课件：酶part植保.ppt

Chapter 4 Enzyme,第四章 酶,本章主要内容,酶的概述 酶的分类与命名 酶的作用机理 影响酶促反应速度的因素 调节酶类 核酶和抗体酶 酶的分离提纯及酶的应用 酶工程 辅酶和维生素,第五节 调节酶类,别构酶 同工酶 共价修饰调节酶 酶原及其激活,一、别(变)构酶,别(变)构调节：体内一些代谢物可与某些酶分子活性中心外的部位可逆结合，使酶构象改变从而改变酶的活性，这种效应称变构效应 别(变)构酶：某些寡聚酶的分子表面除活性中心外，还有调节部位，当调节物结合到此部位时，引起酶分子构象变化，导致酶活性改变，这类酶称别构酶 别(变)构剂,1963年，Monod等首次提出别构酶的概念 Monod认为别构酶应具备以下特征： 一般含有多个亚基; 别构剂（allosteric effectors）能够结合于别构酶，并引起它的催化活性发生变化，这一点可能反映了别构酶四级结构的改变 现已证明，上述观点是正确的一）别构酶的性质及结构特点,1. 大都是寡聚酶，含有两个或两个以上的 亚基具四级结构 2. 酶分子上含两个中心：活性中心和别构中心 3. 具有别构效应 4. 很多别构酶的动力学曲线呈S形曲线,别构酶的特点,,,,,v,[S],变构酶的S形曲线,,,变构激活,,,,二、变构酶的动力学性质,正协同效应别构酶与米氏酶动力学比较,负协同效应别构酶与米氏酶动力学比较,为了解释别构酶的S型动力学曲线，提出了模型： 1）序变模型 2）齐变模型,别构酶调节酶活性的机理,,1、对称或协同模型（symmetry or concerted model，也称齐变模型、MWC模型）,1965年由Monod、Wyman和Changeux提出。

该模型的要点 :,,,,,,T R S,,,,,2、序变模型（sequential model，也称KNF模型）,1966年由Koshland、Nemethy和Filmer提出该模型的要点 :,,,,,S,,,,S,,S,负协同效应,,,T R T* S：底物,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,蛋白激酶A (无活性),蛋白激酶A (有活性),cAMP,C,C,C,C,R,R,R,R,蛋白激酶A的激活,二、同工酶,同工酶：指能催化的相同化学反应，但其分子结构、理化性质及生物学功能不完全相同的一组酶乳酸脱氢酶（LDH）同工酶:,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,LDH1 LDH2 LDH3 LDH4 LDH5 (H4) (H3M) (H2M2) (HM3) (M4),,,M,,,H,,乳酸脱氢酶（LDH）,人体心,肝和骨骼肌LDH同工酶谱 组织器官 LDH1 LDH2 LDH3 LDH4 LDH5 （ 占总 LDH活性的百分比） 心 35~70 28~45 2~16 0~6 0~5 肝 0~8 2~10 3~33 6~27 30~8 骨骼肌 1~10 4~18 8~38 9~36 40~97 正常血清 27.1±2.8 34.7 ± 4.3 20.9 ± 2.4 11.7 ± 3.3 57 ± 2.9,,,,,,,,,1,2,3,4,5,酶活性,,迁移位置,,酶活性,,迁移位置,,a,b,(a) LDH同工酶电泳图谱 (b) （a）正常人LDH同工酶电泳图谱,（b）心肌梗塞病人血清LDH同工酶电泳图谱,1,2,3,4,5,三、共价修饰调节酶,酶的共价修饰调节： 酶蛋白分子上的一些基团可与某种化学基团发生可逆的共价结合，从而改变酶的活性。

