生物酶与生物膜.ppt

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1、第二节生物酶(Enzymes)一、人类对酶的认识（一）、古代人类对酶的感性认识1、最早利用酶造福于人类的产业是酿酒技术。2、3000多年前，周朝，民间就用风干磨碎的麦芽粉来制饴。3、公元10世纪左右我国已用豆类制酱。4、春秋战国时期漆已广为应用。5、古代史上有利用酶来治病的记载。（二）、古代人类的酶学实验1.1783年，意大利科学家斯帕朗扎尼（Spallanzani）在实验中观察到鸟的胃液能使肉类分解消化。2.1810年，药物学家帕朗奇（Planche）从植物根中分离了一种能使愈创木脂氧化变蓝的物质，该物质

2、耐热且水溶性好。3.酶水解作用的实验证据1814年，帕朗奇（Planche）与基希霍(Kirchhoff）几乎同时揭示了酶催化下的水解现象。(三）、早期的酶学术语1、酶最早的名称酵素（Ferment）作为酶的最早名称由此开始。日本、德国一直沿用至今。2、最早的酶制剂1833年佩恩（Payen）和帕索兹（Persoz）用酒精处理麦芽提取液，分离出了一种能溶于水和稀酒精，对热不稳定的白色无定形粉末，取名为“淀粉酶”（diastase），它能使淀粉转化为糖，不久用于棉布退浆。这是历史上最早的酶制剂。3、diast

3、ase来源于希腊文“分离”一词，很长一段时期作为酶的术语。（四）、晶体酶的获得（五）、现代生物化学证明酶的化学本质是蛋白质紫外,热,重金属,酸、碱使酶失活。酶被蛋白酶水解酶降解而失活。对纯化后的或结晶的酶的分析证明酶由蛋白质或蛋白质+小分子（辅因子）组成1969年知道了RNase以后，人工合成了RNase,具有催化功能，而且与牛胰RNase一样。什么是酶呢？？二、酶的概念酶是一类具有催化活性的蛋白质,由生物细胞在基因指导下合成，又叫生物催化剂。注：绝大多数的酶都是蛋白质三、酶的分子组成1.各部分在催化反应中

4、的作用四、酶的结构与功能酶的一级结构是决定其催化功能最重要的化学结构，是酶发挥催化功能的结构基础。有相同催化功能的同一类酶，其活性中心的一些氨基酸序列有极大的同源性。如胰蛋白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶均属于胰蛋白酶家族，这三种酶活性中心的氨基酸残基有25%的同源性，甚至二硫键的位置亦相同。酶一级结构的差别也决定了催化性质的不同，如胰蛋白酶、胰糜蛋白酶和弹性蛋白酶三种蛋白酶的活性中心Ser残基附近都有一个在立体结构上的“口袋”状结构。由于三种蛋白酶的口袋”状结构不同，决定其与不同底物结合即有不同特异性。酶的特异

5、的三维空间结构是酶催化功能的基础。酶的二、三级结构是维持酶的活性中心空间构象的必需结构。五、酶反应的特点酶是生物催化剂，具一般催化剂的共性通过降低反应活化能而使反应速率加快酶的催化效率极高高度的专一性只能加快反应速度，不能改变反应的平衡点；反应前后质和量没有变化。活化能活化能：分子由常态转变为活化状态所需的能量。H2O2H2O+O2的Ea=75kJ/mol胶体铂催化该反应:Ea=49kJ/mol过氧化氢酶催化时:Ea=8kJ/mol过氧化氢酶四、酶对于生命体的重要性新陈代谢是生命现象的基本特征,包含物质代

6、谢和能量代谢.物质代谢是生物体与外界不断进行物质交换(吸收营养排出废物)的过程生物体通过物质的氧化获得能量并以高能键贮存在体中,需要时再释放能量的过程称为能量代谢酶催化体系保障各种代谢过程有规律的进行,维持生命的延续.五、几种酶的认识固氮酶超氧化物歧化酶（一）、固氮酶氮素吸收的形式：植物所吸收的氮素主要是无机态氮，即铵态氮和硝态氮，也可以吸收利用有机态氮，如尿素等。吸收态氮的形成：工业固氮；自然合成；生物固氮(主要方式)1、工业上合成氨（正反应放热）反应条件：在生产实际中，通常采用的压强是20MPa～50M

7、Pa，采用500℃左右适宜温度。催化剂：采用铁触媒为主体的催化剂2、生物固氮什么叫做生物固氮？固氮微生物将大气中的N2还原为NH3。共生固氮微生物自生固氮微生物根瘤菌→豆科植物放线菌→非豆科植物蓝藻(如鱼腥藻)→水生蕨类等圆褐固氮菌（好氧）梭菌（厌氧）固氮微生物有哪些种类？联合固氮指与一些绿色植物互利共生的固氮微生物。以共生固氮微生物的生物固氮为例：概念：根瘤菌举例：根瘤菌固定的氮素占自然界生物固氮总量的绝大部分1）根瘤菌只有侵入豆科植物根内才能固氮。2）不同的根瘤菌各自只能侵入特定种类的豆科植物。（特异性

8、）根瘤菌的固氮特点：互利共生关系根瘤菌与豆科植物的关系是什么？提供可直接利用的氮素提供有机养料和生活环境二者的互利共生关系具体表现在？根瘤菌→豆科植物豆科植物→根瘤菌根瘤菌在豆科植物中的分布大豆的根瘤豌豆的根瘤N2+8H++8e+16Mg-ATP2NH3+H2+16MgADP+16Pi常温常压固氮酶（二）、超氧化物歧化酶超氧化物歧化酶（Cu-ZnSOD)的空间结构1、超氧化物歧化酶（SOD）SOD是一种广泛存在于