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第一章 概论1

第一节 酶的概念和酶学研究的重要性1

一、酶是什么1

二、酶学研究的重要性1

三、酶学研究历史2

四、现代酶学概况3

第二节 酶的组成及结构特点4

一、酶的化学本质4

二、酶蛋白亚基数的组成特点分类4

三、酶的组成分类4

四、酶的辅助因子5

第三节 酶的分类与命名5

一、习惯命名法5

二、国际系统命名法6

三、国际系统分类法6

第四节 酶作为催化剂的特点9

一、酶与一般催化剂比较的共性9

二、酶作为催化剂的显著特性10

第五节 酶的专一性12

一、酶的专一性分类12

二、几种蛋白酶的专一性13

思考题16

本章参考文献16

第二章 酶的分离纯化17

第一节 酶分离纯化的一般原则17

一、确立酶活力测定方法17

二、原材料的选择与处理17

三、酶的纯化方法18

四、酶的纯度鉴定18

第二节 酶的提取19

一、生物材料的破碎19

二、酶的抽提20

第三节 酶的纯化21

一、沉淀法21

二、离子交换柱层析技术25

三、凝胶过滤柱层析法28

四、亲和层析31

五、其他分离纯化方法32

六、酶纯化方法的选择与实验设计33

第三节 酶活力的测定34

一、酶活力测定的一般原则34

二、初速度35

三、酶活力单位35

四、酶活力测定的主要方法36

第四节 酶制剂的浓缩、干燥及保存38

一、浓缩的主要方法38

二、保存39

第五节 酶纯度的鉴定技术39

一、酶纯度的评价39

二、电泳法39

三、其他方法41

第六节 酶的分离纯化应用实例41

一、青蟹碱性磷酸酶41

二、南美白对虾N－乙酰β-D－氨基葡萄糖苷酶44

思考题45

本章参考文献46

第三章 酶的理化性质研究48

第一节 酶亚基数及分子量的测定48

一、酶蛋白亚基数及亚基分子量的测定原理与方法48

二、酶蛋白总分子量的测定原理与方法51

第二节 酶的等电点测定52

一、等电点测定的原理52

二、等电聚焦电泳技术53

第三节 酶的氨基酸组成55

一、氨基酸组成分析55

二、特殊氨基酸含量的测定57

三、酰胺含量的测定58

第四节 糖基酶中糖的组成与连接方式的研究59

一、糖蛋白的分析60

二、糖蛋白中糖成分的分析60

三、糖基连接方式的研究61

第五节 几种海洋动物酶的理化性质的研究实例63

一、锯缘青蟹碱性磷酸酶的理化性质研究63

二、南美白对虾N－乙酰－β-D－氨基葡萄糖苷酶的理化性质研究68

思考题71

本章参考文献71

第四章 酶催化的动力学性质研究73

第一节 酶促反应的基本动力学73

一、Michaelis-Menten方程的建立73

二、Briggs-Haldane修正的Michaelis-Menten方程74

三、关于Michaelis-Menten方程的讨论76

四、米氏常数Km的意义78

五、米氏常数Km和最大反应速度Vm的图解法测定79

六、米氏方程的积分形式81

第二节 King-Altman方法推导速度方程84

一、用稳态法推导动力学方程的基本步骤84

二、King-Altman图像法推导动力学方程85

三、Wang和Hanes结构法则91

第三节 酶浓度对反应速度的影响91

第四节 产物浓度对酶促反应的影响92

一、产物对酶初速度的影响的动力学92

二、可逆反应的Haldane关系式93

第五节 高底物浓度对酶活力的影响94

一、动力学模型建立94

二、动力学方程的推导95

思考题96

本章参考文献98

第五章 酶的抑制剂99

第一节 酶抑制剂的类型99

一、酶抑制剂两大类型99

二、区别可逆抑制剂与不可逆抑制剂的实验设计与操作101

第二节 不可逆的抑制剂103

一、非专一性的不可逆抑制剂103

二、专一性不可逆抑制剂105

第三节 可逆抑制剂作用的动力学108

一、竞争性抑制作用的动力学108

二、非竞争性抑制作用的动力学113

三、反竞争性抑制作用的动力学116

四、混合型抑制作用的动力学118

思考题120

本章参考文献122

第六章 pH对酶活力的影响123

