2008年国家执业助理医师生物化学复习资料（二）

2008年国家执业助理医师（生物化学部分）
酶和维生素

一、主要内容
（三）酶
1．概述
（1）概念（2）酶促反应的特点
2．酶的结构与功能
（1）分子组成（2）活性中心与必需基团（3）酶原与酶原的激活（4）同工酶
3．影响酶促反应速度的因素
（1）酶浓度（2）底物浓度（3）温度（4）酸碱度（5）激活剂（6）抑制剂
（四）维生素
1．脂溶性维生素
（1）维生素A的生理功能及缺乏症（2）维生素D的生理功能及缺乏症（3）维生素E的生理功能
2．水溶性维生素
（1）维生素B1的生理功能及缺乏症（2）维生素B2的生理功能及缺乏症
（3）维生素PP的生理功能及缺乏症（4）维生素B6的生理功能
（5）维生素B1与B2、叶酸的生理功能及缺乏症（6）维生素C的生理功能及缺乏症

二、内容讲解
（三）酶
同学们应重点掌握：1．概述（1）概念（2）酶促反应的特点
2．酶的结构与功能（1）分子组成（2）活性中心与必需基团（3）酶原与酶原的激活（4）同工酶
3．影响酶促反应速度的因素
（1）酶浓度（2）底物浓度（3）温度（4）酸碱度（5）激活剂（6）抑制剂

1．概述
（1）酶的概念
酶是活细胞合成的具有催化功能的蛋白质，也称生物催化剂。酶所催化的反应称为酶促反应。在酶促反应中被酶催化的物质称为底物。反应的生成物称为产物。酶的催化能力称为酶的活性。酶失去催化能力称为酶的失活。
（2）酶促反应的特点
①高度催化效率
酶的催化效率比无催化剂的反应效率高108~1020加倍，比一般催化剂高106~1012倍。酶之所以有高度的催化效率，是因为酶能显著降低反应所需的活化能。
②高度特异性环球网校整理
一种酶只作用于一种或一类化合物，发生一定的化学反应，生成一定的产物，称为酶的特异性(专一性)。各种酶的特异性在程度上又有很大差异，又可分为绝对特异性、相对特异性和立体异构特异性。
③高度不稳定性
酶的本质是蛋白质，对能使蛋白质变性的因素都非常敏感，从而导致活性降低或丧失。
2．酶的结构与功能

