三、選擇題
1.A 2.B 3.C 4.D 5.A 6.D 7.B 8.B 9.C 10.C
11.D 12.B 13.A 14.D 15.C 16.C 17.C 18.C 19.B 20.C
21.B 22.A 23.D 24.C 25.C 26.C 27.C 28.C 29.D 30.B
31.C 32.C 33.D 34.D 35.D 36.A 37.A 38.B 39.B 40.C
41.B 42.B
四、是非題
1.錯(cuò) 2.錯(cuò) 3.錯(cuò) 4.錯(cuò) 5.錯(cuò) 6.錯(cuò) 7.對 8.錯(cuò) 9.錯(cuò) 10.對
11.錯(cuò) 12.錯(cuò) 13.錯(cuò) 14.對 15.錯(cuò) 16.對 17.錯(cuò) 18.錯(cuò) 19.對 20.錯(cuò)
21.對 22.錯(cuò) 23.錯(cuò) 24.錯(cuò) 25.對 26.對 27.錯(cuò) 28.錯(cuò) 29.對 30.錯(cuò)
31.對 32.對 33.錯(cuò) 34.錯(cuò) 35.錯(cuò) 36.對 37.錯(cuò) 38.對 39.對 40.錯(cuò)
五、問答題
1.酶具有一般催化劑的特征,如用量少而催化效率高;凡催化劑都能加快化學(xué)反應(yīng)的速度,而其本身在反應(yīng) 前后沒有結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的改變;催化劑只能縮短反應(yīng)達(dá)到平衡所需的時(shí)間,而不能改變反應(yīng)的平衡點(diǎn),酶亦如 此。然而酶是生物大分子,具有其自身的特性,如⑴催化效率高,⑵酶的催化活性可被調(diào)節(jié)控制,⑶具高度專一性等。
2.⑴鎖鑰學(xué)說 :是德國著名有機(jī)化學(xué)家 ,EmilFisher提出來的。他認(rèn)為酶像一把鎖,酶的底物或底物分子的一部分結(jié)構(gòu)尤如鑰匙一樣,能專一性地插入到酶的活性中心部位,因而反應(yīng)發(fā)生。
、迫c(diǎn)附著學(xué)說:該學(xué)說是A·Ogster在研究甘油激酶催化甘油轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿岣视蜁r(shí)提出來的。其要點(diǎn)是:立體對映體中的一對底物雖然基團(tuán)相同,但空間排布不同;那么這些基團(tuán)與酶活性中心的有關(guān)基團(tuán)能否互相匹配不好確定。只有三點(diǎn)都相互匹配時(shí),酶才能作用于這個(gè)底物。
以上兩種學(xué)說都把酶和底物之間的關(guān)系認(rèn)為是“剛性的”,只能說明底物與酶的結(jié)合,不能說明催化。因此屬于“剛性模板”學(xué)說。
、钦T導(dǎo)楔合假說:1958年,Koshland提出了誘導(dǎo)楔合理論。該學(xué)說的要點(diǎn)是:酶活性中心的結(jié)構(gòu)具有可塑性,即酶分子木身的結(jié)構(gòu)不是固定不變的。當(dāng)酶與其底物結(jié)合時(shí),酶受到底物的誘導(dǎo),其構(gòu)象發(fā)生相應(yīng)的改變,從而引起催化部位有關(guān)基團(tuán)在空間位置上的改變;以利于酶的催化基團(tuán)與底物的敏感鍵正確的楔合,形成酶-底物中間復(fù)合物。
3.習(xí)慣命名的原則是:
、鸥鶕(jù)催化的底物命名,如蛋白酶,淀粉酶等;