常见修饰方式： 磷酸化和去磷酸化、腺苷酰化/脱腺苷酰化，乙酰化/脱乙酰化，尿苷酰化/脱尿苷酰化，甲基化/脱甲基化，S-S/SH相互转变，共6种类型P,,,,,ATP,ADP,,P,H2O,蛋白激酶,磷蛋白磷酸酶,肌肉中磷酸化酶的磷酸化和去磷酸化过程：,磷酸化酶-b,磷酸化酶-a,无活性,有活性,,,,,,,,,,P,,P,,,,P,酶促化学修饰对酶活性的调节,四、 酶原和酶原的激活 酶原：酶的无活性的前体 酶原的激活：由无活性的酶原转变为有活性的酶的过程 酶原激活的意义：在特定的环境和条件下发挥作用S-S-,X,缬,天,天,天,天,,赖,异,甘,缬,组 46,丝 183,,,,静电吸引 力或氢键,,,肠激酶或 胰蛋白酶,胰蛋白酶原,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,-S-S-,X,缬,天,天,天,天,赖,异,缬,丝,胰蛋白酶,,,,S S,,,,S S,,,,,,,,,组,,,,,活性中心,游离的六肽,胰蛋白酶原的激活过程,,第六节 核酶和抗体酶,1、核酶（Ribozyme） 2、抗体酶：指具有催化能力的蛋白质，其本质 是免疫球蛋白，兼有抗体和酶的双重特性第七节 酶的分离纯化及应用,一、酶分离纯化的一般原则 二、酶的应用 1. 酶法分析的应用 2. 酶制剂的应用,第八节 酶工程,一、酶工程的概念及研究内容 二、酶工程的应用 1. 自然酶 2. 化学修饰酶 3. 固定化酶 4. 人工酶,第九节 维生素与辅酶,定义：是维持机体正常生命活动不可缺少的一类小分子 有机化合物。

分类： （1）水溶性维生素 ① B族维生素、Vc、硫辛酸 ②作用：通过转变成辅酶对代谢起调节作用 ③不易贮存，应随时摄入 （2）脂溶性维生素： ① VA、VD、VE、VK ②在体内可直接参与代谢的调节作用 ③涉入太多会引起中毒,一、辅酶Ⅰ、Ⅱ和维生素PP,（1）生物体内的活性形式： NAD+ ：烟酰胺-腺嘌呤二核苷酸，又称为辅酶I NADP+：烟酰胺-腺嘌呤二核苷酸磷酸,又称为辅酶II （2）功能：是多种重要脱氢酶的辅酶 （3）缺乏症：能维持神经组织的健康 缺乏时表现出神经营养障碍，出现皮炎即癞皮病 （4）分布：肉类、谷物、花生及酵母含量丰富 玉米缺乏色氨酸，长期食用玉米，可能出现缺乏症 （肝脏可将色氨酸转变为烟酰胺）,尼克酸，烟酸（维生素Vpp） NAD+/NADH，烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（氧化/还原） NADP+/NADPH，烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸 （氧化/还原）烟酰胺衍生物 ，传递氢和电子， 氧化还原酶的辅酶二、 核黄素（VB2）与黄素辅酶,（1）核黄素(维生素B2)在生物体内的活性形式： FAD(黄素-腺嘌呤二核苷酸) FMN(黄素单核苷酸) （2）缺乏症：组织呼吸减弱，代谢强度降低。

主要症状为口腔发炎，舌炎、角膜炎、皮 炎等 （3）功能：在脱氢酶催化的氧化-还原反应中，起着电子和质子的传递体作用 （4）存在：小麦、青菜、黄豆、肝脏等以VB2，核黄素为基础形成 两种辅基FMN黄素单核苷酸和FAD黄素 腺嘌呤二核苷酸作用是传递氢和电子三、脱羧辅酶和维生素B1,（1）硫胺素(维生素B1) 以焦磷酸硫胺素(TPP)形式存在 （2）缺乏症：表现出多发性神经炎、皮肤麻木、心力衰竭、四肢无力、下肢水肿 （3）功能：焦磷酸硫胺素是脱羧酶的辅酶，是催化酮酸的脱羧反应 （4）存在：植物体内、尤其是谷物的外皮中含量最高VB1，硫胺素经焦磷酸化转变为TPP，焦磷酸硫胺素它是酮酸脱氢酶的辅酶四、泛酸与辅酶A,（1）辅酶A是生物体内代谢反应中乙酰化酶的辅酶，它的前体是维生素(B3)泛酸 （2）功能：是传递酰基，是形成代谢中间产物的重要辅酶 （3）分布：分布广泛，肠内细菌也可以合成，所以一般不缺乏泛酸（维生素B3） 是CoA（辅酶A ） 的组成成分CoA 是脂酰基的载体五、硫辛酸,（1）硫辛酸是少数不属于维生素的辅酶硫辛酸是6,8-二硫辛酸， 有两种形式，即硫辛酸（氧化型）和二氢硫辛酸（还原型）. （2）硫辛酸是-酮戊二酸脱氢酶系的辅酶之一，起传递氢和转 移酰基的作用。

