动物生物化学课件7生物催化剂-酶

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1、羧肽酶第7章生物催化剂—酶Enzymes本章主要内容：酶的一般概念酶的组成与维生素酶的结构与功能的关系酶的催化机理酶反应的动力学酶活性的调节1.酶的概述酶是由活细胞产生的，能在体内或体外起同样催化作用的一类具有活性中心和特殊构象的生物大分子，包括蛋白质和核酸。绝大部分酶是蛋白质，还有一些核糖核酸RNA具有催化作用，称为核酶（ribozyme）。1.1定义细胞的代谢由成千上万的化学反应组成，几乎所有的反应都是由酶（enzyme）催化的。酶对于动物机体的生理活动有重要意义，不可或缺。酶在生产实践中有广泛应用。★高效性酶的催

2、化作用可使反应速度比非催化反应提高108-1020倍。比其他催化反应高106-1013倍★专一性即对底物的选择性或特异性。一种酶只催化一种或一类底物转变成相应的产物。1.酶的概述1.2酶的催化特性①绝对专一性②相对专一性③立体专一性绝对专一性一种酶只催化一种底物转变为相应的产物。例如，脲酶只催化尿素水解成CO2和NH3。相对专一性一种酶作用于一类化合物或一类化学键。不同的例如，不同的蛋白水解酶对于所水解的肽键两侧的基团有要求。立体专一性指酶对其所催化底物的立体构型有特定的要求。例如，乳酸脱氢酶专一地催化L-乳酸转变为丙酮酸，

3、延胡索酸只作用于反式的延胡索酸（反丁烯二酸）。立体专一性保证了反应的定向进行。R1:Lys,ArgR2:不是ProR3:Tyr,Trp,PheR4:不是Pro★酶容易变性这是酶的化学本质（蛋白质）所决定的。★酶的可调节性抑制和激活（activationandinhibition）反馈控制(feedback)酶原激活(activationofproenzyme)变构酶(allostericenzyme)化学修饰(chemicalmodification)多酶复合体(multienzymecomplex)酶在细胞中的区室化(enzym

4、ecompartmentalization)1.酶的概述已知的上千种酶绝大部分是蛋白质。单纯酶：仅由蛋白质组成的酶。少数，例如：溶菌酶结合酶：除蛋白质外，还有非蛋白质成分。大多数。全酶=酶蛋白+辅助因子辅助因子包括:十几种辅酶、辅基，还有一些金属离子。2.酶的组成与维生素2.1酶的化学本质酶蛋白的作用：与特定的底物结合，决定反应的专一性。辅酶、辅基的作用：参与电子的传递、基团的转移等，决定了酶所催化反应的性质。辅酶与辅基都是耐热的有机小分子，结构上常与维生素和核苷酸有关。辅酶与酶蛋白结合不紧，容易经透析除去，而辅基与酶蛋白共价相连

5、。金属离子的作用：它们是酶和底物联系的“桥梁”；稳定酶蛋白的构象；酶的“活性中心”的部分。2.酶的组成与维生素2.1酶的化学本质（Vitamin）是动物和人类生理活动所必需的，从食物中获得的一类有机小分子。它们并不是机体的能量来源，也不是结构成分，大多数以辅酶、辅基的形式参与调节代谢活动。A视黄醇（维生素A脂溶性维生素：原——胡萝卜素）DEK钙化醇生育酚凝血维生素2.酶的组成与维生素2.2维生素与辅酶和辅基的关系维生素B族维生素辅酶形式酶促反应中的主要作用硫胺素素(B(B1)硫胺素焦磷酸酯酯(TPP)(TPP)α-酮酸氧化脱羧酮基

6、转移作用核黄素素(B(B2)黄素单核苷酸酸(FMN)(FMN)黄素腺嘌呤二核苷酸酸(FAD)(FAD)氢原子转移氢原子转移尼克酰胺胺(PP)(PP)+尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸酸(NAD(NAD)尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸+(NADP)氢原子转移氢原子转移吡哆醇醇((醛、胺胺))(B6)磷酸吡哆醛氨基转移泛酸辅酶酶A(CoAA(CoA)A(CoA)酰基转移叶酸四氢叶酸"一碳基团团""转移生物素素(H)(H)生物素羧化作用钴胺素素(B(B12)甲基钴胺素5′-脱氧腺苷钴胺素甲基转移B族维生素及其辅酶形式含2-60个亚基，有复杂的高级结构

7、。常通过变构效应在代谢途径中发挥重要的调节作用。多酶复合体由多个功能上相关的酶彼此嵌合而形成的复合体。它可以促进某个阶段的代谢反应高效、定向和有序地进行。串联酶或多功能酶催化相关代谢反应的酶蛋白基因在进化过程中融合，使遗传信息表达后生成一条多肽链，却具有多种不同催化功能。3.酶的分子结构根据酶蛋白分子结构的特点，可将其分为：单体酶只有三级结构，一条多肽链的酶。如129个氨基酸的溶菌酶，分子量14600。寡聚酶ACP蛋白组成。大肠杆菌的丙酮酸脱氢酶系模型3.酶的分子结构功能上相关的几个酶在空间上组织在一起，定向有序地催化一系列反应。

8、例如，丙酮酸脱氢酶系由3个酶组成，脂肪酸合成酶系由6个酶和1个指酶分子中直接和底物结合，并和酶催化作用直接有关的部位。（1）酶活性中心的组成：必需基团：对酶发挥活性所必需的基团。对于结合酶，辅助因子常常是活性中心的组成部分。这些基团在一级结构上可能