酶学及其研究技术PDF电子书下载

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pH 123

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A 206

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