《酶学通论》PPT课件

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1、第八章酶学通论酶,enzyme希腊语原意:inyeast生命体内催化化学反应的物质细胞中大部分球蛋白为酶19世纪中叶对发酵本质的探讨：1857年Pasteur认为发酵分几个阶段进行,每一步都有特定的酶参与,但酶只在活体细胞中才能起作用。发酵是酵母细胞活动的结果。1897年Büchner兄弟用酵母提取液实现发酵，证明了酶可以离开细胞起作用。酶的名称1878年Kühne提出enzyme一词：“在酵母中”。1898年Duclaux提出用后缀“ase”表示酶。一、酶学研究史酶促动力学1894年Fisher提出酶与底物作用的“锁钥”学说1913年Michaelis

2、和Menton米氏方程建立。关于酶的化学本质的认识：1833年Payen和Persoz从麦芽的水抽提物中用酒精沉淀得到一种热不稳定物质,可使淀粉水解成可溶性糖。1926年Sumner首次从刀豆中得到脲酶结晶，并证明其化学本质是蛋白质。1982年ThomasRCech从四膜虫发现rRNA的自身催化作用，并提出了核酶（ribozyme）的概念。限制性内切酶的发现1970年Restrictionenzyme的发现→基因工程。酶学研究史二、酶是生物催化剂酶是一种催化剂1.进行热力学上允许进行的反应；2.缩短化学反应平衡到达的时间，而不改变反应的平衡点；3.用量少

3、而催化效率高；4.通过降低活化能加快化学反应速度。例2H2O2→2H2O+O2反应活化能非催化反应75.24kJ/mol钯催化反应48.9kJ/molH2O2酶催化8.36kJ/mol（1）高的催化效率以摩尔为单位进行比较，酶的催化效率比化学催化剂高107～1013倍，比非催化反应高108～1020倍。例2H2O2→2H2O+O21moleH2O2酶能催化5×106moleH2O2的分解1moleFe3+只能催化6×10-4moleH2O2的分解酶是特殊的催化剂酶与一般催化剂催化效率的比较底物催化剂反应温度反应速度常数尿素H+627.410-7脲酶21

4、5.0106过氧化氢Fe2+2256过氧化氢酶223.5107通常要高出一般催化剂催化活性的107-1013倍。转换数（turnovernumber,kcat）:每秒钟或每分钟，每个酶分子转换底物的分子数，或每秒钟或每分钟每摩尔酶转换底物的摩尔数。2.高度专一性3.可调控性如酶浓度的调节、激素调节、反馈调节、抑制剂和激活剂的调节、别构调节、酶的共价修饰调节、酶原活化等。4.反应条件温和生物固氮：工业氨合成：5.酶的催化活力与辅酶、辅基和金属离子有关N2+3H2500℃,300大气压Fe2NH3酶是生物催化剂1.生物体产生的；化学本质是蛋白质（直接、间

5、接证据）；2.与生命活动密切相关。6CO2+6H2O+能量C6H12O6+6O2↑植物动物N2+3H22NH3某些微生物三、酶的化学本质1．大多数酶是蛋白质1926年美国Sumner脲酶的结晶，并指出酶是蛋白质。1930年Northrop等得到了胃蛋白酶、胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶的结晶，并进一步证明了酶是蛋白质。J.B.SumnerJ.H.Northrop20世纪80年代发现某些RNA有催化活性，还有一些抗体也有催化活性，甚至有些DNA也有催化活性，使酶是蛋白质的传统概念受到很大冲击。酶的定义：生命体内具有催化化学反应活性的蛋白质为酶。酶为生命体内具有催化

6、化学反应活性的生物大分子。四、酶的组成1．单纯蛋白质酶类仅由氨基酸组成。如脲酶、胃蛋白酶等一般水解酶。2．缀合蛋白质酶类蛋白质+非蛋白质部分全酶=脱辅酶（酶蛋白）+辅助因子（辅酶、辅基或金属离子）辅酶（coenzyme）辅基（prostheticgroup）全酶(holoenzyme)

7、

8、酶蛋白（apoenzyme)+辅助因子（cofactor)cofactor辅基，prostheticgroup辅酶，co-enzyme金属离子结合力强酶的催化专一性主要决定于酶蛋白部分，辅助因子通常是作为电子、原子或某些化学基团的传递体。单体酶（monomericenz

9、yme)：由一条肽链组成，全部参与水解反应。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。大多为代谢调控酶。根据酶蛋白分子的特点将酶分成三类多酶复合体(multienzymecomplex)：几个酶嵌合而成的复合物。这些酶催化将底物转化为产物的一系列顺序反应。如丙酮酸脱氢酶复合体由丙酮酸脱氢酶（EⅠ）、硫辛酰转乙酰酶（EⅡ）和二氢硫辛酰脱氢酶（EⅢ）组成。五、酶的命名和分类1961年国际酶学委员会（enzymecommission）提出的酶的命名和分类方法。每一个酶由下

10、列三种表示：1、系统名称：底物名+反应性质2、分类编号：E.C.+四个数字3、推