食品应用化学教学课件5-1-2酶的催化特点-.pptx

项目五项目五 酶类的性能与控制酶类的性能与控制酶的催化特点酶的催化特点酶作为催化剂，与一般催化剂有相似的性质（1）改变化学反应速度，本身在化学反应前后没有质和量的改变参与完一次化学反应后，会立即恢复到原来的状态，继续参与下一次反应2）仅能改变化学反应的速度，缩短反应达到平衡所需的时间，不改变化学反应的平衡点3）用量少而催化效率高，只需微量就可大大加速化学反应的进行4）能降低反应的活化能，在任何化学反应中，反应物分子必须超过一定的能阈，成为活化的状态，才能发生变化形成产物这种提高低能分子达到活化状态的能量，称为活化能，即活化分子比一般的分子所多含的能量酶的催化特点我们可以看到，不存在催化剂时，底物到达过渡态需要的活化能为E2，有催化剂时，需要的活化能为E1，E2明显要远高于E1，所以说催化剂能大大降低反应的活化能，从而缩短反应时间酶特有的催化特点酶特有的催化特点酶与非生物催化剂之间最大的区别是酶具有专一性，对底物有严格的选择酶具有专一性，对底物有严格的选择不同的反应需要不同的酶一种酶只能作用于一种底物、一类化合物、一定的化学键、一种异构体或催化一定的化学反应并生成一定的产物，这种特性称为酶作用的专一性或特异性。

这种专一性是由酶蛋白的立体结构所决定的酶特有的催化特点根据酶对底物选择的严格程度不同，还可分细为以下几种类型1）绝对专一性绝对专一性有些酶只能催化一种底物发生一定的化学反应并生成一定的产物，而不能作用于任何其他物质，这种酶的专一性称为绝对专一性例如，脲酶只能催化尿素水解生成CO2和NH3，如果用甲基取代尿素一个氨基上的氢，化学结构虽然与原尿素相似，可脲酶不能再催化它的反应了又如，麦芽糖酶能催化麦芽糖生成葡萄糖，但它只能使-葡萄糖苷键断裂，不能使-葡萄糖苷键断裂，也就是说只能水解-麦芽糖不能水解-麦芽糖大多数酶属于此类酶特有的催化特点（2）相对专一性相对专一性这类酶能够催化一种底物，也就是具有相同的化学键或基团，发生一定的化学反应并生成一定的产物，这种不太严格的选择称为相对专一性这种类型又可根据专一程度分为键专一性和基团专一性酶只要求底物分子上有合适的化学键就能起催化作用，对成键两端的结构没有严格要求，这称为键的专一性例如，蔗糖酶不仅能够水解蔗糖，也能水解棉子糖中的同一类糖苷键还有脂肪酶不仅能水解脂肪，也能水解简单的脂类化合物酶特有的催化特点（3）立体异构专一性（光学专一性）立体异构专一性（光学专一性）。

有些酶对底物的立体构型具有特异的选择性，酶的这种催化专一性称为立体异构专一性酶只对某一种特定的旋光或立体异构体能起催化作用，而对其对映体则完全没有作用例如，单糖、氨基酸和部分取代酸都有L-型和D-型两种旋光异构体，L-乳酸脱氢酶只能以L-乳酸为底物氧化，对D-乳酸不能作用，由此，可用酶法来分离消旋化合物酶促反应条件温和酶促反应条件温和大多数酶的化学本质是蛋白质，酶蛋白一般在常温、常压和近中性的pH条件下都能保持活性、催化反应（动画）例如，蛋白质、脂肪和糖类在体外需要长时间与浓酸或浓碱作用或加热、加压，才能分解生成相应的单体，但在生物体内这些反应在相应酶的作用下，温和条件就能完成酶的催化效率高酶的催化效率高酶具有高效的催化性，少量的酶就可以起到很强的催化作用酶催化反应速度与不加催化剂相比可提高10的8次方10的20次方倍，与加普通催化剂相比可提高10的7次方10的13次方倍过氧化氢酶催化过氧化氢水解比二价铁离子快10的11次方倍；脲酶催化尿素水解是H+催化效率的710的12次方倍；蔗糖酶催化蔗糖水解是氢离子的2.510的12次方倍酶的活性可以调控由于大多数酶的化学本质是蛋白质，一切容易使蛋白质变性的因素，如强酸、强碱、重金属盐，有机溶剂、高温、剧烈搅拌、紫外线等因素，均能使酶蛋白变性，导致失去催化活性。

酶原激活在生物体中，有些酶在细胞内合成或初级释放时只是酶的前体，又称为酶原，是没有催化活性的，只有在一定的条件下，酶原的结构水解开一个或几个特定的肽键，致使构象发生改变，才能表现出酶的活性，这个过程称为酶原激活酶原激活图中就是胰蛋白酶原，在合成部位储存时不会引起细胞或组织的自我消化，待需要时可以被胃酸激活，形成活性中心，从而具备催化活性总结由于酶优于一般化学催化剂的特点，在现在食品工业中应用非常广泛，改进优化了食品加工工艺，生产效率极大的提高，减少了因使用化学试剂残留造成的污染，在降低食品加工成本、提高食品质量、改善食品风味及延长货架期等方面都有显著的作用因此酶制剂的应用具有良好的发展前景。