《酶工程基础q》PPT课件

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1、第二章酶工程基础第一节酶的分类和命名第二节酶的化学本质、来源和生产第三节酶催化原理第四节酶催化反应动力学第一节酶的分类和命名一．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）1．氧化还原酶(Oxidoreductase)包括脱氢酶(Dehydrogenase)、氧化酶(Oxidase)、过氧化物酶、氧合酶、细胞色素氧化酶等如乳酸(Lactate)脱氢酶催化乳酸的脱氢反应。2．转移酶(Transferase)包括酮醛基转移酶、酰基转移酶、糖苷基转移酶、含

2、氮基转移酶等例如，谷丙转氨酶催化的氨基转移反应。3．水解酶(Hydrolase)脂肪酶、糖苷酶、肽酶等，水解酶一般不需辅酶主要包括淀粉酶、蛋白酶、核酸酶及脂酶等。例如，脂肪酶(Lipase)催化的脂的水解反应：4．裂合酶(Lyase)这类酶可脱去底物上某一基团留下双键，或可相反地在双键处加入某一基团。主要包括醛缩酶、水化酶及脱氨酶等。例如，延胡索酸水合酶催化的反应。5．异构酶(Isomerase)此类酶为生物代谢需要对某些物质进行分子异构化，分别进行外消旋、差向异构、顺反异构等例如，6-磷酸葡萄糖异构酶催化的反

3、应。6．连接酶（合成酶）(LigaseorSynthetase)又称为合成酶，能够催化C-C、C-O、C-N以及C-S键的形成反应。这类反应必须与ATP分解反应相互偶联。A+B+ATP+H-O-H===AB+ADP+Pi例如，丙酮酸羧化酶催化的反应。丙酮酸+CO2草酰乙酸7.核酸酶（催化核酸）Ribozyme核酸酶是唯一的非蛋白酶。它是一类特殊的RNA，能够催化RNA分子中的磷酸酯键的水解及其逆反应。酶用于生物催化的概况类别占总酶比例%利用率%水解酶hydrolases2665氧化还原酶oxidoreduc

4、tases2725转移酶transferases245裂合酶lyases12~5异构酶isomerases5~1连接酶ligases6~1第二节酶的化学本质、来源和生产一、酶催化功能的结构基础Ⅰ酶是蛋白质Ⅱ酶分子的组Ⅲ酶蛋白分子的结构特征Ⅳ维持酶蛋白分子构象的力Ⅴ酶蛋白一级结构与空间构像的关系Ⅵ酶的活性部位Ⅰ酶的化学本质酶由氨基酸组成，分子量很大酶是高分子胶体物质、两性电解质，在电场中如蛋白质一样泳动导致蛋白质变性的因素往往也能使酶变性酶能被蛋白酶水解而失活非蛋白催化剂（或称非酶催化剂）核酶（Ribozyme）

5、——具有催化能力的RNA脱氧核酶（deoxyRibozyme）——人工合成的具有催化能力的DNAⅡ酶分子的组成酶按组成分类单纯酶：不需辅酶，除蛋白质不含其他成分如水解酶类的胃蛋白酶、核酸酶、脲酶等结合酶（全酶）蛋白质非蛋白部分金属离子：如羧肽酶含Zn2+小分子物质：转氨酶含磷酸吡哆醛糖蛋白：凝血酶含糖蛋白RNA：RNaseP含RNA等广义辅酶根据其与酶蛋白结合程度辅酶：与酶蛋白结合不牢，极易分离，在反应溶液中与酶蛋白处于可逆的解离状态如NAD+、NADP+辅基：与酶蛋白结合十分牢固而不易分离如细胞色素氧化酶的铁

6、卟啉、葡萄糖氧化酶的FAD分子辅酶的功能：辅酶参与和底物分子作用，催化底物反应，而且对酶蛋白的稳定性起保护作用,而高分子酶蛋白提供特异性催化条件单体酶、寡聚酶和多酶复合物1.单体酶（monomericenzyme)：仅有一条具有活性部位的多肽链，全部参与水解反应。2.寡聚酶(oligomericenzyme)：由几个或多个亚基组成，亚基牢固地联在一起，单个亚基没有催化活性。亚基之间以非共价键结合。3.多酶复合物(multienzymesystem)：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

7、反应。丙酮酸脱氢酶系（E.coli）：丙酮酸脱氢酶（EⅠ）、硫辛酰转乙酰酶（EⅡ）和二氢硫辛酰脱氢酶（EⅢ）。EⅠEⅡEⅢ碱性EⅠEⅡEⅢ+EⅡEⅢ+脲Ⅲ酶蛋白分子的结构特征蛋白质功能决定于其结构，不仅与其氨基酸组成（一级结构）有关，还与其空间结构有关◆具有酶活性的蛋白质都是球蛋白：在球蛋白的分子中，一条肽链往往是通过一部分α-螺旋、一部分β-折叠、一部分β-转角和一部分无规则卷曲而形成紧密的球状构象◆在球蛋白分子中，大多数非极性侧链总是埋藏在分子内部，形成疏水核，而大多数极性侧链总是暴露在分子表面上，形成一些

8、亲水区。◆在球蛋白质分子表面，往往有一内陷的空穴，此空穴往往是疏水区，能够容纳一个或两个小分子配体或大分子配体的一部分。对酶分子而言，此空穴正好容纳一个或多个小分子底物或大分子底物的一部分——此即酶活性部位◆有些球蛋白具有四级结构，这类球蛋白的分子中含两条或更多条肽链，他们彼此以非共价键相连，每一条肽链都有自己的二三级结构，此多肽链即为蛋白质分子的亚单位（亚基）亚基一般由一条多肽链组成