第五章 酶主讲人：曹劲松.pptVIP

第五章 酶主讲人：曹劲松 本章共分十一节，主要内容包括： 酶的分类与命名（2） 酶的性质（1、3） 酶催化的影响因素（4） 酶的作用原理（5） 酶的几个重要概念（6、7、8） 酶工程的基本内涵（9） 酶的分离提纯及活力测定（10） 酶在食品工业中的应用（11） 酶的分类 1961年国际生化协会酶命名委员会根据酶所催化的反应类型将酶分为六大类，即氧化还原酶类、转移酶类、水解酶类、裂解酶类、异构酶类和合成酶类，分别用1、2、3、4、5、6的编号来表示，再根据底物中被作用的基团或键的特点将每一大类分为若干个亚类，每个亚类可再分若干个亚-亚类，仍用1、2、3、……编号。故每一个酶的分类编号由用“．”隔开的四个数字组成。编号之前是酶学委员会的缩写EC。酶编号的前三个数字表明酶的特性：反应性质、反应物（或底物）性质、键的类型，第四个数字则是酶在亚-亚类中的顺序号。 1、氧化还原酶类 即催化生物氧化还原反应的酶，如脱氢酶、氧化酶、过氧化物酶、羟化酶以及加氧酶类。 2、转移酶类 催化不同物质分子间某种基团的交换或转移的酶，如转甲基酶、转氨基酶、已糖激酶、磷酸化酶等。 3、水解酶类 利用水使共价键分裂的酶，如淀粉酶、蛋白酶、酯酶等。 酶的命名 （1）国际系统命名法 在系统命名法中，一种酶只可能有一个名称和一个编号。在科技文献中，一般使用酶的系统名称。系统名称包括底物名称、构型、反应性质，最后加一个酶字。例如： 系统名称:丙氨酸：?-酮戊二酸氨基转移酶 它所催化的反应: 谷氨酸 + 丙酮酸 ?? ?-酮戊二酸 + 丙氨酸 但因某些系统名称太长，为方便起见，有时仍用酶的习惯名称。 (2) 习惯命名法: A.根据作用底物来命名，如淀粉酶、蛋白酶等。 B.根据所催化的反应的类型命名，如脱氢酶、转移酶等。 C.两个原则结合起来命名，例如丙酮酸脱羧酶等。 D.根据酶的来源或其它特点来命名，如胃蛋白酶、胰蛋白酶等。 这在一定程度上造成很多酶有多种名称的情况。 酶的性质 酶的化学本质 酶的催化功能 酶的催化作用的特点 影响酶反应速率的因素 综上所述，关于酶的化学本质： 酶是蛋白质，由氨基酸组成。 既然是蛋白质，酶：有两性电解质性质；受某些物化因素影响而变性，容易发生构象变化而丧失酶活；水溶液具有胶体的性质。 催化性质 酶是生物催化剂，与无机催化剂相比，二者有共性： 1、用量少而催化效率高 2、不改变化学反应的平衡点 3、可降低反应的活化能 酶之所以具有催化能力，主要在于它们具有一个所谓的“活性部位”。正是由于有这种结构才使之具备上述催化生物化学反应的功能。 酶的活性部位 又称“活性中心”。指酶蛋白上对于催化底物发生反应具有关键作用的区域。 进一步说，活性部位本质上是蛋白质多肽链上原本相距较远的一系列氨基酸残基经由折叠而形成的特定区域。在这个区域内，特定的、对于催化反应具有贡献的氨基酸残基的侧链基团的空间配置恰到好处，有助于酶与底物的结合，有助于底物的转变。 溶菌酶的活性中心 酶催化作用的特点 但酶的化学本质是蛋白质，又在生物体内作用，因此酶的作用又有特性： 1、高效率； 2、酶的作用具有高度的专一性； 3、酶易失活，从而丧失原有催化活力； 4、酶活力可调节控制； 5、酶的催化活力可能与辅酶、辅基和金属离子有关。 影响因素 一、底物浓度的影响 当 V＝1/2 Vm时，则Km＝[S]关于米氏常数Km，它实际上是反应速度达到酶催化反应速度最大值的一半时所需的底物浓度。因此，米氏常数是有单位的。请大家思考：一种酶的Km数值越大意味着什么？ 表5-3 各种抑制作用的比较（参阅课本） 它列出了不同情况下的酶反应动力学方程式，以及相比于不存在抑制因素的条件下其Km和Vm的变化情况。 酶的催化反应机制 酶专一性的机制 酶催化的常见机制 酶专一性的机制 锁钥学说(lock and key theory) 诱导契合学说(induced-fit hypothesis) 酶高效催化的常见机制 多酶体系 调节酶 同工酶 诱导酶 抗体酶 核糖酶 多酶体系 调节酶 一、别构酶 酶分子的非催化部位与某些化合物可逆地非共价结合后导致酶分子发生构象改变，进而改变酶的活性状态，称为酶的别构调节(allosteric regulation)，具有这种调节作用的酶称别构酶(allosteric enzyme)。别构酶促反应底物浓度和反应速度的关系不符合米氏方程，呈S型曲线。 凡能使