生物化学课件-酶化学

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1、主要介绍酶的化学本质、结构和特性；酶的作用动力学；酶的作用机理；酶的应用；还介绍了别构酶、共价调节酶、同工酶等的概念、性质、生物学意义。主要内容：第五章酶化学1酶的发展史公元前12世纪周代人们就会酿酒，制作饴糖和酱；2000多年前，春秋战国时期用曲治疗消化不良的疾病。1810年JasephGaylussac发现酵母可将糖转化为酒精。1857年，Pasteur认为发酵是活细胞活动的结果；1878年,Kuhne给酶一个统一的名词，叫Enzyme，这个字来自希腊文，其意思“在酵母中”。1897年，Buchner兄弟制备了不含

2、酵母细胞的抽提液使糖发酵，说明发酵与细胞的活动无关。从而说明了发酵是酶作用的化学本质，为此Buchner获得了1911年诺贝尔化学奖。21926年，Sumner从刀豆中提取得到脲酶的结晶,证实酶是一种蛋白质；获1949年化学诺贝尔奖.80年代初发现了具有催化功能的RNA——核酶(ribozyme)，这一发现打破了酶是蛋白质的传统观念，开辟了酶学研究的新领域，获1989年化学诺贝尔奖.现已鉴定出4000多种酶，数百种酶已得到结晶，而且每年都有新酶被发现。3第一节酶的性质一、酶是生物催化剂酶的概念（P221）酶是一类由活性

3、细胞产生的具有催化作用和高度专一性的特殊蛋白质。42.能显著地改变化学反应的速率，但不改变平衡点，反应前后本身不发生变化。（一）酶的共同特性1.用量少而催化效率高53.降低反应所需的活化能6碰撞、有效碰撞、活化分子活化能：活化分子所有的最低能量(Ea)与分子的平均能量(EA)之差。分子由常态转变为活化状态所需要的能量称为活化能。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例:2H2O2→2H2O+O27中间产物学说催化机理目前较满意的解释是：中间产物学说又叫

4、过渡态学说酶与底物通过形成中间产物使反应沿一个低活化能的途径进行。E+SESE+P8底物S与酶结合形成中间产物ESS与E的结合导致分子中某些化学键发生变化，呈不稳定状态，亦即活化态，使反应活化能降低。复合物ES转变成酶与产物的复合物EPEP裂解，生成产物Sumary-中间产物学说9(二)酶的特殊性质1.极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

5、+只能催化6×10-4moleH2O2的分解10①绝对专一性（absolutespecificity）例:2.高度的专一性（特异性）概念：是指酶对底物有严格的选择性。11a.基团专一性（groupspecificity）②相对专一性（relativespecificity）A—B或A—B如α-D-葡萄糖苷酶12b.键专一性A—B1314③立体异构专一性（stereospecificity）a.旋光异构专一性b.几何异构专一性15立体专一性在实践中的意义某些药物的不对称合成和拆分。如用乙酰化酶制备L-氨基酸：有机合成的D

6、、L-氨基酸经酰化后，用乙酰化酶处理，这时只有乙酰-L氨基酸被水解，于是便可将L-氨基酸与乙酰-氨基酸分开。163、酶易失活4、酶活力的调节控制5、酶的催化活力与辅酶、辅基及金属离子有关171926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。1．是蛋白质二、酶的化学本质与酶的组成(一)酶的化学本质18酶的化学本质是蛋白质的主要依据是：①酶经酸碱水解后的最终产物是氨基酸，酶能被蛋白酶水解而失活；②酶是具有空间结构的生物

7、大分子，凡使蛋白质变性的因素都可使酶变性失活；③酶是两性电解质，在不同pH下呈现不同的离子状态，各自具有特定的等电点；④酶和蛋白质一样，具有不能通过半透膜等胶体性质；⑤酶也有蛋白质所具有的化学呈色反应。191982年美国T.Cech等人发现四膜虫的rRNA前体能在完全没有蛋白质的情况下进行自我加工，发现RNA有催化活性。ThomasCech20催化过程图211983年美国S.Altman等研究RNaseP（由20%蛋白质和80%的RNA组成），发现RNaseP中的RNA可催化E.colitRNA的前体加工。Sidney

8、Altman2223Cech和Altman各自独立地发现了RNA的催化活性，并命名这一类酶为ribozyme（核酶），2人共同获1989年诺贝尔化学奖。2．某些RNA有催化活性核酶研究的意义及应用前景24（二）酶的组成1．单成分酶（单纯蛋白质酶）类2．双成分酶（复合酶）类全酶=酶蛋白+辅助因子（辅酶、辅基或金属离子）辅酶（coen