《生物化学（第2版）》教学课件05酶化学.pptxVIP

酶参与代谢活动，没有酶，就没有生命！第五章 酶化学第一节 概述一、酶的研究简史1. 祖先的智慧：约公元前21世纪夏禹时代，人们就会酿酒，制醋，发面；公元前12世纪周代能制作饴糖和酱；2000多年前，春秋战国时期已知用曲治疗消化不良等等。期间未见细菌等微生物的个体;仅凭实践经验利用微生物的有益活动。2.1897年，德国人布赫纳（E. Buchner）从磨碎的酵母中分离出一种酵素，开创了酶的研究。阐明发酵是酶作用的化学本质，并获1911年诺贝尔化学奖。3.1926年，美国化学家J.Sumner（萨姆纳）从刀豆提取脲酶并获结晶，证明了其化学本质为蛋白质。1949年获诺贝尔化学奖。4.1982年美国科学家切赫（T.R.Cech）和奥尔特曼（S.Altman）发现了具有催化功能的RNA_核酶（ribozyme）,1989年获诺贝尔化学奖。1986年，舒尔茨（Schultz）和勒纳（Lerner）研制成功抗体酶(abzyme)。5.90年代ATP合成酶的分子机制阐明，近年的各种工具酶运用等二、酶催化作用的特点（一）酶作为一般催化剂的特点1.都能降低反应能阈2.只能催化化学热力学允许进行的反应，对可逆化学反应可以缩短平衡达到的时间，但不改变反应的平衡点。3.反应前后不发生质与量的变化。2H2O22H2O + O2（二）酶区别于一般催化剂的特点高效性、专一性、温和性、可调节性等1.酶的催化效率极高—高效性通常要高出非生物催化剂催化活性的106~1013倍。1mol过氧化氢酶5×106molH2O2/秒1mol离子铁6×10-4molH2O2/秒2.酶的催化作用具有高度专一性酶对其作用的底物和催化的反应类型具有严格的选择性。酶的专一性分类： 1）绝对专一性2）相对专一性3）立体异构专一性1）绝对专一性键的专一性2）相对专一性成键一侧基团专一性 a、键的专一性：（如：酯酶）酯酶b、成键一侧基团专一性：如： 胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、羧肽酶A、B等胰蛋白酶FADFADH23）立体异构专一性a、旋光异构专一性：如：L-乳酸脱氢酶b、几何异构专一性：如：琥珀酸脱氢酶琥珀酸脱氢酶c、识别对称分子中的两个等同基团的一个：如：甘油激酶、顺乌头酸酶等3.酶易失活，要求反应条件温和4.酶的活性受到调节和控制（1）酶分子合成水平上的调节—酶量调节 a、诱导或阻遏酶的合成 b、调节酶的降解（2）对酶分子催化活性进行调节—酶活调节 a、变构调节 b、共价修饰调节（3）其他的如酶原的激活，同工酶调节等5.酶的催化活性与辅酶、辅基及金属离子密切相关三、酶的化学本质及其组成（一）酶的化学本质大多数酶是蛋白质,其实验证据包括：1、酶是两性电解质2、能引起蛋白质变性的理化因素也能使酶丧失活性3、酶也具有胶体蛋白的性质4、许多酶受蛋白水解酶作用而失活。5、酶的酸水解产物是氨基酸6、许多酶的氨基酸序列已被测定其中1969年牛胰核糖核酸酶被人工合成。因此，可以确认酶是蛋白质。其他成分的酶：核酶（ribozyme） ：具有催化活性的天然RNA。近年还有DNA分子具有催化活性报道。酶的概念： 酶是生物催化剂。由活细胞产生的具有高效催化能力和催化专一性的蛋白质、核酸或其复合体。脲酶：专一性水解尿素。第一个被分离提取的酶，并证明其化学本质为蛋白质。抗体酶：是用化学反应的过渡态类似物作免疫原产生的催化性抗体，是一种具有催化能力的蛋白质，其本质上是免疫球蛋白。金属离子辅酶辅助因子小分子有机物辅基（二）酶分子的组成根据化学组成可将酶分为单成分酶和双成分酶1、单成分酶：只有酶蛋白一种成分 （水解酶类）2、双成分酶：即结合蛋白酶。 全酶=酶蛋白+辅助因子思考：酶催化反应中，决定酶促反应专一性的是（ ）（a）酶蛋白 （b）辅酶 （c）底物 （d）金属离子酶蛋白与辅因子单独存在均无催化活力酶蛋白决定酶催化专一性，辅酶或辅基决定反应的性质。广义辅酶：酶的辅助因子辅酶狭义辅酶：与酶蛋白结合疏松，透析等方法易丢失。激活剂与调节中心结合，通过改变酶活中心构象影响酶活力。辅助因子构成酶活中心，缺失，酶失去催化活性辅酶与辅基、激活剂与辅助因子的区别1、辅酶与辅基辅基：与酶蛋白结合紧密，透析等方法不能去掉。思考：激活剂和辅酶没有本质上的区别，它们的存在与否只是和酶活力大小有关，对吗？2、激活剂与辅助因子的区别E2E3E4E1A B C D E （三）酶分子的空间结构是其行使功能的结构基础1、单体酶:三级结构是其最高结构形式2、寡聚酶：四级结构是其最高结构形式3、多酶体系 、多酶复合体连续反应：多酶体系：催化连续反应的多个酶称为多酶体系。多酶体系中，有的是单独行使功能，有的是形成多酶复合体。多酶复合体：由几个酶通过非共价键彼此嵌合而成的复合