、聘鶕(jù)所催化的反應(yīng)性質(zhì)命名,如脫氫酶,轉(zhuǎn)氨酶,脫浚酶等;
⑶有些酶的命名是既根據(jù)所催化的底物,又根據(jù)所催化的反應(yīng)性質(zhì)。如唬功酸脫氫酶,乳酸脫氫酶等;
、扔行┟傅拿,除了上述原則外,再加上酶的來源及酶的其他特征,如胃蛋白酶,堿性磷酸酶等。
習(xí)慣命名法簡單、易懂,應(yīng)用歷丈較長,但缺乏系統(tǒng)性。
4.①底物濃度的影響:所有的酶反應(yīng),如果其它條件恒定,則反應(yīng)速度決定于酶濃度和底物濃度,如果酶濃度保持不變,當(dāng)?shù)孜餄舛仍黾,反?yīng)速度隨著增加,并以雙曲線形式達(dá)到最大速度。
、趐H值對酶促反應(yīng)速度的影響:pH值對酶反應(yīng)速度有顯著的影響,酶有最適的pH值,在最適pH值兩側(cè),酶促反應(yīng)速度呈下降趨勢,大部分酶的pH值-酶活性曲線近于鐘罩形。
③溫度對酶促反應(yīng)速度的影響:每種酶都有最適的反應(yīng)溫度,在最適溫度兩側(cè),反應(yīng)速度也呈鐘罩形曲線。溫度對酶促反應(yīng)的影響有兩個(gè)方面,一方面是當(dāng)溫度升高時(shí),反應(yīng)速度加快;另一方面,隨著溫度的升高而使酶逐步變性,降低了酶的反應(yīng)速度。
④酶濃度對酶反應(yīng)速度的影響:在酶促反應(yīng)中,如果底物濃度足夠大,足以使酶飽和,則反應(yīng)速度與酶濃度呈正比。
、菁せ顒⿲γ复俜磻(yīng)速度的影響:激活劑能夠提高酶的活性或通過除去抑制劑而解除對酶的抑制作用o
、抟种苿⿲γ阜磻(yīng)的影響:抑制劑可以降低酶的活性,但不引起酶蛋白的變性,根據(jù)抑制劑與酶的作用方式可將抑制作用分為兩大類:不可逆的抑制作用和可逆的抑制作用。
5.⑴繼續(xù)增加底物濃度,若為競爭性抑制劑則反應(yīng)速度升高或不變化。若為非競爭性抑制劑則反應(yīng)速度不變。
⑵增加抑制劑濃度,因底物為飽和狀態(tài),若該抑制劑為競爭性抑制劑,反應(yīng)速度下降或不變化;若為非競爭性抑制劑,反應(yīng)速度不變或下降。不必考慮反競爭性抑制作用和不可逆的抑制作用。
6.⑴V-[S]作圖法
以底物濃度為橫坐標(biāo),反應(yīng)速度為縱坐標(biāo)作圖,求出最大反應(yīng)速度。根據(jù)Km的定義,最大反應(yīng)速度一半時(shí)所對應(yīng)的底物濃度即為Km。由于反應(yīng)速度只能接近Vmax,而永遠(yuǎn)達(dá)不到最大速度,所以最大速度的一半不易求得,用該法求得的Km不太準(zhǔn)確。
、齐p倒數(shù)作圖法
該法是將米氏方程轉(zhuǎn)化為倒數(shù)方程:
1/V=Km/Vmax*[S]+1/Vmax
以1/[S]為橫坐標(biāo),以l/V為縱坐標(biāo)作圖,所得直線在縱坐標(biāo)上的截距代表最大反應(yīng)速度的倒數(shù)(l/Vmax),而在橫坐標(biāo)上的截距代表一l/Km。由于代表底物濃度低的點(diǎn)往往偏離直線較遠(yuǎn),因而影響了Km和Vmax的精確測定。盡管這些方法有一定的缺點(diǎn),但仍作為目前實(shí)驗(yàn)室較常用的方法。
7.共價(jià)調(diào)節(jié)酶,也稱為共價(jià)修飾酶,是一類在其它酶的作用下,對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行共價(jià)修飾,而使其在活性形式與非活性形式之間互相轉(zhuǎn)變的酶。
