生物化学2第二章酶化学zjg

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1、酶化学张金国欢迎大家学习第二章8/7/20211ZhangJG-Biochemistry第二章酶化学(6学时)第一节酶的基本特征第二节酶的命名和分类构第三节酶的催化作用机制第四节酶促反应动力学和影响因素第五节酶活性的调节机制8/7/20212ZhangJG-Biochemistry酶(enzyme)是一类具有高效率、高度专一性、活性可调节的生物催化剂。新陈代谢是维持生物体生长、繁殖、运动等生命活动过程的化学变化的总称。生物体同周围环境不断地进行着物质和能量的交换，它把吸收的养分转化成自身的组成部分，称为同化过程；生物体也在不断地将自身的

2、组成物质分解，这是异化过程。新陈代谢失调会引发疾病，新陈代谢停止则意味着生命终结。体内所有代谢反应都是酶催化的，酶是研究生命活动的关键。酶学概述8/7/20213ZhangJG-Biochemistry酶学研究简史早在8000多年前（禹时代），我国已有利用“酶”酿酒的记载。一百余年前，Pasteur认为发酵是酵母细胞生命活动的结果。1877年，威廉.屈内（Kuhne）首次提出enzyme一词。1897年，布赫纳（Buchner）兄弟用不含细胞的酵母提取液进行发酵，说明了发酵与细胞无关，而是由细胞外的物质引起的。1913年Michaeli

3、s和Menten提出酶促动力学原理——米氏方程1926年，Sumner首次从刀豆中提纯出脲酶结晶。8/7/20214ZhangJG-Biochemistry一、酶的化学本质和组成（一）酶的化学本质1、酶是蛋白质1926年Sumner第一次从刀豆种子中提取了脲酶结晶，证明其具有蛋白质性质。30年代，Northrop又分离出结晶的胃蛋白酶、胰蛋白酶及胰凝乳蛋白酶，证明酶的化学本质是蛋白质。第一节 酶的基本特征8/7/20215ZhangJG-Biochemistry2、酶是蛋白质的证据：（1）酶经酸碱水解后的最终产物是氨基酸；元素分析，与蛋

4、白质的元素含量相似，可以用氨基酸人工合成，1969年人工合成了牛胰核糖核酸酶。（2）与蛋白质的分子量相似，结构相似，具有一、二、三、四级结构。（3）凡使蛋白质变性的因素也可使酶变性失活；酶能被蛋白酶水解而失活。（4）酶具有蛋白质的特性，如：两性解离、胶体性质、加热使酶变性、颜色反应等；不能通过半透膜。8/7/20216ZhangJG-Biochemistry但也发现：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，JackW.Szostak（绍斯塔克）研究室首先报道了具有DNA连接酶

5、活性DNA片段，称为脱氧核酶(deoxyribozyme)。大多数酶的化学本质是由蛋白质组成的。Ribozyme的化学本质是RNA8/7/20217ZhangJG-Biochemistry核酶的发现，改变了有关酶是蛋白质的概念，即：“酶是具有催化功能的生物大分子（蛋白质或RNA）”。酶分两大类：主要由蛋白质组成——蛋白类酶（P酶）少数由核糖核酸组成——核酸类酶（R酶）8/7/20218ZhangJG-Biochemistry（二）酶的组成单纯酶类(simpleenzyme)：仅由蛋白质组成脲酶、溶菌酶、淀粉酶、脂肪酶、核糖核酸酶等结合酶

6、类（conjugatedenzyme):全酶=酶蛋白+辅助因子（辅酶、辅基）超氧化物歧化酶Cu2+、Zn2+）、乳酸脱氢酶（NAD+）酶蛋白决定酶专一性，辅助因子决定酶促反应的类型。8/7/20219ZhangJG-Biochemistry酶的辅助因子主要有金属离子和有机化合物有机化合物：NAD，NADP，FAD，生物素，卟啉等金属离子：Fe2+、Fe3+、Zn2+、Cu+、Cu2+、Mn2+、、Mn3+、Mg2+、K+、Na+、Mo6+、Co2+等。辅酶(coenzyme)：与酶蛋白以非共价键结合，较松，可透析除去。辅基(prosth

7、eticgroup)：与酶蛋白以共价键结合，较紧，透析不能除去。8/7/202110ZhangJG-Biochemistry8/7/202111ZhangJG-Biochemistry8/7/202112ZhangJG-Biochemistry（三）同工酶在同一个生物体内，能催化相同的化学反应，但在酶的分子结构、理化性质和生化特性（如Km值、电泳行为等）存在明显差异的一组酶称为同工酶（isoenzyme）。例如：哺乳动物的乳酸脱氢酶（LDH，催化乳酸脱氢生成丙酮酸），有5种形式：分子形式：LDHl，LDH2，LDH3，LDH4，LDH5

8、；亚基组成：H4，H3M，H2M2，HM3，M4。乳酸脱氢酶同工酶分子都是四聚体，但其亚基组成不同。不同组织含量不同，用于疾病诊断。8/7/202113ZhangJG-Biochemistry[临床意义]