生物化学第3章酶
185页1、第3章 酶,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。 周朝,人们酿酒,制作饴糖和酱。 春秋战国时期已知用麴(gu曲)治疗消化不良的疾病。 酶者,酒母也,酵素的发现(介绍),尼罗河流域盛产小麦,古埃及人将小麦磨成粉,加入水、马铃薯及盐拌在一起,摆在温热的地方,空气中的酵母落入一块未被烤过的面团中,面团竟慢慢地涨大起來,这种面团烤出来后非常松软,从此人们便故意留一块面团,让酵母慢慢使它发大、变酸,再取一团作“面种”留待下次发面包。 古埃及人只知道方法,却不懂得其原理,因此一直认为这是神在暗中帮忙,而认定面包是“神的赠礼”,enzyme (“in yeast“),enzyme是希腊文 en = in , zyme = yeast,定义:生物细胞产生的,以蛋白质为主要成分的生物催化剂。,第1节 酶是生物催化剂,一、酶的概念,1、酶催化作用的特点,(1)与一般催化剂相同的特点 提高反应速度,不改变平衡点; 只起催化作用,本身不消耗; 降低反应的活化能,(2)特性 . 高效性 反应速度是无酶催化或普通人造催化剂催化反应速度的1061016倍;,且绝无
2、副反应; .专一性,血红素,. 温和性 常温、常压、中性 . 可调节性 有辅助因子,2、胞内酶与胞外酶(略),指酶对底物的选择性,也称特异性。,结构专一性,立体异构专一性,二、酶的专一性,(一)酶的专一性,绝对专一性:仅催化一种底物反应。 相对专一性:能作用于和底物结构类似的物质 族专一性对键和键旁基团有要求 又称为基团专一性 键专一性仅对键有要求,1、结构专一性,族专一性:可作用于一些结构很相似的底物,绝对专一性:只能作用于某一底物,键专一性:可作用于一类很相似的底物,旋光异构专一性: 对构型有要求,只作用于D型或L型异构体 如:L-氨基酸氧化酶 几何异构专一性: 只作用于顺式或反式异构体 如:延胡索酸(反丁烯二酸)酶,2、立体异构专一性,消化道内几种蛋白酶的专一性,(芳香),(碱性),(丙),胰凝乳蛋白酶,胃蛋白酶,弹性蛋白酶,羧肽酶,胰蛋白酶,氨肽酶,羧肽酶,三、酶的化学本质,1、酶的化学本质是蛋白质,单纯酶 :只有蛋白质 结合酶(缀合酶):脱辅酶 + 辅助因子,辅助因子,全酶,2、结合酶及其辅助因子,羧肽酶,脱辅酶: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
3、用,单体酶:一般由一条肽链组成 寡聚酶:为寡聚蛋白,2个亚基 多酶复合体:几种酶靠非共价键彼此嵌合而成。,3、单体酶、寡聚酶、多酶复合体,根据酶蛋白分子的特点:,4、核酶(Ribozyme),1981年T.Cech发现了第1个有催化活性 的天然RNAribozyme(核酶), 以后又陆续发现了真正的RNA催化剂。,第2节 酶的分类和命名,1961年国际酶学委员会(Enzyme Committee, EC)根据酶所催化的反应类型和机理,把酶分成6大类:,一、酶的分类,氧化-还原酶催化氧化-还原反应,催化氢的转移或电子传递。 如,乳酸(Lactate)脱氢酶催化乳酸的脱氢反应。,1、氧化还原酶 Oxidoreductase,转移酶催化基团转移反应,即将一个底物分子的基团或原子转移到另一个底物的分子上。 例如, 谷丙转氨酶催化的氨基转移反应。,2、转移酶 Transferase,水解酶催化底物的加水分解反应。 例如,脂肪酶(Lipase)催化的脂的水解反应:,3、水解酶 hydrolase,裂合酶催化从底物分子中移去一个基团或原子形成双键的反应及其逆反应。 例如, 延胡索酸水合酶催化的反应。
4、,4、裂合酶 Lyase,异构酶催化各种同分异构体的相互转化,即底物分子内基团或原子的重排过程。 例如,6-磷酸葡萄糖异构酶催化的反应,5、异构酶 Isomerase,P,P,合成酶,又称为连接酶,能够催化C-C、C-O、C-N 以及C-S 键的形成反应。这类反应必须与ATP分解反应相互偶联。 例如,丙酮酸羧化酶催化的反应。,6、合成酶 Ligase or Synthetase,4位数字 第一位:代表六大类反应类型 第二位:亚类(作用的基团或键的特点) 第三位:亚亚类(精确表示底物/产物的性质) 第四位:在亚亚类中的序号,酶的系统编号:,1、国际系统命名法,二、酶的命名,反映:底物化学本质及酶的催化性质 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,催化的底物名+ 酶 催化反应类型 + 酶 催化的底物名 +反应类型 + 酶 水解酶一般省去“水解”二字,2、习惯名,第3节 酶的作用机理,一、酶的催化作用与分子活化能,酶促反应模式中间产物学说,k1 k3 E + S ES E + P,k2,k4,中间
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