生物化学-第8章-酶学通论

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1、第四章          酶enzymeTheapplicationofenzymehasamuchlongerhistorythanthatofenzymaticresearchSeeatp319第一节酶学概论一、酶的概念及其作用特点酶是一类具有高效率、高度专一性、活性可调节的生物催化剂。生物催化剂：酶(enzyme)核酶(ribozyme)脱氧核酶(deoxyribozyme)1、酶与非生物催化剂相比的几点共性：①催化效率高，用量少（细胞中含量低）。②加快反应速度但不改变化学反应平衡点。③降低反应活化能。④反应前后自身结构不变。活化能——在一定温度下1摩尔底

2、物全部进入活化状态所需的自由能，单位为kj/mol。催化剂改变了化学反应的途径，使反应通过一条活化能比原途径低的途径进行。催化剂的效应只反映在动力学上（反应速度），不影响反应的热力学（化学平衡）。非酶催化反应过渡态酶催化反应底物产物3、酶催化反应的特点（1）、催化效率更高酶催化反应速度是相应的无催化反应的108-1020倍，并且高出非酶催化反应速度至少几个数量级。★转换数（TN)或催化常数（Kcat)表示酶的最大催化效率Kcat是一定条件下（[S]》Km）每秒钟每个酶分子转换底物的分子数（数值上Kcat=K3）P322表8-2一些酶的最大转换数（2）.专一性高酶

3、对反应的底物和产物都有极高的专一性，几乎没有副反应发生。（3）、易失活——反应条件温和常温、常压，中性pH环境。（4）、活性可调节别构调节、酶的共价修饰、酶的合成、活化与降解等。二、酶的化学本质及其组成（一）酶的化学本质绝大多数酶是蛋白质证据（1）酸水解的产物是氨基酸，能被蛋白酶水解失活；（2）具有蛋白质的一切共性，凡是能使蛋白质变性的因素都能使酶变性；（具有蛋白质的颜色反应）少数酶是RNA（核酶）★ribozyme核酶（具有催化功能的RNA）（1）80年代初，ThomasCech和SidneyAltman四膜虫L19RNA具有生物催化功能，催化rRNA前体的剪

4、接（2）1983年Atman和PaceE.ColiRNaseP中的RNA具有加工tRNA前体的催化功能（二）酶的化学组成单纯酶类(simpleenzyme)：仅由蛋白质组成脲酶、溶菌酶、淀粉酶、脂肪酶、核糖核酸酶等缀合酶类（conjugatedenzyme):全酶（holoenzyme)=脱辅基酶（apoenzye)+辅因子(cofactor)：超氧化物歧化酶Cu2+、Zn2+）、乳酸脱氢酶（NAD+）★酶的辅助因子主要有金属离子和有机化合物金属离子：Fe2+、Fe3+、Zn2+、Cu+、Cu2+、Mn2+、、Mn3+、Mg2+、K+、Na+、Mo6+、Co2+

5、等。有机化合物：NAD，NADP，FAD，生物素，卟啉等辅酶(coenzyme)：与酶蛋白结合较松，可透析除去。辅基(prostheticgroup)：与酶蛋白结合较紧。P324表8-4金属离子作为一些酶的辅助因子P325表8-5基团转移反应中的辅酶和辅基。★酶蛋白决定酶专一性，辅助因子决定酶促反应的类型和反应的性质。NAD+构成专一性强的乳酸脱氢酶、醇脱氢酶、苹果酸脱氢酶、异柠檬酸脱氢酶。（三）、单体酶、寡聚酶、多酶复合体、多酶融合体1、单体酶由一条或多条共价相连的肽链组成的酶分子牛胰RNase124a.a单链鸡卵清溶菌酶129a.a单链胰凝乳蛋白酶三条肽链2

6、、寡聚酶①含相同亚基的寡聚酶：苹果脱胱氢酶（鼠肝），2个相同的亚基②含不同亚基的寡聚酶：琥珀酸脱氢酶（牛心），αβ2个亚基寡聚酶中亚基的聚合，有的与酶的专一性有关，有的与酶活性中心形成有关，有的与酶的调节性能有关。★大多数寡聚酶是胞内酶，而胞外酶一般是单体酶。3、多酶复合体★由两个或两个以上的酶，靠非共价键结合而成，其中每一个酶催化一个反应，所有反应依次进行，构成一个代谢途径或代谢途径的一部分。大肠杆菌丙酮酸脱氢酶复合体由三种酶组成：①丙酮酸脱氢酶（E1）以二聚体存在2×9600②二氢硫辛酸转乙酰基酶（E2）70000③二氢硫辛酸脱氢酶（E3）以二聚体存在2×5

7、600012个E1二聚体24×9600024个E2单体24×700006个E3二聚体12×56000总分子量：560万4、多酶融合体（多功能酶）★一条多肽链上含有两种或两种以上催化活性的酶，往往是基因融合的产物。例如：天冬氨酸激酶I---高丝氨酸脱氢酶I融合体（双功能酶）该酶是四聚体α4，每条肽链含两个活性区域：N-端区域是Asp激酶，C端区域是高Ser脱氢酶三、酶的分类及命名（一）、习惯命名1.依据底物来命名（绝大多数酶）：蛋白酶、淀粉酶2.依据催化反应的性质命名：水解酶、转氨酶3结合上述两个原则命名：琥珀酸脱氢酶。4.有时加上酶的来源胃蛋白酶、牛胰凝乳蛋白酶

8、（二）、国际系统命名★★