（1）酶的分子组成
①单纯酶：这类酶完全由氨基酸组成，其活性由蛋白质结构决定。
②结合酶：这类酶由蛋白质和非蛋白质两部分组成，蛋白质部分称为酶蛋白，非蛋白质部分称为辅助因子。结合酶(全酶)=酶蛋白+辅助因子。
酶蛋白与辅助因子单独存在时均无活性，只有两者结合组成全酶才有催化活性。决定结合酶特异性的是酶蛋白，而辅助因子起接受或供给电子、原子或化学基团的作用。
辅助因子有两类：一类是无机金属离子；另一类是小分子有机化合物，其中多数是B族维生素或B族维生素的衍生物。
根据辅助因子与酶蛋白结合的牢固程度把辅助因子又分为辅酶或辅基。与酶蛋白结合牢固，不能用透析等简单物理化学方法使之分开的称为辅基，而辅酶与酶蛋白结合疏松，用透析法易于使两者分离。
（2）酶的活性中心与必需基团环球网校整理
①酶的必需基团：酶分子中与酶活性有关的基团称为酶的必需基团。
②酶的活性中心：是指酶分子中具有一定空间结构的、能将底物转变成产物的区域。它是酶起催化作用的关键部位，由必需基团构成。
必需基团按其功能分为两种：一种是结合基团，其作用是与底物结合，使底物与酶结合形成复合物；另一种是催化基团，其作用是影响底物中某些化学键的稳定性，催化底物发生化学变化，使之转变为产物。还有些必需基团在活性中心以外部位，维持酶的空间结构，有利于活性中心的形成，称之活性中心外必需基团。
（3）酶原与酶原的激活
①酶原：某些酶在细胞内合成或初分泌时，没有催化活性，这种无活性的酶的前体称为酶原。
②酶原的激活：酶原在一定条件下，可转化成有活性的酶，此过程称为酶原的激活。酶原激活过程实际上也就是酶的活性中心暴露或形成的过程。
③酶原激活的生理意义
一是避免细胞产生的蛋白酶对细胞进行自身消化。二是使酶被运输至特定部位和环境中发挥作用，保证体内代谢的正常进行。
（4）同工酶
①概念：同工酶是指催化同一化学反应，但酶蛋白的分子结构、理化性质及免疫特性等不同的一组酶。
②乳酸脱氢酶（LDH）
LDH是由H亚基和M亚基组成的四聚体。这两种亚基以不同的比例组成五种同工酶即LDH1(H4)、LDH2(H3M)、LDH3（H2M2）、LDH4（HM3）、LDH5（M4）五种LDH同工酶在各组织中的分布和含量有很大的差异，从而形成各组织特有的同工酶谱。
3．影响酶促反应速度的因素
（1）酶浓度的影响
在最适条件和底物(S)浓度足够大时，酶促反应速度与酶浓度成正比。
（2）底物浓度的影响环球网校整理
在酶浓度及其他条件不变的情况下，底物浓度与反应速度的相互关系，可用矩形双曲线表示。
（3）温度的影响
在一定范围内(0~40℃)，酶促反应速度随温度升高而加快。但由于酶是蛋白质，当温度升高到一定范围后，酶可发生变性，而降低催化活性。酶促反应速度达最大时的温度称为酶的最适温度。多数酶最适温度为37~40℃。低温可使酶活性降低。
（4）酸碱度的影响
每一种酶在不同pH条件下活性不同，酶促反应速度达最大时的溶液pH，称为酶的最适pH。pH影响酶的催化活性，是通过酶或底物的电离状态，特别是影响酶活性的中心及一些必需基团的电离状态。
（5）激活剂的影响
凡能使酶活性升高或使酶从无活性变为有活性的物质统称为酶的激活剂。激活剂大多为金属离子，如Mg2+、K+、Mn2+等。
（6）抑制剂的影响凡能降低酶活性的物质称为酶的抑制剂。抑制作用可分为不可逆性抑制与可逆性抑制。

①不可逆性抑制：抑制剂与酶以共价键结合使酶失去活性，不能用透析法除去抑制剂使酶活性恢复，这种抑制称为不可逆性抑制。它的特点是抑制剂浓度越高，抑制作用时间越长，抑制作用越强。有机磷农药（农药1059、敌百虫等）中毒是不可逆性抑制，它主要是能特异地与胆碱酯酶活性中心的丝氨酸羟基结合，使酶失活。环球网校整理
②可逆性抑制：抑制剂以非共价键与酶结合，使其活性降低或失活，可用透析法除去抑制剂，这种抑制作用称为可逆性抑制作用。它又分为：竞争性抑制作用和非竞争性抑制作用两种。
例题（单选）：酶促反应中决定酶专一性的部分是
A  酶蛋白       B  辅基或辅酶    C  金属离子        D  底物       E  催化基团
答案：A

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（四）维生素
同学们应重点掌握：1．脂溶性维生素
（1）维生素A的生理功能及缺乏症（2）维生素D的生理功能及缺乏症（3）维生素E的生理功能
2．水溶性维生素（1）维生素B1的生理功能及缺乏症（2）维生素B2的生理功能及缺乏症
（3）维生素PP的生理功能及缺乏症（4）维生素B6的生理功能
（5）维生素B1与B2、叶酸的生理功能及缺乏症（6）维生素C的生理功能及缺乏症