如糖原磷酸化酶。它的活性形式是糖原磷酸化酶a,可催化糖原的磷酸解反應(yīng)。酶的非活性形式是磷酸化酶b。磷酸化酶b在其激酶的作用下,每個(gè)亞基上的第14位絲氨酸殘基接受ATP提供的磷酸基被磷酸化。兩分子被磷酸化的磷酸化酶b形成四聚體的磷酸化酶a。磷酸化酶且在磷酸化酶磷酸酶的作用下脫去磷酸基叉可轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿峄竍。因此,糖原磷酸化酶的活性形式和非活性形式之間的平衡,使磷酸基共價(jià)地結(jié)合到酶上或從酶上脫下,從而控制調(diào)節(jié)著磷酸化酶的活性,進(jìn)而調(diào)節(jié)控制著糖原分解的速度。
8.酶的專一性,也稱特異性,是指酶對其所催化的反應(yīng)或反應(yīng)物有嚴(yán)格的選擇性。一種酶往往只能催化一種或一類反應(yīng),作用于一種或一類物質(zhì),而一般催化劑無此現(xiàn)象。如蛋白質(zhì)、脂肪、淀粉都可被酸水解,但若用酶水解,蛋白酶只能水解蛋白質(zhì),脂肪酶只能水解脂肪。又如脈酶,只催化尿素的分解,尿素分子的輕微改變,該酶都不能作用。丁氨基酸氧化酶只能催化D型氨基酸的氧化脫氨基作用,而不能催化L-氨基酸的氧化脫氨基。這種具有高度專一性的酶及有關(guān)多酶體系的存在,是生物體新陳代謝得以有條不紊地順利進(jìn)行的重要保證。如果沒有專一性的酶的存在,生物體內(nèi)物質(zhì)有規(guī)律的代謝過程就不存在,生命活動(dòng)也就不存在,如由于某種酶的缺陷所導(dǎo)致的疾病,苯丙酮酸尿癥,就是由于苯丙氨酸控化酶的缺陷使苯丙氨酸不能轉(zhuǎn)變?yōu)槔野彼,苯丙氨酸只能通過轉(zhuǎn)氨基作用代謝產(chǎn)生了較多的苯丙酮酸所致。
9.用雙倒數(shù)作圖法可求得Km和Vmax
1/[S](μmol) |
1/v(μmol/min) | ||
無抑制劑存在 |
有2mmol抑制劑存在 |
有100mmol抑制劑存在 | |
3.3 |
0.096 |
0.24 |
0.48 |
2 |
0.069 |
0.17 |
0.34 |
1 |
0.0445 |
0.008 |
0.22 |
0.33 |
0.033 |
0.044 |
0.15 |
0.11 |
0.025 |
0.03 |
0.12 |
1)無抑制劑時(shí),Km=l.lXlO-5mol/L Vmax=47.6μmol/min
2)有2mmol抑制劑時(shí),Km'=3.1XlO-5mol/L Vmax=47.6μmol/min
該抑制劑屬于競爭性抑制劑(因Km變大,Vmax不變化):
根據(jù)1十[1]/Ki=Km'/Km=3.1XlO/1.lXlO-5=2.8
[I]/Ki=1.4 Ki=1.4X10-3mol/L
3)有1OOmmol抑制劑時(shí),Km'=1.lXlO-5mol/L Vmax=9.5μmol/min
該抑制劑屬于非競爭性抑制劑(因Km不變,Vmax變小:
根據(jù)1+[I]/Ki=Umax/Umax'=47.6/9.5=5.01 [I]/Ki=4.01
Ki=2.5XlO-4mol/L
10.有些酶,如消化系統(tǒng)中的各種蛋白酶,以無活性的前體形式合成和分泌,然后輸送到特定的部位;當(dāng)功能需要時(shí),經(jīng)特異性蛋白酶的作用轉(zhuǎn)變?yōu)橛谢钚缘拿付l(fā)揮作用。此外還有執(zhí)行防御功能的酶。這些不具催化活性的酶的前體稱為酶原。如胃蛋白酶原,胰蛋白酶原和胰凝乳蛋白酶原等。
