生物化学课件酶.ppt

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1、第5章酶Theapplicationofenzymehasamuchlongerhistorythanthatofenzymaticresearch.新陈代谢是生命活动的基础，而构成新陈代谢的许多复杂而有规律的物质变化和能量变化都是在酶的催化下进行的。生物的生长发育、繁殖、遗传、运动、神经传导等生命活动都与酶的催化过程紧密相关。没有酶的参与，生命活动一刻也不能进行。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enzyme("inyeast")enz

2、yme是希腊文en=in，zyme=yeast公元前两千多年，我国已有酿酒记载；一百余年前，L.Pasteur证明发酵是酵母细胞的生命活动；1833-1835年淀粉的第一次酶解；1877年，Kuhne首次提出Enzyme一词；1894年加酶食品的第一次商业化生产；1897年，E.Buchner用无细胞提取液实现发酵；现代酶学的开始；1908-1913年在皮革软化过程中酶取代粪便；1914年第一次生产出浓缩洗衣皂；1926年，J.Sumner从刀豆分中分离提纯并结晶脲酶，首次证明酶是蛋白质；L.PasteurT.R.Cech1941-1943年生产胰岛素和胰蛋白酶的新方法；1963年碱性蛋

3、白酶--洗涤剂用酶的突破；1967年微生物筛选；1982年，T.R.Cech和S.Altman从四膜虫中发现核酶，即Ribozyme；1984-1986年第一个由基因修饰的微生物(GMO)生产的酶；1992年建立用于酶工业生产的克隆表达；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)；酶学研究的主要方向：一方面在酶的分子水平上揭示酶与生命活动的关系；另一方面酶的应用研究。酶是一类具有高效率、高度专一性、活性可调节的生物催化剂。第一节酶学概论一、酶的概念及其作用特点酶的概念①催化效率高，用量少（细胞中含量低）

4、。②加快反应速度，缩短达到化学平衡的时间，但不改变化学反应平衡点。③降低反应活化能。④反应前后自身结构与数量不变。非生物催化剂的特点酶催化反应速度是相应的无催化反应的108-1020倍，并且高出非酶催化反应速度107~1013倍。酶催化反应的特点催化效率更高专一性高又称特异性，酶在催化生化反应时对底物的选择性，即一种酶只能作用于某一类或某一种特定的底物。反应条件温和酶促反应在常温、常压、中性pH的水溶液中进行，高温或极端理化条件则易导致酶失活。活性可调节激素调节、反馈抑制与激活、抑制剂与激活剂调节、别构调节、共价修饰调节等方式调节酶的活性；通过酶的合成与降解调节酶的浓度。酶的催化活性与辅

5、酶、辅基、金属离子有关。需要辅助因子少数酶是RNA（核酶）二、酶的化学本质及其组成1、酶的化学本质绝大多数酶是蛋白质★ribozyme核酶（具有催化功能的RNA）全酶（holoenzyme)=脱辅基酶（apoenzye)+辅因子(cofactor)例如：超氧化物歧化酶(Cu2+、Zn2+）、乳酸脱氢酶（NAD+）2、酶的化学组成单纯酶类(simpleenzyme)仅由蛋白质组成。例如：脲酶、溶菌酶、淀粉酶、脂肪酶、核糖核酸酶等。缀合酶类（conjugatedenzyme)酶的辅助因子金属离子Fe2+、Fe3+、Zn2+、Cu+、Cu2+、Mn2+、、Mn3+、Mg2+、K+、Na+、Mo

6、6+、Co2+等。有机化合物NAD，NADP，FAD，生物素，卟啉等辅酶coenzyme与酶蛋白结合较松，可透析除去。辅基prostheticgroup与酶蛋白结合较紧主要辅酶和辅基的差别仅仅是它们与酶蛋白结合的牢固程度不同，并无严格的界限。酶蛋白决定酶促反应的专一性（特异性）辅助因子决定酶促反应的类型和性质，在反应中主要起着传递氢、电子、原子或化学基团的作用。生物体内酶的种类很多，但辅助因子种类很少，一种辅助因子可与多种酶蛋白结合。NAD+构成各种专一性强的乳酸脱氢酶、醇脱氢酶、苹果酸脱氢酶、异柠檬酸脱氢酶。酶的一些辅助因子类别酶辅因子作用含金属离子辅基酪氨酸酶Cu2+传递电子醇脱氢酶

7、Zn2+连接作用肽酶Mn2+连接作用含铁卟啉辅基细胞色素铁卟啉传递电子含维生素的辅酶脱氢酶NAD传递氢转氨酶磷酸吡哆醛转移氨基羧化酶生物素传递CO2黄酶FMN传递氢金属离子的功能:组成酶的活性中心；是连接底物和酶分子的桥梁；参与催化反应，传递电子；稳定酶分子的构象；正电荷可中和底物的阴离子，降低反应中的静电斥力等。小分子有机化合物的功能：在反应中起运载体的作用，传递电子、质子或其他基团。牛胰RNase124a.a单链鸡卵清溶菌酶12