维生素是各种生物维持正常生理功能所必需的一类低分子有机化合物。通常按溶解性分为脂溶性维生素及水溶性维生素两大类。
1．脂溶性维生素
脂溶性维生素包括维生素A、D、E及K等。
（1）维生素A的生理功能及缺乏病环球网校整理
①生理功能：
1）构成视觉细胞内感光物质：人视网膜上视杆细胞内含的感光物质是视紫红质，它是由视蛋白和11―顺视黄醛结合而成。11―顺视黄醛是维生素A的重要形式。
2）维持上皮组织结构的完整和健全：维生素A能促进上皮细胞中糖蛋白的合成，糖蛋白是细胞膜结构的组成成分，与细胞的结构和分泌功能有关。
3）促进生长发育：维生素A能够影响细胞分化，促进生长和发育，缺乏时可引起生长停顿，发育不良。
②缺乏症：环球网校整理
缺乏维生素A时，上皮细胞分泌粘液的能力丧失，出现上皮干燥、增生及角化、脱屑，其中以眼、呼吸道、消化道、尿道及生殖道粘膜最为显著，如果泪腺上皮受波及，会造成干眼病，严重缺乏时，可导致角膜软化病和出现夜盲症。
（2）维生素D的生理功能及缺乏症
①维生素D的活性形式
维生素D为类固醇衍生物，以维生素D2(麦角钙化醇)和D3(胆钙化醇)最为重要。维生素D3本身无生物活性，必须在肝、肾中经两次羟化反应生成1，25-二羟维生素D3才能发挥其生理功能。所以1，25-二羟维生素D3是维生素D的活性形式。
②生理功能环球网校整理
它的主要功能是促进小肠中钙结合蛋白的合成。进而促进小肠对钙、磷的吸收，提高血浆钙、磷的含量，有利于骨的钙化。
③缺乏症：维生素D缺乏时，儿童可发生佝偻病，成人易发生骨软化症
（3）维生素E的生理功能
①抗氧化作用
维生素E可阻断体内过氧化氢及氧自由基对生物膜磷脂中多不饱和脂肪酸的过氧化作用，减少过氧化脂质的合成，保护生物膜的结构与功能。维生素E还可减少各组织细胞内脂褐素的产生，从而延缓衰老过程。

②与动物生殖功能有关
动物缺乏维生素E时，其生殖器官受损而不育。临床上常用维生素E治疗习惯性流产和先兆流产。
2．水溶性维生素：主要包括B族维生素和维生素C。
（1）维生素B1的生理功能及缺乏症
①生理功能
1）维生素B1(亦称硫胺素)的焦磷酸酯形式-焦磷酸硫胺素(TPP)是维生素B1的活性形式。TPP作为α-酮酸脱氢酶复合体中的辅酶，参与糖代谢。
2）抑制胆碱酯酶的活性。维生素Bl可抑制胆碱酯酶的活性，减少乙酰胆碱的水解，增加肠蠕动，促进消化。
②缺乏症环球网校整理
缺乏维生素Bl时，体内TPP减少，丙酮酸氧化脱羧障碍，丙酮酸、乳酸在血液及神经组织中堆积，从而出现一系列神经系统、心血管系统的功能障碍的症状，称为脚气病。
（2）维生素B2的生理功能及缺乏症
①活性形式
黄素单核苷酸(FMN)和黄素腺嘌呤二核苷（FAD）是维生素B2的活性形式。
②生理功能
FMN和FAD分别作为黄素酶的辅酶，在体内生物氧化过程中起递氢作用。
③缺乏病
维生素B2缺乏时，常见症状是睑缘炎、唇炎、口角炎、舌炎和阴囊炎。
（3）维生素PP的生理功能及缺乏病
①活性形式
维生素PP包括尼克酰胺(烟酰胺)和尼克酸(烟酸)，尼克酸可转变成尼克酰胺。NAD+和NADP+是维生素PP的活性形式。环球网校整理
②生理功能
尼克酰胺参与组成NAD+和NADP+后，作为不需氧脱氢酶的辅酶，在生物氧化过程中起递氢作用。
③缺乏病
维生素PP缺乏时，临床表现为体表暴露部分发生对称性皮炎，可伴胃肠道及精神症状，称为癞皮病。
（4）维生素B6的生理功能
维生素B6在体内经磷酸化生成磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺，二者是转氨酶的辅酶，在氨基酸代谢中起传递氨基的作用。
（5）维生素B12、叶酸的生理功能及缺乏病
①生理功能
1）叶酸在体内加氢还原为四氢叶酸(FH4)，作为一碳单位转移酶的辅酶，在一碳单位代谢中起一碳单位传递体的作用。
2）维生素B12在体内的重要活性形式是甲基钴胺素。甲基钴胺素是N5―甲基四氢叶酸甲基转移酶的辅酶，可参与一碳单位代谢。
②缺乏症
当叶酸缺乏时，使FH4减少，一碳单位不能参与核酸合成，使蛋白质合成也受阻，红细胞成熟受到影响，引起巨幼红细胞性贫血环球网校整理。
维生素B12通过N5―甲基四氢叶酸转移甲基而增加FH4的利用率来影响蛋白质的生物合成，促进红细胞的发育和成熟。当缺乏维生素B12时，四氢叶酸利用率降低，也可导致巨幼红细胞性贫血。
（6）维生素C的生理功能及缺乏症
①生理功能