第一节 pH对酶催化的效应123

一、酶促反应的最适pH123

二、酶的pH稳定性125

第二节 pH对酶可逆作用的动力学126

一、酶活性中心可解离基团的解离常数126

二、pH影响酶活性中心解离基团的动力学模型的建立126

三、酶活性中心解离基团的解离常数的测定128

第三节 有机溶剂对酶活性中心解离基团的微扰作用131

第四节 pH对酶效应研究的实例132

一、pH对青蟹碱性磷酸酶（ALPase）催化pNPP水解反应的效应132

二、酶活性中心解离基团解离常数的测定132

思考题134

本章参考文献134

第七章 温度对酶活力的影响135

第一节 温度对酶催化反应的影响135

一、酶促反应的最适温度135

二、酶的热稳定性136

第二节 温度对酶催化反应速度常数的影响137

一、温度与速度常数137

二、酶促反应的热力学参数的测定138

第三节 温度对酶催化反应速度常数的影响139

一、酶活性中心解离基团的标准热焓139

二、酶促反应的热力学常数测定实例139

三、酶活性中心解离基团的解离热焓测定实例140

第四节 酶的热失活动力学141

一、经典的酶热失活研究方法141

二、酶失活过程中的底物反应动力学方法142

三、酶的热失活表观速度常数的测定144

四、酶热失活的微观速度常数的测定144

思考题145

本章参考文献146

第八章 酶的多底物动力学147

第一节 术语147

一、多底物催化反应历程的Cleland表示法147

二、多底物反应的酶中间物148

三、多底物反应历程的分类148

四、多底物反应的动力学参数表示法148

五、多底物反应机理的图形表示法148

第二节 Ordered Bi Bi机理149

一、反应模型的Cleland表示法149

二、动力学方程的推导（King-Altman推导法）150

三、反应速度方程用动力学常数表示的基本方法151

四、作图法求解动力学参数152

第三节 Random Bi Bi机理153

第四节 Ping Pong Bi Bi机理154

第五节 多底物反应机理的判断156

第六节 产物的抑制作用机理的判断156

一、有序双双反应（Ordered Bi Bi）的产物抑制作用的判断156

二、乒乓双双反应（Ping Pong Bi Bi）的产物抑制作用的判断157

三、Cleland的产物抑制作用的判断规则158

思考题163

本章参考文献163

第九章 酶功能基团的化学修饰164

第一节 化学修饰的原理164

一、影响酶的功能基团反应活性的主要因素164

二、修饰剂反应性的决定因素166

第二节 采用非特异性试剂对酶功能基团进行修饰167

一、特殊氨基酸残基的化学修饰167

二、修饰剂和修饰反应条件的选择173

第三节 亲和标记和差示标记175

一、亲和标记法的原理175

二、差示标记法的原理175

第四节 酶活性中心必需基团数的测定176

一、酶修饰失活动力学176

二、酶修饰失活速度常数比较法判断必需基团数（Ray-Koshland方法）177

三、邹氏图解法求必需基团数178

思考题181

本章参考文献181

第十章 酶的分子结构基础及催化作用机理182

第一节 酶分子的结构基础182

一、酶分子的结构特点182

二、酶活性功能基团的分析184

三、结构层次185

四、一级结构决定高级结构186

五、一级结构与酶活力的关系188

第二节 酶与底物的结合机理190

一、锁钥学说（lock and key thoery）190

二、“三点附着”理论190

三、诱导契合学说（induced-fit hypothesis）191

第三节 酶活性中心的柔曲性192

一、酶的活性丧失和酶分子整体构象变化的关系192

二、酶活性部位的柔性195

第四节 过渡态和活化能195

一、基本概念195

二、酶和底物的结合作用196

三、降低活化能的方式197

第五节 酶催化机理197

一、邻近效应（proximity）和定向效应（orientation）197

二、底物形变和产生电子张力（strain,distortion）198

三、酸碱催化（acid-base catalysis）和产生质子转移通路199

