生物化学酶主要内容.ppt

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1、Enzyme第三章酶ThebiochemistryandmolecularbiologydepartmentofCMU生物催化剂(biocatalyst)核酶(ribozyme)：具有高效、特异催化作用的核酸，主要参与RNA的剪接。酶是一类由活细胞产生的，对其特异底物具有高效催化作用的蛋白质。几个有关名词底物(substrate,S)：酶作用的物质。产物(product,P)：反应生成的物质。酶促反应：酶催化的反应。酶活性：酶催化化学反应的能力。一、酶的命名1.习惯命名法——推荐名称2.系统命名法——系统名称二、酶的分类1.氧化还原酶类(oxidoreductases)2.转移

2、酶类(transferases)3.水解酶类(hydrolases)4.裂解酶类(lyases)5.异构酶类(isomerases)6.合成酶类(ligases,synthetases)第一节酶的分子结构与功能TheMolecularStructureandFunctionofEnzyme酶的不同形式单体酶(monomericenzyme)寡聚酶(oligomericenzyme)多酶体系(multienzymesystem)多功能酶(multifunctionalenzyme)或串联酶(tandemenzyme)一、酶的分子组成结合酶(conjugatedenzyme)单纯酶

3、(simpleenzyme)酶蛋白(apoenzyme)辅助因子(cofactor)全酶(holoenzyme)决定反应的特异性决定反应的种类与性质辅助因子按其与酶蛋白结合的紧密程度分为辅酶(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。二、酶的活性中心必需基团(essentialgroup)酶分子中氨基酸残基侧链的化学基团中，一些与酶活性密切相关的基团。酶的活性中心(activecenter)或称活性部位(activesite)，指必需基团在空间结构上彼此靠近，组成具有特定

4、空间结构的区域，能与底物特异结合并将底物转化为产物。溶菌酶的活性中心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构成酶活性中心的常见基团：His的咪唑基、Ser的－OH、Cys的－SH、Glu的γ-COOH。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第二节酶促反应的特点与机理TheCharacteristicandMechanismofEnzyme-CatalyzedReaction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

5、能催化热力学允许的化学反应；只能加速可逆反应的进程，而不改变反应的平衡点。（一）酶促反应具有极高的效率一、酶促反应的特点酶的催化效率通常比非催化反应高108～1020倍，比一般催化剂高107～1013倍。酶加速反应的机理是降低反应的活化能(activationenergy)。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。过氧化氢分解反应所需活化能催化剂每摩尔需活化能无18000cal胶态钯11700cal过氧化氢酶2000cal一种酶仅作用于一种或一类化合物，或一定的化

6、学键，催化一定的化学反应并生成一定的产物。酶的这种选择性称为酶的特异性或专一性。*酶的特异性(specificity)（二）酶促反应具有高度的特异性绝对特异性(absolutespecificity)相对特异性(relativespecificity)立体结构特异性(stereospecificity)绝对特异性酶只作用于特定结构的底物，进行一种专一的反应，生成一种特定结构的产物。如：相对特异性酶作用于一类化合物或一种化学键。如：立体结构特异性酶仅作用于立体异构体中的一种。（三）酶促反应的可调节性对酶生成与降解量的调节酶催化效力的调节通过改变底物浓度对酶进行调节等二、酶促反应的

7、机理（一）酶-底物复合物的形成与诱导契合假说*诱导契合假说(induced-fithypothesis)酶底物复合物E+SE+PES酶与底物相互接近时，其结构相互诱导、相互变形和相互适应，进而相互结合。锁－钥学说诱导契合假说（二）酶促反应的机制1.邻近效应与定向排列2.多元催化3.表面效应(surfaceeffect)第三节酶促反应动力学KineticsofEnzyme-CatalyzedReaction酶促反应动力学研究各种因素对酶促反应速度的影响。影响因素包括有酶浓度、底物浓度、pH、温