1）参与体内的羟化反应：维生素C参与胶原形成过程中的羟化反应，是羟化酶的辅助因子。参与胆固醇的转化，维生素C能增强胆固醇在肝内转化为胆汁酸的羟化作用。
2）参与体内氧化还原反应
保持巯基酶的活性和谷胱甘肽的还原状态，发挥解毒作用。维生素C能使谷胱甘肽(GSH)维持在还原状态，保证生物膜不致受到破坏。重金属离子(Pb2+、Hg2+等)能与巯基酶的巯基结合，使其失去生物活性，以致中毒。还原型谷胱甘肽能与它们结合排出体外，故维生素C有解毒作用；还原Fe3+为Fe2+，以利肠道对铁的吸收；促进叶酸还原为四氢叶酸；促进高铁血红蛋白还原为血红蛋白。
②缺乏病
当维生素C缺乏时，羟化酶活性降低，胶原蛋白合成障碍，导致毛细血管破裂、牙易松动、皮下粘膜出血、骨脆弱而易折断，以及创伤不易愈合等症状，称为坏血病。
例题（单选）：当人体内维生素A严重缺乏症时会出现：
A 夜盲症       B 软骨病       C 佝偻病        D 皮肤癌         E 坏血病
答案：A

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作业：
1．下列有关Km值的叙述，哪一项是错误的
A Km 值是酶的特征性常数           B Km 值是达到最大反应速度一半时的底物浓度
C 它与酶对底物的亲和力有关
D Km 值最大的底物，是酶的最适底物
E 同一酶作用于不同底物，则有不同的Km 值
答案：D
2．有关酶活性中心的叙述，哪一项是错误的环球网校整理
A 酶活性中心只能是酶表面的一个区域              B 酶与底物通过非共价键结合
C 活性中心可适于底物分子结构                   D 底物分子可诱导活性中心构象变化
E 底物的分子远大于酶分子，易生成中间产物
答案：E
3．关于关键酶的叙述正确的是
A 其催化活性在酶体系中最低               B 常为酶体系中间反应的酶
C 多催化可逆反应                         D 该酶活性调节不改变整个反应体系的反应速度
E 反应体系起始物常可调节关键酶
答案：A

