第一章酶学与酶工程

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1、第一章酶学与酶工程第一节酶的基本知识有人估计：E.coli约有3000种蛋白质，高等真核生物约有5000种以上蛋白质，其中绝大部分是酶，但真正认识的只是极少数，刚开始酶极少，一二个不用命名，编号，都可以认识，也不会混淆。酶一多，会产生一酶多名，或一名多酶，则会引起混淆。1961年国际酶学委员会提出了给酶进行命名和分类。1961年，～712种，1964年，～870种，1972年，～1770种，1975年，～1974种，1978年，～2120种，1984年，～2470种，1990年,～3000种，19

2、92年，～3200种，1997年，～3700种，一、酶的命名1961年国际酶学委员会（EnzymeCommittee,EC）根据酶所催化的反应类型和机理，把酶分成6大类：各大类再分亚类，亚亚类酶的命名有两种方法：系统名、惯用名。系统名：包括所有底物的名称和反应类型。乳酸+NAD+丙酮酸+NADH+H+乳酸：NAD+氧化还原酶惯用名：只取一个较重要的底物名称和反应类型。乳酸脱氢酶乳酸：NAD+氧化还原酶对于催化水解反应的酶一般在酶的名称上省去反应类型。系统命名特点：1.表达确切2.太繁，使用不便单底

3、物：底物+反应类型+酶D-氨基酸+氧化还原+酶---→D-氨基酸氧化酶双底物：底物：底物+反应类型+酶醇+NAD++氧化还原+酶---→醇:NAD+氧化还原酶习惯命名特点：1.非常简便2.不精确，容易产生误会，但人们还是喜欢用1）以底物命名(淀粉酶，蛋白酶)2）以反应性质命名(转氨酶，脱氨酶)3）结合以上两者(乳酸脱氢酶)4）或再加酶的来源或性质特点(胰蛋白酶；碱性磷酸酯酶)提示：习惯命名使用中要注意混淆；如激酶，往往指磷酸基团转移的一类酶，水解酶也叫激酶，但无磷酸基团转移(链激酶，尿激酶)用四个

4、数字（标码）标记每一种酶EC-----EnzymeCommisionEC1.1.1.1醇脱氢酶第一大类，作用CHOH，以NAD+，NADP+为受体编号酶委员会建议，发表论文时，论题有关的主要酶在第一次提到时写出它的标码系统名称、习惯命名和来源，然后再用系统命名和习惯命名叙述。二、酶的分类1．氧化还原酶2．转移酶3．水解酶4．裂合酶5．异构酶6．连接酶（合成酶）7．核酸酶（催化核酸）酶用于生物催化的概况核酸类酶（R酶）的分类1982年以来，被发现的核酸类酶越来越多，对它的研究越来越广泛和深入。但对于

5、分类和命名还没有统一的原则和规定。*根据酶催化反应的类型，可将R酶分为剪切酶，剪接酶和多功能酶等三类。*根据R酶的结构特点不同，可分为锤头型R酶，发夹型R酶等。*根据酶催化的底物是其本身RNA分子还是其它分子，可以将R酶分为分子内催化（incis）和分子间催化（intrans）两类。其他习惯归类命名：1、单体酶2、寡聚酶3、多酶复合体4、同工酶5、诱导酶单体酶：一条多肽链，分子量13,000—35,000，不能再解离成更小单位，不需辅助因子，如一些水解酶，往往以无活性状态合成，需要时水解去除部分成

6、活性酶。寡聚酶(多数为寡聚酶)：具相同或不同亚单位组成，以多条肽链组成，一般2-4个亚单位组成，分子量35,000以上，往往是代谢中的关键酶，如乳酸脱氢酶。多酶复合体：几个酶镶嵌而成的复合物，这些酶催化将底物转化为产物的一系列顺序反应。集不同催化活性于一身。1）调节功能，在不同条件时，催化功能不同2）催化多个连续反应的酶活性于一身丙酮酸+CoA+NAD+===乙酰CoA+CO2+NADH丙酮酸脱氢酶具三种酶活性，有60多条肽链组成，分子量≈4,600,000丙酮酸脱氢酶系（E.coli）：丙酮酸脱

7、氢酶（EⅠ）、硫辛酰转乙酰酶（EⅡ）和二氢硫辛酰脱氢酶（EⅢ）。同工酶：存在于生物的同一种属或者同一个体的不同组织，甚至同一组织或者同一细胞催化相同反应，但结构、理化性质、催化特性有所不同的一类酶。诱导酶：当细胞中加入特定诱导物后诱导产生的酶，含量在诱导物存在下显著增高，这种诱导物往往是该酶底物的类似物或底物本身。三、酶的组成和结构特点1、酶的化学性质1926年J.B.Sumner首次从刀豆制备出脲酶结晶，证明其为蛋白质，并提出酶的本质就是蛋白质的观点。1982年T.Cech发现了第1个有催化活性

8、的天然RNA-ribozyme，以后Altman和Pace等又陆续发现了真正的RNA催化剂。核酶的发现不仅表明酶不一定都是蛋白质，还促进了有关生命起源、生物进化等问题的进一步探讨。单纯酶2、酶的组成（全酶）=酶蛋白+辅因子结合酶酶与酶蛋白结合得比较松的小分子有机物。辅酶与膜蛋白结合得紧密的小分子有机物。金属激活剂辅基辅因子金属离子作为辅助因子。酶的催化专一性主要决定于膜蛋白部分。辅因子通常是作为电子、原子或某些化学基团的载体。3、活性部位和必需基团必需基团：这些基团若经化学修饰使其