《微生物的生理》PPT课件.ppt

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1、第一节微生物的酶1酶的概念：生物催化剂。细胞中自己制成，基本成分是蛋白质。酶蛋白+辅助因子全酶传递电子等、激活剂仅由酶蛋白组成。决定酶反应的专一性,加速反应单纯酶结合酶此时才能发挥催化作用一、酶的分子组成金属离子小分子有机化合物2二、酶的结构与功能的关系(一)酶蛋白的结构一级结构：组成酶蛋白的氨基酸按一定顺序由肽键连接成多肽链；二级结构：多肽链回折或两条多肽链之间由氢键维持其稳定性；三级结构：多肽链进一步形成更复杂的结构，由氢键及其它化学键维持其稳定性。四级结构：多个具有三级结构的亚基再次通过化学键连接。3在一级结构上可能相距遥远，但在空

2、间结构上彼此靠近，组成具有特定空间结构的区域，与酶催化作用直接有关的部位称为酶的活性中心。(二)酶的活性中心活性部位包括：结合基团、催化基团4活性中心内的必需基团结合基团(bindinggroup)与底物相结合催化基团(catalyticgroup)催化底物转变成产物位于活性中心以外，维持酶活性中心应有的空间构象所必需。活性中心外的必需基团5三、酶的分类（一）按照酶所催化的的化学反应，分为六大类：1．水解酶：淀粉酶、蛋白酶、核酸酶及脂酶等催化底物加水分解反应2．氧化还原酶：主要包括脱氢酶和氧化酶催化底物氧化还原反应+A·2H+BAB·

3、2H3．转移酶催化分子间基团转移或交换6六大类酶4．裂解酶5．异构酶6．合成酶催化一个底物分解为两个化合物及其逆反应。催化各种同分异构体之间相互转化与ATP偶联，催化两分子底物合成一分子化合物7胞内酶:在细胞内部起作用，催化细胞的合成和呼吸胞外酶:能透过细胞，作用于细胞外的物质（大分子）（二）存在部位(三)按作用底物不同分细菌无摄食器官，遇到的是简单的溶解物质，通过胞内酶的作用；若遇到的是复杂的固体物质，利用胞外酶将吸附在细胞周围的大分子物质水解为简单的小分子物质。8酶与一般催化剂的共同点在反应前后没有质和量的变化；只能催化热力学

4、允许的化学反应；只能加速可逆反应的进程，而不改变反应的平衡点。四、酶的催化特性9绝对专一性立体异构专一性相对专一性一种酶作用于一种底物。如淀粉酶只能作用于淀粉，而不作用于纤维素。对底物的构象有特殊要求，往往只能催化底物的一种立体化学结构。催化具有相同化学键或基团的底物进行某种类型的反应。如脂酶催化脂键，而对R基团没有严格要求。酶催化作用的专一性10锁-钥学说——刚性模式酶的构型与底物刚好相吻合，底物分子刚好嵌入酶的活性中心，与酶的构象互补，就和锁、钥一样。酶、底物是刚性的，其形状不会改变，它不能解释一种酶催化两个反应的现象。酶的构型与底物

5、并不吻合，当底物和酶接触时，诱导酶分子的构象变化，使活性部位上的有关基团正确排列和定向，进而使酶和底物契合而结合成中间产物，引起底物发生反应。诱导契合学说——柔性学说刚性结合柔性结合酶活性专一性的假说11高效性催化效率比普通催化剂高出107～1013倍，如1克结晶的α—淀粉酶，在65℃时，15分钟可使2吨淀粉水解为糊精。酶和一般催化剂加速反应的机理都是降低反应的活化能(activationenergy)。酶比一般催化剂更有效地降低反应的活化能。12反应总能量改变非催化反应活化能酶促反应活化能一般催化剂催化反应的活化能能量反应过程底物产物酶

6、促反应活化能的改变活化能：底物分子从初态转变到活化态所需的能量。p11313对环境敏感反应条件温和催化活性受调节控制在常温、常压、接近中性的pH条件下发挥作用。酶的活力在体内受到多方面因素的调控。机体通过调节酶的活性和酶量，控制代谢速度，以满足生命的各种需要和适应环境的变化。容易发生变性、失活。14五、酶促反应动力学KineticsofEnzyme-CatalyzedReaction概念研究各种因素对酶促反应速度的影响，并加以定量的阐述。影响因素包括有酶浓度、底物浓度、pH、温度、抑制剂、激活剂等。※研究一种因素的影响时，其余各因素均恒定

7、。151、酶促反应模式--中间产物学说:1913年前后Michaelis和Menten提出酶促反应动力学的基本原理酶的作用在于降低化学反应所需的活化能，而中间产物ES的形成，使底物的活化能大大降低，从而使反应加速。酶底物终产物中间产物不稳定极易分解16V=Vmax[S]/（[S]+Km）并归纳为一个数学式：这一公式表示了底物浓度与反应速度的关系，称为米氏方程，当底物浓度增加时，酶促反应速度V趋近Vmax。Km被称为米氏常数,当V=1/2Vmax时，Km=[S]，因而Km是酶促反应速度为最大速度一半时的底物浓度。2.酶促反应动力学172）K

8、m可表示酶与底物的亲和力。Km越小，酶与底物的亲和力越大。同一种酶有几种底物就有几个Km，其中Km最小的底物一般称为该酶的天然底物或最适底物。如：己糖激酶对葡萄糖的Km1.5mmol/L对果糖