四、共价催化（covalent catalysis）200

五、酶活性中心微环境的作用200

第六节 几种酶作用机理的实例201

一、溶菌酶（lysozyme）201

二、胰凝乳蛋白酶203

三、羧基肽酶A206

四、乙酰胆碱酯酶208

思考题209

本章参考文献210

第十一章 酶抑制剂的设计与应用211

第一节 酶抑制剂的设计原理211

一、酶催化机理的抑制剂设计211

二、基于酶晶体结构的抑制剂设计212

三、计算机辅助设计212

第二节 芳香酶（aromatase）抑制剂的设计与应用213

一、传统的芳香酶抑制剂213

二、新型芳香酶抑制剂的设计214

第三节 酪氨酸酶（tyrosinase）抑制剂的设计与应用218

一、酶活性中心的结构219

二、酪氨酸酶的催化机制219

三、酪氨酸酶抑制剂的类型与设计220

第四节 乙酰胆碱酯酶（AChE）抑制剂的设计与应用231

一、乙酰胆碱酯酶结构特点231

二、乙酰胆碱酯酶的抑制剂232

第五节 环加氧酶选择性抑制剂的设计与应用235

一、现有的选择性COX-2抑制剂236

二、新型COX-2选择性抑制剂的设计236

第六节 β－内酰胺酶（β-lactamase）抑制剂的设计与应用242

一、常见的β－内酰胺酶抑制剂类型与特点243

二、金属β－内酰胺酶类的抑制剂247

思考题247

本章参考文献247

第十二章 酶分子构象的研究技术249

第一节 紫外光谱分析法249

一、酶的紫外吸收光谱250

二、酶的紫外吸收差光谱250

三、二阶导数谱252

第二节 圆二色性光谱（CD光谱）252

一、圆二色性光谱产生的原理253

二、蛋白质圆二色性光谱特征253

三、圆二色性光谱测定的实例255

第三节 荧光光谱256

一、荧光产生的机制256

二、荧光发射光谱257

三、酶蛋白的外源荧光259

四、荧光偏振259

五、荧光光谱参数测量260

六、实验考虑261

第四节 质谱262

第五节 傅立叶变换红外光谱（FTIR）263

第六节 锯缘青蟹碱性磷酸酶在盐酸胍溶液中的失活作用动力学265

一、酶在盐酸胍溶液中的失活动力学模型的建立265

二、酶在盐酸胍溶液中的失活动力学常数求法265

三、酶在盐酸胍溶液中的失活动力学的微观速度常数测定266

四、酶在盐酸胍变性过程中去折叠的速度常数的测定267

思考题268

本章参考文献268

第十三章 多酶体系及调节酶270

第一节 多酶体系的种类270

一、可溶性的多酶体系270

二、结构化的多酶体系270

三、在细胞器上有定位关系的多酶体系272

第二节 多酶体系的研究方法272

一、对酶促反应中间物的测定272

二、模拟实验272

三、同位素跟踪研究272

四、动力学法研究272

第三节 多酶体系的调控273

一、酶浓度对反应速度的影响273

二、底物浓度对反应速度的影响273

三、产物的反馈抑制作用274

第四节 别构酶275

一、别构效应与别构酶275

二、别构酶的结构特点276

三、别构酶的动力学特征277

四、别构酶的活力调控机理278

五、别构酶的例子280

六、别构酶对代谢的调控作用282

第五节 同工酶283

一、同工酶的类型283

二、同工酶的亚基组成284

三、同工酶的活性与性质差异284

四、同工酶的分离与鉴定285

五、同工酶的命名287

六、同工酶研究的生物学意义288

七、同工酶的应用289

思考题289

本章参考文献290

第十四章 酶活性调控291

第一节 酶活性调节的方式291

一、激素对酶活性的调控291

二、酶浓度的调节291

三、抑制剂和激活剂的调节291

四、酶原激活291

五、共价修饰的调节292

六、别构酶的反馈调节292

七、金属离子和其他小分子化合物的调节292

第二节 通过配体诱导酶构象改变的活性调节293

一、异促协同效应293

二、同促协同效应294

第三节 通过酶的共价结构的改变来调节酶活性294

一、共价结构不可逆改变的活性调节294

二、共价结构可逆改变的活性调节295

思考题298

本章参考文献298

附 中英文对照299