酶的结构
- 酶是生物催化剂
- “生物的”是因为它们的功能生命系统
- “催化剂”,因为他们加快化学反应的速度没有被耗尽或改变自己
- 酶有一个与特定底物结合的活性位点
- 酶也是球状蛋白质
- 酶功能的关键是活性部位在哪里底物结合
- 酶是具体的到底物
- 酶和底物的形状化学性质是互补,以使基板适合于活性部位,就像两块拼图拼接在一起一样
- 这叫做es特异性
- 由于这种特异性,在整个生物体中需要数千种酶来进行单个化学反应
酶活性
- 酶催化包括分子运动和底物与活性位点的碰撞
- 酶催化反应发生时,底物随机碰撞酶的活性位点
- 这必须发生在正确的地方取向而且速度使反应发生
- 不成功的碰撞当分子在碰撞时没有正确地排列在一起时会发生什么
- 分子之间相互“反弹”没有反应发生
- 有些酶两个基板每个都必须与一个单独的活动位点相碰撞同时
- 底物与酶结合,形成临时的es复杂
- 的活性部位酶的特定的形状而且化学性质与特定的衬底结合
- 该反应发生在酶-底物复合物内,导致酶和底物的变化底物的化学结构
- 产品形成的,其中分离而且离开可以重用的活动站点
酶的活性位点具有适合特定底物的特定形状(当底物结合时形成酶-底物复合物)
- 的特异性是酶的一个结果互补性酶上活性位点的形状与其底物之间的关系
- 的形状活性位点(因此酶的特异性)是由复杂三维形状构成酶的蛋白质
- 蛋白质是由氨基酸链由肽键结合在一起
- 氨基酸在这条链上的顺序决定了酶的形状
- 如果顺序改变,得到的三维形状也会改变
酶特异性的一个例子——过氧化氢酶可以与底物过氧化氢结合,因为它们在形状上是互补的,而DNA聚合酶则不是
酶-底物复合物的暂时形成
- 酶反应可以是分解代谢的或合成代谢
- 分解代谢的反应包括分解将复杂分子分解成更简单的产物,这发生在单个底物被拉入活性位点并分解成两个或多个不同的分子时
- 分解代谢反应包括细胞呼吸而且水解反应
分解代谢反应
- 合成代谢反应包括建筑更复杂的分子从更简单的分子中分离出来在活动站点中保持,在它们之间形成键并释放一个单一的产品
- 合成代谢反应的例子包括蛋白质合成而且光合作用
合成代谢反应
考试技巧
不要忘记,酶和它们的底物彼此之间都是高度特异性的——这被称为酶-底物特异性。
影响酶活性的因素
- 温度、pH值和底物浓度影响酶的活性
- 酶有一个特定最佳温度-它们催化反应的温度最大速率
- 较低的温度要么防止程序或程序的反应让他们慢下来:
- 分子相对运动慢慢地
- 较低的成功碰撞频率在底物分子和酶的活性位点之间
- 酶-底物复合物形成频率较低
- 底物和酶发生碰撞更少的能量使化学键不太可能形成或断裂(阻止反应发生)
- 高温会加速反应:
- 分子移动得更多很快
- 更高频率的成功碰撞在底物分子和酶的活性位点之间
- 酶-底物复合物形成更频繁
- 底物和酶发生碰撞更多的能量使化学键更容易形成或断裂(使反应发生)
- 然而,随着温度的持续升高,酶催化反应的速率大幅下降,因为酶开始变性
温度对酶催化反应速率的影响
pH值的变化
- pH值是氢离子浓度在溶液中
- 一个低pH值是酸并且有一个高氢离子浓度
- 一个高pH值是碱性并且有一个低氢离子浓度
- 一个10×增加的氢离子浓度降低pH值一个单位
- 因此pH值是用a测量的对数刻度氢离子浓度,不是线性比例
- 水的pH值为7中性
- pH值极值也能改变酶结构内的氢键并引起不可逆反应变性
- 每种酶都有一个最优pH值
- 并不是所有的酶都有接近中性的最佳pH值。例如
- 的胃酶胃蛋白酶最擅长于pH值2
- 某些细菌酶起作用pH值9,与细菌主要栖息地的pH值相一致
pH值对三种酶反应速率的影响
底物浓度变化
- 溶液中底物分子越多增加碰撞频率酶的活性位点
- 活性位点有被占领的或者在反应发生时被底物“阻挡”
- 越活跃的区域被占领,可用来催化其他底物的就越少分子
- 随着底物浓度的增加,酶催化反应速率的上升速度越慢
- 活跃的网站已经成为饱和
- 在活动部位饱和点,增加底物浓度会引起不再增加在反应速率上
- 在活性位点饱和时,增加反应速率的一种方法是使更多活性位点可用提高酶的浓度
底物浓度对酶活性的影响
考试技巧
在回答有关酶催化反应的反应速率的问题时,一定要解释温度是如何影响分子(酶和底物)移动的速度的,以及这反过来是如何影响酶和底物的数量的成功的碰撞记住温度、pH值和底物浓度的曲线图,并能在变化条件下画出新的曲线图。
变性:酶
- 酶可以被变性
- 高温而且pH值极值引起变性
- 债券(如。氢键)将酶分子保持在精确的3D形状打破
- 这导致了三维形状蛋白质(即。酶)到改变
- 这永久损害赔偿的活性部位,防止底物从绑定
- 变性发生在基板不能再结合
- 先前被催化的反应现在不再发生了
- 变性经常导致酶成为不溶性形成一个沉淀
- 很少有人体酶能在高温下发挥作用高于50°C
- 这是因为人体的体温维持在37℃左右,因此即使温度超过40℃也会引起酶的变性
- 高温会增加键的振动氨基酸之间的氢键开始断裂,改变酶的构象
考试技巧
不要忘记,酶总是蛋白质,所以任何可能使蛋白质变性,使其无法工作的东西(极端的温度,温度,pH值等)也会使酶变性。在描述对酶结构的破坏时,避免使用“破坏”一词;更准确的说法是“变性的”。