子中心或负电中心，迅速形成不稳定的共价中间复合物，降低反应活化能，使反应加速。
酶蛋白上最常见的3中亲核基团：Ser羟基、Cys巯基、His咪唑基。
底物中典型的亲电中心：磷酰基、酰基、糖基。
（3）金属离子催化
金属离子通常以3种方式参与催化作用：
- 通过结合底物使其在反应中正确定向；
- 通过金属离子氧化态的变化进行氧化还原反应；
- 通过静电作用稳定或屏蔽负电荷。
根据金属离子-蛋白质结合作用的大小将需要金属的酶分为2类：
1）金属酶
具有紧密结合的金属离子，多属于过渡金属离子，如Fe2+、Fe3+、Cu2+、Zn2+、Mn2+或Co3+。
2）金属-激活酶
含松散结合的金属离子，通常为碱金属或碱土金属离子，如Na+、K+、Mg2+或Ca2+。
3.酶的动力学
（待更新）