特定肽鍵的斷裂所導(dǎo)致的酶原激活在生物機(jī)體中廣泛存在,是生物體中存在的重要的調(diào)控酶活性的一種方式。哺乳動(dòng)物消化系統(tǒng)中的幾種蛋白酶以無活性的酶原形式分泌出來,使其達(dá)到特定的部位后發(fā)揮作用,這具有保護(hù)消化道本身的生物學(xué)意義。如果酶原的激活過程發(fā)生異常,將導(dǎo)致一系列疾病的發(fā)生。出血性胰腺炎的發(fā)生就是由于蛋白酶原在未進(jìn)入小腸時(shí)就被激活,激活的蛋白酶水解自身的胰腺細(xì)胞,導(dǎo)致胰腺出血、腫脹、腹部嚴(yán)重疼痛并伴有惡心嘔吐等癥狀。
11.Km是當(dāng)酶促反應(yīng)速度達(dá)到最大反應(yīng)速度一半時(shí)的底物濃度。Km是酶的特征常數(shù)之一,只與酶的性質(zhì)有關(guān),與酶的濃度無關(guān);Km受pH值及溫度的影響,不同的酶Km不同,如果一個(gè)酶有幾種底物,則對每一種底物各有一個(gè)特定的Km。其中Km最小的底物稱為該酶的最適底物。1/Km可近似地表示酶對底物的親和力的大小,1/Km值越大,表示酶對底物親和力越大,1/Km值越小,表示酶對底物親和力越小。
12.提示:⑴.進(jìn)行酶活力測定時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):①使酶促反應(yīng)在最適條件下進(jìn)行,最適pH、最適溫度;②對特異性不強(qiáng)的酶應(yīng)選擇最適底物;③防止激活劑與抑制劑對酶活性的干擾;④通常測定產(chǎn)物的生成量比較準(zhǔn)確,但檢測方法要靈敏。
、.為什么測定酶活力時(shí)測初速度最好:因?yàn)樵谧畛跻欢螘r(shí)間內(nèi)酶促反應(yīng)速度能保持恒定,隨著時(shí)間的推移酶活性會(huì)受到影響,如底物濃度降低,產(chǎn)物的抑制作用,pH及溫度條件對酶的破壞。
13.提示:①因?yàn)榇蠖鄶?shù)酶在催化底物反應(yīng)時(shí),生理?xiàng)l件下的pH近中性,H+和OH-濃度太低,不足以起到催化劑作用,因此酶反應(yīng)的酸堿催化劑為廣義的質(zhì)子供體或質(zhì)子受體,電子對供體或電子對受體。
、谟H核基因:Ser-羥基,Cys-巰基,His-咪唑基
親電子基因:H+、Mg2+、Mn2+、Fe3+、NH3+
③酶蛋白中既能作為質(zhì)子供體又能作為質(zhì)子受體的最活潑最有效的催化基因是組氨酸的咪唑基,它給出和接受質(zhì)子的速度十分迅速。
、芑钚灾行牡氖杷h(huán)境,有利于使底物的敏感鍵和酶活性中心內(nèi)的催化基團(tuán)之間形成很大的作用力,使敏感鍵易于斷裂。否則水的極性會(huì)減弱酶與底物分子間的靜電相互作用或氫鍵作用等。
14.提示:已知:lml酶制劑相當(dāng)于1mg酶制劑,根據(jù)酶活力單位定義:
每小時(shí)分解1克淀粉的酶量為1個(gè)活力單位,則lmg酶制劑每小時(shí)分解淀粉的酶的活力單位=0.25g/5分鐘×60÷1=3活力單位
每克酶制劑所含活力單位=3個(gè)活力單位×1000=3000活力單位
15.提示:①選材:應(yīng)選擇酶含量高,易于分離的組織或材料;②破碎細(xì)胞;③抽提:溫度一般控制在0~4℃,選擇適宜的pH值,通常在緩沖系統(tǒng)中進(jìn)行;④分離提純:將粗提液中的雜質(zhì)去除,可根據(jù)酶的性質(zhì)進(jìn)行;⑤保存:分離純化后將酶制品濃縮、保存,一般在-20℃以下長期保存。
