酶的结构与功能.ppt

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1、第二章酶的结构与功能Enzyme主要内容主要介绍酶的概念、催化特性及其化学本质，讨论酶的结构特征和催化功能以及酶的作用机理，进而讨论影响酶作用的主要因素。重点酶促反应动力学（影响酶反应的因素）；酶的作用机理难点激活剂、抑制剂的影响；别构调节酶的发现及研究历史人们对酶的认识起源于生产与生活实践。夏禹时代，人们掌握了酿酒技术。公元前12世纪周朝，人们酿酒，制作饴糖和酱。春秋战国时期已知用麴(曲)治疗消化不良的疾病。酶者，酒母也第一节酶引论enzyme("inyeast")enzyme是希腊文en=in，zyme=yeast什么是酶？酶是生物催化剂生物体一切生化反应都需酶催化才能进行！性能远远超过人

2、造催化剂定义：由活细胞产生的、有高度专一性和高效催化作用的生物大分子。一、酶是生物催化剂1.只能催化热力学上允许进行的反应；2.提高反应速度，不改变平衡点;3.只起催化作用，本身不消耗；4.降低反应的活化能。（一）与一般催化剂相同的特点一般催化剂反应活化能反应总能量变化酶促反应活化能非催化反应活化能初态终态能量改变活化过程酶促反应活化能的改变过渡态活化能(activationenergy)指在一定温度下，1mol底物全部进入活化态所需要的自由能单位：KJ/mol酶催化反应的实质：降低反应的活化能1.高效性且无副反应反应速度是无酶催化/普通人造催化剂催化反应速度的105——1017倍。（二）生物

3、催化剂的特点铁屑肝糜肝糜(煮)2H2O22H2O+O2例：双氧水裂解2.专一性Specificity:酶对催化的反应和反应物有严格的选择性。底物（substrate):酶作用的物质。（1）酶浓度的可调性（2）通过激素调节酶活性（3）反馈抑制调节酶活性（4）抑制剂和激活剂（5）别构调控、共价修饰、同工酶等3.可调节性为P所抑制A―‖→B→C→D→P（终产物）↑……………………↑图通过终产物可逆的结合对途径中的第1个酶反馈抑制4.反应条件温和（易失活）常温、常压、中性5.催化活性与结构有关生物固氮：工业氨合成：N2+3H2500℃,300大气压Fe2NH3二、酶的化学本质及组成①经酸碱水解终产物是

4、AA②能被蛋白酶水解而失活③酶可变性失活④酶是两性电解质⑤具有不能通过半透膜等胶体性质⑥具有蛋白质的化学呈色反应化学本质是蛋白质（一）酶的化学本质1982年T.Cech发现了第1个有催化活性的天然RNA——ribozyme（核酶），以后又陆续发现了真正的RNA催化剂。1995年，JackW.Szostak研究室首先报道了具有DNA连接酶活性的DNA片段，称之为脱氧核酶(deoxyribozyme)，为生物催化剂的发展作出了新的贡献。单纯酶：只有蛋白质缀合酶（结合酶）：脱辅酶+辅助因子辅助因子辅基（prostheticgroup）辅酶（coenzyme）{与酶结合紧与酶结合松全酶（二）酶的化学组

5、成根据酶的组成成份：羧肽酶NADPH—脱氢酶的辅酶过氧化氢酶缀合酶中：单独酶蛋白或辅助因子没有催化活性一种酶蛋白一般只与一种辅助因子结合同种辅助因子可与不同的酶蛋白结合酶蛋白：决定反应的专一性辅助因子：传递电子、原子或某些化学基团的作用monomericenzyme：一般由一条肽链组成oligomericenzyme：为寡聚蛋白，≥2个亚基multienzymecomplex：几种酶靠非共价键彼此嵌合而成。－－酶催化将底物转化为产物的一系列顺序反应,有利于提高酶的催化效率并便于对酶的调控。（如糖代谢、脂代谢）（三）单体酶、寡聚酶、多酶复合体根据酶蛋白分子的特点：三、酶的命名和分类（一）习惯命名

6、法根据其催化底物来命名；根据所催化反应的性质来命名；结合上述两个原则来命名，有时在这些命名基础上加上酶的来源或其它特点。（略讲）优点命名简单应用历史较长，使用方便缺点一名数酶、一酶数名为了适应酶学发展的新情况，国际酶学会议于1961年提出一个新的系统命名法及分类原则，已被国际生化协会采用。（二）国际系统命名法：系统名称包括底物名称、反应性质，最后加一个酶字。底物1：底物2+反应性质+酶乳酸+NAD+丙酮酸+NADH+H+乳酸：NAD+氧化还原酶当底物为水时，可省略系统名：包括所有底物的名称和反应类型。乳酸+NAD+丙酮酸+NADH+H+乳酸：NAD+氧化还原酶惯用名：只取较重要的底物名称和反应

7、类型。乳酸：NAD+氧化还原酶乳酸脱氢酶对于催化水解反应的酶一般在酶的名称上省去反应类型。（三）国际系统分类编号1961年国际酶学委员会（EnzymeCommittee,EC）根据酶所催化的反应类型和机理，把酶分成6大类：氧化-还原酶催化氧化-还原反应，催化氢的转移或电子传递。主要包括脱氢酶(dehydrogenase)和氧化酶(Oxidase)。如，乳酸(Lactate)脱氢酶催化乳酸的脱氢反应