最新ch生物化学-酶幻灯片.ppt

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1、ch生物化学-酶酶的化学本质：蛋白质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。目前将生物催化剂分为两类：酶、非酶生物催化剂（核酶，脱氧核酶等）概述第一节酶的分子结构二、酶的活性中心(activesite)必需基团：活性中心的必需基团、活性中心以外的必需基团活性中心：底物结合部位＋催化部位活性中心是酶与底物结合并表现催化作用的空间区域，大多由肽链上远隔的氨基酸残基提供必需基团，经肽链盘绕折叠，使之在三维空间相互接近，构成特定的空间构象，起催化中心作用。在结合酶中，辅基与辅酶也参与活性中心的组成。1．

2、结合部位Bindingsite酶分子中与底物结合的部位或区域一般称为结合部位。酶分子中促使底物发生化学变化的部位称为催化部位通常将酶的结合部位和催化部位总称为酶的活性部位或活性中心结合部位决定酶的专一性催化部位决定酶所催化反应的性质2．催化部位（catalyticsite）亲核性基团：丝氨酸的羟基，半胱氨酸的巯基和组氨酸的咪唑基。常见酶活性中心的基团酸碱性基团：门冬氨酸和谷氨酸的羧基，赖氨酸的氨基，酪氨酸的酚羟基，组氨酸的咪唑基和半胱氨酸的巯基等。酶分子中存在着一些可以与其他分子发生某种程度的结合的部位，从而引起酶分

3、子空间构象的变化，对酶起激活或抑制作用。3．调控部位Regulatorysite必需基团：酶表现活性不可缺少的基团活性中心的必需基团：结合、催化。调节部位的必需基团维持三维空间结构的必需基团其它必需基团活性中心的常见基团：His的咪唑基，Ser的羟基，Cys的巯基，Glu的γ羧基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三、酶按结构的分类单体酶：只有一条多肽链寡聚酶：具有多条多肽链多功能酶（串联酶）：一个酶分子具有多种生物催化活性，由多酶体系在进化中基因融合形成多酶体系：具有特定构象的多酶复合物第二节酶促反应

4、的特点和机制酶具有一般催化剂的特征：只能进行热力学上允许进行的反应；可以缩短化学反应到达平衡的时间，而不改变反应的平衡点；自身不参与反应；通过降低活化能加快化学反应速度。过渡态起始态终态能量反应过程化学反应速率的依赖因素：分子间碰撞频率；有效碰撞分子的百分数。能阈:反应物分子发生化学变化所需最低能量活化分子:含有高于反应能阈而能起反应的分子活化能:活化分子具有的高于平均水平的能量供给能量，如加温、光照等降低活化能加快反应速度的方法：几个概念：酶与一般催化剂催化效率的比较底物催化剂反应温度反应速度常数尿素H+6

5、27.410-7脲酶215.0106过氧化氢Fe2+2256过氧化氢酶223.5107酶的高催化效率与不加催化剂相比提高108～1020，与普通催化剂相比提高107～1013一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降低活化能过渡态酶作用高效率的机制1、中间产物学说在酶催化的反应中，第一步是酶与底物形成酶－底物中间复合物。当底物分子在酶作用下发生化学变化后，分解成产物和酶。E+S====E-SP+E许多实验事实证明了E－S复合物的存在。E－S复合物形成

6、的速率与酶和底物的性质有关。（1）酶-底物结合方式：诱导契合（2）底物的过渡状态：张力效应反应速度与形成的过渡状态稳定性密切相关在酶催化的反应中，与酶的活性中心形成复合物的实际上是底物形成的过渡状态酶与过渡状态的亲和力要大于酶与底物或产物的亲和力+-+-稳定的底物通过电荷等相互作用，底物张力变形激活形成过渡态张力效应（strain）--++张力学说这是一个形成内酯的反应。当R＝CH3时，其反应速度比R＝H的情况快315倍。由于-CH3体积比较大，与反应基团之间产生一种立体排斥张力，从而使反应基团之间更容易形成稳定的五

7、元环过渡状态。酶促反应：E+SESESEPE+P自由能变化决定反应方向。活化能高低决定反应速度快慢。催化剂的作用是降低反应活化能。酶催化作用的本质是酶的活性中心与底物分子通过短程非共价力(如氢键,离子键和疏水键等)的作用，形成E-S反应中间物，其结果使底物的价键状态发生形变或极化，起到激活底物分子和降低过渡态活化能作用。(3)敏感键形变：降低活化能酶AB2、邻近效应和定向效应在酶促反应中，底物分子结合到酶的活性中心，一方面底物在酶活性中心的有效浓度大大增加，有利于提高反应速度；另一方面，由于活性中心的立体结构

8、和相关基团的诱导和定向作用，使底物分子中参与反应的基团相互接近，并被严格定向定位，使酶促反应具有高效率和专一性特点。举例咪唑和对-硝基苯酚乙酸酯的反应是一个双分子氨解反应.实验结果表明，分子内咪唑基参与的氨解反应速度比相应的分子间反应速度大24倍。说明咪唑基与酯基的相对位置对水解反应速度具有很大的影响。举例3、多元催化作用酶的活性中心部位，一般