4．酶只所以能加速化学反应，是因为
A．酶能使反应物活化     B．酶能降低反应的活化能        C．酶能降低底物能量水平 
D．酶能向反应体系提供能量        E．以上均正确 
答案：B
5．Km值的概念是
A．达到Ⅴmax所需底物的浓度     B．与底物毫无关系         C．酶-底物复合物的解离常数 
D．酶在同一反应中Km值随浓度而变化         E．是达到1/2Ⅴmax时的底物浓度
答案：E
6．下列不属于乳酸脱氢酶（LDH）同工酶环球网校整理为：
A LDH1           B LDH2            C H2M2          D LDH6          E M4
答案：D
注：LDH是由H亚基和M亚基组成的四聚体。这两种亚基以不同的比例组成五种同工酶即LDH1(H4)、LDH2(H3M)、LDH3（H2M2）、LDH4（HM3）、LDH5（M4）五种LDH同工酶。
7．维生索B12缺乏时引起：
A 唇裂             B 脚气病              C恶性贫血               D坏血病            E 佝偻病
答案为：C
注：恶性贫血是因为肠胃系统不能吸收维生素B12的结果。这可能由于内源因于的缺乏、胃被切除以及小肠疾病等原因引起，恶性贫血最早期无明显临床症状，直到三到五年后才发作。
8．成人缺乏维生素D时引起
A 夜盲症           B 软骨病            C 佝偻病               D 皮肤癌           E 以上四种全不是
答案：B
注：软骨病是骨疾病，见于成人维生索D缺乏，它与佝偻病类似，但后者见于儿童维生素D缺乏。这两种疾病都表现为骨形成不良。
9．典型的坏血病是由于以下哪一种物质缺乏所引起
A 硫胺素             B 核黄素           C 泛酸                D 抗坏血酸            E 维生素A
答案：D
注：坏血病因维生素C缺乏而引起。它导致间叶细胞生成胶原能力的丧失，从而引起骨胳、牙齿以及结缔组织败坏。坏血病因不能很好利用铁及叶酸代谢失调而伴有贫血。环球网校整理
10．脂溶性维生索吸收障碍会引起下列哪种疾病：
A 恶性贫血         B 坏血病              C 糙皮病             D 佝偻病            E 脚气病
答案：D

注：维生素D是钙代谢中的一种脂溶性维生素，儿童缺乏时发生佝偻病。硫胺素、烟酸、B12以及维生索C等水溶性维生素缺乏时分别发生脚气病、糙皮病、恶性贫血和环血病。
11．服用下列哪一种药物可以解除脚气病
A 维生索C           B 维生素A           C 硫胺素B1         D 维生素B6          E 维生素B12
答案：C
注：脚气病被认为是硫胺素(维生素B1)缺乏所引起。鸟类硫胺素缺乏时发生角弓反张。在美国，硫胺素缺乏几乎都与慢性酒精中毒相关，这时发生伴有呼吸及心血管机能失调的室内性脑出血。
12．下列维生素哪些是水溶性的
A 维生素D         B 维生素K          C 维生素A          D 维生素B12         E 维生素E
答案：D
注：维生素B12是由钴及类似卟啉的环组成的复杂分子，系水溶性维生素。B族维生索通常是水溶性的，而维生素A，D，E及K都是脂溶性的。
13．下列哪一项因素不会影响酶促反应速度：
A 酶浓度          B 底物浓度           C 温度            D 酸碱度          E 时间
答案：E
14．辅酶和辅基的差别在于环球网校整理
A 辅酶为小分子有机物，辅基常为无机物              B 辅酶与酶共价结合，辅基则不能
C 经透析方法可使辅酶与酶蛋白分离，辅基则不能      D 辅酶参与酶反应，辅基则不参与
E 辅酶含有维生素成分，辅基则不含
15．下列关于酶原激活的叙述中，正确的是
A．氢键断裂，酶分子空间构象发生改变          B．盐键断裂，酶分子空间构象发生改变
C．二硫键断裂，酶分子空间构象发生改变        D．肽键断裂，酶分子空间构象发生改变
E．疏水键断裂，酶分子空间构象发生改变
答案：D