第三章酶2011讲课.ppt

第 三 章 酶  酶的概念 目前将生物催化剂分为两类 酶 、 核酶（脱氧核酶） 酶学研究简史 公元前两千多年，我国已有酿酒记载。 一百余年前，Pasteur认为发酵是酵母细胞生命活动的结果。 1877年，Kuhne首次提出Enzyme一词。 1897年，Buchner兄弟用不含细胞的酵母提取液，实现了发酵。 1926年，Sumner首次从刀豆中提纯出脲酶结晶。 1982年，Cech首次发现RNA也具有酶的催化活性，提出核酶(ribozyme)的概念。 1995年，Jack W.Szostak研究室首先报道了具有DNA连接酶活性DNA片段，称为脱氧核酶(deoxyribozyme)。 第一节酶的化学本质、结构与功能 几个有关名词 底物(substrate, S)：酶作用的物质。 产物(product, P)：反应生成的物质。 酶促反应：酶催化的反应。 酶活性：酶催化化学反应的能力。 一、 酶的分子组成 结合酶 (conjugated enzyme) *各部分在催化反应中的作用 酶蛋白决定反应的特异性 辅助因子决定反应的种类与性质 一些酶含有机分子辅酶和金属离子 酶名称 金属离子 有机分子辅基 细胞色素氧化酶 Cu 血红素 醇脱氢酶 Fe Mo FAD 黄嘌呤氧化酶 Fe Mo FAD 丁酰CoA脱氢酶 Mo FAD 琥珀酸脱氢酶 Fe FAD NADH-细胞色素还原酶 Fe FAD 甲基丙二酰CoA异构酶 Co 钴胺辅酶 结合酶中： 单独酶蛋白或辅助因子没有催化活性 一种酶蛋白一般只与一种辅助因子结合 同种辅助因子可与不同的酶蛋白结合 酶的不同形式 单体酶(monomeric enzyme)：仅具有三级结构的酶。 寡聚酶(oligomeric enzyme)：由多个相同或不同亚基以非共价键连接组成的酶。 多酶体系(multienzyme system)：由几种不同功能的酶彼此聚合形成的多酶复合物。 多功能酶(multifunctional enzyme)或串联酶(tandem enzyme)：一些多酶体系在进化过程中由于基因的融合，多种不同催化功能存在于一条多肽链中，这类酶称为多功能酶。 维生素B1 维生素B1又名硫胺素(thiamine) 体内活性形式为焦磷酸硫胺素(TPP) 维生素B2 FMN及FAD是体内氧化还原酶的辅基，主要起氢传递体的作用。 缺乏症：口角炎，唇炎，阴囊炎等。 维生素PP 维生素PP包括 尼克酸(nicotinic acid) 尼克酰胺(nicotinamide) NAD+和NADP+的分子结构 维生素B6 维生素B6包括吡哆醇，吡哆醛及吡哆胺 体内活性形式为磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺 磷酸吡哆醛是氨基酸转氨酶及脱羧酶的辅酶 分布广泛 食物中富含，肠道细菌可以合成供人体需要。 磷酸吡哆醛与磷酸吡哆胺的分子结构 泛酸 体内活性形式为辅酶A(CoA) CoA是酰基转移酶的辅酶，参与酰基的转移作用。 广泛存在，蜂王浆中含量最多。 叶酸 四氢叶酸的分子结构 维生素B12 生物素(biotin)： 是噻吩与尿素相结合的骈环化合物，带有一戊酸侧链，有?，?两种异构体。生物素是羧化酶的辅基，在体内参与CO2的固定和羧化反应。 二、酶的活性中心--与酶活力直接相关的区域 活性中心内的必需基团 酶的活性中心具有一些共同特征 常常是具有三维空间结构的裂缝或裂隙 活性中心的氨基酸残基只占整个酶分子体积的1%-2% 底物通过非共价键与酶结合 活性中心具有柔性或可变性 第二节 酶促反应的特点与机理The Characteristic and Mechanism of Enzyme-Catalyzed Reaction 酶与一般催化剂的共同点 在反应前后没有质和量的变化； 只能催化热力学允许的化学反应； 只能加速可逆反应的进程，而不改变反应的平衡点。 （一）酶促反应具有极高的效率 催化反应历程： 一种酶仅作用于一种或一类化合物，或一定的化学键，催化一定的化学反应并生成一定的产物。酶的这种特性称为酶的特异性