（3）肝、酵母中含量多,硫辛酸，含硫脂肪酸，有氧化和还原两种形式，既可以传递氢和电子，又能转移脂酰基六、 VB6与磷酸吡哆醛,（1）吡哆素(维生素B6，包括吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺) （2）磷酸吡哆素主要包括磷酸吡哆醛（PLP） 磷酸吡哆胺（PMP） （3）磷酸吡多素是转氨酶的辅酶，转氨酶通过磷酸吡多醛和磷酸 吡多胺的相互转换，起转移氨基的作用 （4）肠道细菌可以合成，一般不缺乏长期酗酒和患结核病的 人应补充VB6七、生物素与羧化辅酶,(1)生物素的功能是作为CO2的传递体，在生物合成中起传递和固定 CO2的作用 (2)生物素是羧化酶的辅酶，它本身就是一种B族维生素B7 (3)缺乏症：缺乏VB7，消瘦、皮炎、脱毛、神经过敏，一般不缺乏八、叶酸与四氢叶酸,（1）四氢叶酸（FH4、THF）是合成酶的辅酶，前体是维 生素B11 （2）四氢叶酸的主要作用是作为一碳基团，如-CH3, -CH2-, -CHO 等的载体，参与多种生物合成过程 （3）叶酸缺乏会导致贫血 （4）分布：青菜、肝、酵母等九、 VB12与B12辅酶,（1）维生素B12又称为钴胺素5’-脱氧腺苷钴氨素是 VB12在生物体内的活性形式，维生素B12辅酶。

（2）维生素B12辅酶的主要功能是作为变位酶的辅酶， 催化底物分子内基团(主要为甲基)的变位反应 （3）肝、鱼、肉等且肠道细菌可以合成维生素B12中心钴原子结合5’-脱氧腺苷基称辅酶B12 ， 为一些变位酶和转甲基酶的辅酶十、 维生素C,（1）称为抗坏血酸，缺乏时易患坏血病；过量容易产生尿路结石 （2）VC的水溶液不稳定，热、碱、氧化剂均能使其破坏 （3）在体内参与氧化还原反应，羟化反应人体不能合成十一、维生素A,（1）称为抗干眼病维生素 （2）-胡萝卜素（VA原）—2VA （3）维生素A分A1, A2两种，是不饱和一元醇类维生素A1又称 为视黄醇，A2称为脱氢视黄醇 （4）肝、蛋黄、胡萝卜、青菜、玉米中含量量较多十二、 维生素D,（1）抗佝偻病的维生素 （2）维生素D是固醇类化合物，主要有D2（麦角钙化醇）,D3（胆 钙化醇）它们由VD源—麦角固醇和胆固醇分别转化而来 （3）在生物体内，D2和D3本身不具有生物活性它们在肝脏和肾 脏中进行羟化后，形成1，25-二羟基维生素D其中1，25-二 羟基维生素D3是生物活性最强的 （4）调节钙磷的代谢， 使骨骼正常发育 （5）VA、VD不要同时食用。

十三、维生素E,（1）生育酚，目前发现的有6种，其中，，，四种有生理活性 （2）VE缺乏，易出现心血管病变；VE抗衰老 （3）花生油、玉米油及豆类、蔬菜中含量高且体内易贮存、代谢慢，不易缺乏十四、维生素K,（1）具有凝血的功能，因此又称凝血维生素 （2）功能：促进肝脏合成凝血酶原，调节凝血因子，促进血液凝固 （3）VK1可从植物中分离到；VK2肠内细菌可以合成本章重点及难点 重点：了解酶作为生物催化剂 的特点为，国际命 名；了解酶催化作用机理；掌握酶促反应动力学中米氏方程及Km的意义、应用，掌握影响酶促反应动力学的因素及与影响酶催化高效性的因素之间的区别掌握别构酶的特点及核酶、同工酶、诱导酶等的概念掌握水溶 性维生素的辅酶形式及其英文缩写、生化功能；了解各种维生素相对应的缺乏症及来源 难点：酶催化作用机理 、各因素对酶促反应速度的影响及酶促反应动力学的应用，别构酶的概念及特点水溶 性维生素作为辅酶或辅基的结构特点后面内容直接删除就行 资料可以编辑修改使用 资料可以编辑修改使用,主要经营：网络软件设计、图文设计制作、发布广告等 公司秉着以优质的服务对待每一位客户，做到让客户满意！,致力于数据挖掘，合同简历。