16.因胰蛋白酶是胰臟所有酶原的共同激活劑,它專一性水解賴或精氨酸的羧基參與形成的肽鍵 (Lys-X,Arg-X--)。故胰蛋白酶作用于酶原產(chǎn)生的肽鏈的C-末端氨基酸一般為賴氨酸或精氨酸。
18.堿性磷酸酶水解1-磷酸葡萄糖時(shí),P-O鍵和C-O鍵都可能被斷裂;若P-O鍵被斷裂,180將摻入到葡萄糖分子中,若C-O鍵被斷裂,180將摻入到磷酸分子中。
19.大量實(shí)驗(yàn)證明,酶促反應(yīng)是分兩步進(jìn)行的。酶 (E)與底物 (S)反應(yīng)前,首先形成一個(gè)不穩(wěn)定的中間復(fù)合物(ES),然后再分解為產(chǎn)物(P)并放出酶。如下所示:
E+S←→ES ←→P+E
酶催化底物形成產(chǎn)物的過程,其關(guān)鍵步驟是底物的化學(xué)鍵斷裂和新的化學(xué)鍵的形成。由于酶與底物首先形成中間復(fù)合物ES,酶的構(gòu)象受底物分子的誘導(dǎo)會(huì)發(fā)生明顯的改變;同時(shí)酶中的某些基團(tuán)可以使底物分子內(nèi)敏感鍵中的某些基團(tuán)更易于發(fā)生反應(yīng),甚至使底物分子發(fā)生形變,從而形成一個(gè)相互鍥合的酶底物復(fù)合物。處于這種狀態(tài)的化合物反應(yīng)活性很高,很容易變成過渡態(tài),因此反應(yīng)的活化能大大降低。
ES復(fù)合物存在的證據(jù):
、沤柚娮语@微鏡觀察或用X_光衍射方法直接觀察到了酶和底物反應(yīng)過程中的FS復(fù)合物的存在;
⑵根據(jù)酶和底物反應(yīng)前后的光譜變化,可證明其存在,如大腸桿菌色氨酸合成酶,催化色氨酸和吲哚合成色氨酸。該酶具有特征性的吸收光譜,當(dāng)向酶溶液中加入其中的一個(gè)底物如L-絲氨酸,發(fā)現(xiàn)該酶的熒光強(qiáng)度明顯升高,而加入D-絲氨酸,則無變化。當(dāng)再加入另一個(gè)底物吲哚,酶的熒光強(qiáng)度又會(huì)發(fā)生變化。
20.因競爭性抑制劑與親和試劑TPCK(N-對甲苯磺酰苯丙氨酰氯甲基酮)都能與酶的活性部位結(jié)合。這樣,若競爭性抑制劑與酶的活性部位結(jié)合后,TPCK就不能再與酶結(jié)合;而非競爭性抑制劑不能與酶的活性部位結(jié)合,因此它不能阻止TPCK與酶的結(jié)合。
21.因脯氨酸的環(huán)狀結(jié)構(gòu),使它不能進(jìn)入這些酶的底物結(jié)合部位。
22.根據(jù)非競爭性抑制動(dòng)力學(xué)特征 ,
V/Vi=1十[1]/Ki V/Vi=11,ki=0.001
[I]={v/Vi-1}ki= O.0l(mol/L)
23.提示:①蛋白質(zhì)與氮的換算系數(shù)為6.25,因此2ml為0.2mgN,1ml為0.1mg×6.25。
0.1ml酶液每小時(shí)產(chǎn)生1500酪氨酸,則1ml每分鐘產(chǎn)生15000/60=250單位
、0.625mg含有250單位,則1mg含有250/0.625=400
、25mg蛋白粉配成25ml酶液,1ml中含有0.625mg蛋白質(zhì),則1mg蛋白酶粉含有0.625mg蛋白質(zhì),1000mg蛋白酶粉含有625mg蛋白質(zhì),1g含有0.625g蛋白質(zhì)。