概念 C01 / 现象
为什么细胞需要酶？
肽键在水中可以水解，但通常很慢；在生物体内，蛋白酶能够迅速催化这一过程。
化学上可行
底物与产物之间存在热力学关系。
反应能够发生，不代表它会在观察时间内快速发生。
生物学上要快
细胞需要在温和条件下，按生理时间尺度完成转化。
酶的核心任务之一：加快反应达到平衡的过程。
关键问题：酶到底改变了反应的哪一个“能量量”？
01 / 04概念 C01 / 自由能图
改变能垒，不改变平衡
同一条件下，酶降低相关路径的活化自由能 ΔG‡，但不改变反应的 ΔrG°′ 和 K′eq。
02 / 04概念 C01 / 机制
活性位点如何降低能垒？
多种化学策略协同工作，没有一种“万能催化力”。
一般酸碱催化
活性位点侧链提供或接受质子，配合反应步骤。
共价催化
暂时形成新的共价中间体，随后必须再生酶。
静电与金属参与
稳定发展中的电荷、极化底物或活化水分子。
构象与几何组织
提高适当反应姿势出现的概率，组织水与氢键网络。
“底物结合越紧 ⇒ 催化越快”并不成立；还要考虑过渡态和产物释放。
03 / 04概念 C01 / 课堂判断
课堂判断：酶改变了什么？
某酶使一个可逆反应达到平衡的速度显著提高。下列哪个判断是正确的？
带走一句话：催化解决“快慢”，热力学决定“平衡”。
04 / 04