生物化学--酶化学PPT课件

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1、酶化学(ChemistryofEnzyme)本章重点及难点重点：了解酶作为生物催化剂的特点、国际命名；了解酶催化作用机理；掌握酶促反应动力学中米氏方程及Km的意义、应用，掌握影响酶促反应动力学的因素及与影响酶催化高效性的因素之间的区别。掌握别构酶的特点及核酶、同工酶、诱导酶等的概念。难点：酶催化作用机理、各因素对酶促反应速度的影响及酶促反应动力学的应用。第一节通论一、酶学研究历史公元前两千多年，我国已有酿酒记载。一百余年前，Pasteur认为发酵是酵母细胞生命活动的结果。1877年，Kuhne首次提出Enzyme一词。1897年

2、，Buchner兄弟用不含细胞的酵母提取液，实现了发酵。1926年，Sumner首次从刀豆中提纯出脲酶结晶。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研究室首先报道了具有DNA连接酶活性DNA片段，称为脱氧核酶(deoxyribozyme)。二、什么是酶？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，是生物催化剂。三、酶与一般催化剂的共性及特性1、共性（1）不发生质、量的变化，但能改

3、变反应速度（2）不改变反应的平衡点，但能缩短反应时。（3）可降低反应活化能（4）只能催化热力学允许的反应2、个性（1）极高的催化效率（2）高度专一性（3）易失活（4）酶活性可调控（5）催化作用与结构有关酶专一性类型1.结构专一性酶对所催化的分子（底物，Substrate）化学结构的特殊要求和选择类别：绝对专一性和相对专一性2.立体异构专一性酶除了对底物分子的化学结构有要求外，对其立体异构也有一定的要求类别：旋光异构专一性和几何异构专一性四、酶作用专一性的假说(1)、锁钥学说（模板学说）(2)、多位点亲和理论(3)、诱导契合学说(

4、3)、诱导契合学说五、酶的命名和分类1.命名：习惯命名；系统命名2.国际系统分类法及编号*国际生物化学会酶学委员会（EnzymeCommsion）将酶分成六大类：1.氧化还原酶类，2.转移酶类，3.水解酶类，4.裂解酶类，5.异构酶类，6.合成酶类*每一种酶有一个编号,如乙醇脱氢酶EC1.1.1.27大类亚类亚亚类序号第二节酶的分子结构与功能酶简单酶：脲酶、蛋白酶、淀粉酶、核糖核酸酶等。结合酶酶蛋白辅助因子（简单蛋白质）（结合蛋白质）（apoenzyme）（cofacter)辅酶（coenzyme)辅基(prostheticgr

5、oup)全酶(holoenzyme）=酶蛋白+辅助因子一、酶的组成*各部分成分在催化反应中的作用酶蛋白决定反应的专一性辅助因子决定反应的种类与性质金属酶(metalloenzyme)金属离子与酶结合紧密，提取过程中不易丢失。金属激活酶(metal-activatedenzyme)金属离子为酶的活性所必需，但与酶的结合不甚紧密。辅助因子分类（按其与酶蛋白结合的紧密程度）辅酶(coenzyme):与酶蛋白结合疏松，可用透析或超滤的方法除去。辅基(prostheticgroup):与酶蛋白结合紧密，不能用透析或超滤的方法除去。或称活性

6、部位，酶分子中直接和底物结合并起催化反应的空间局限（部位）。1.酶的活性中心（结合部位和催化部位）二、酶分子的结构特征结合部位酶分子中与底物结合的部位或区域一般称为结合部位，结合部位决定酶的专一性。催化部位酶分子中促使底物发生化学变化的部位称为催化部位，催化部位决定酶所催化反应的性质。活性中心的特点活性部位只占酶整个分子很小部分。通常只有几个aa残基组成。酶的活性中心是个三维实体，是在酶的高级结构中形成的，酶的活性中心的aa残基在一级结构可能相距很远，但在空间结构上十分靠近。酶与底物的结合是活性部分与底物的形状发生诱导锲合的过程

7、。酶的活性部位位于酶分子表面的一个裂缝内，底物分子就结合到这个裂缝内，裂缝内含较多疏水基团，有利于结合催化。酶活性中心是可运动性的，酶活性中心与底物的结合通过次级键。AspHisSer胰凝乳蛋白酶的活性中心活性中心重要基团:His57,Asp102,Ser1952.必需基团指酶表现催化活性不可缺少的基团，指在活性中心之外的某些区域，不与底物直接作用。底物活性中心以外的必需基团结合基团催化基团活性中心三、与酶的高效率有关的主要因素（策略）1、邻近与定向效应2、诱导契合与底物扭曲变形3、共价催化4、酸碱催化5、微环境影响酶分子中可作

8、为亲核基团和酸碱催化的功能基团胰凝乳蛋白酶反应的详细机制（1）结合底物His57质子供体形成共价ES复合物C-N键断裂底物胰凝乳蛋白酶反应的详细机制（2）羰基产物释放四面体中间物的瓦解水亲核攻击羧基产物释放第三节酶促反应的动力学本节需要解决的问题底物浓度与酶促反