第三章酶(学时)资料.ppt

第三章 酶 （4学时） 1．教学基本要求：掌握生物酶的特征，酶的结构与功能的关系，影响酶促反应速度的因素和酶促反应的动力学，酶的分类及维生素的概念，辅基和辅酶的结构及功能。 2．教学内容： 第一节 酶是生物催化剂 一 酶的概念 二 酶的专一性 三 酶的化学本质 第二节 酶的命名和分类 一 酶的分类 二 酶的命名 第三节 酶的作用机理 一 酶的催化作用与分子活化能 二 中间产物学说 三 酶的活性部位与必需基团 四 诱导契合学说 五 使酶具有高催化效率的因素 六 胰凝乳蛋白酶的催化机理 七 酶原激活 第四节 影响酶反应速度的因素 一 酶反应速度的测量 二 酶浓度对酶作用的影响 三 底物对酶作用的影响 四 PH对酶作用的影响 五 温度对酶作用的影响 六 激活剂对酶作用的影响 七 抑制剂对酶作用的影响 第五节 酶活性调节 一 别构酶 二 同工酶 第六节 酶的活力测定及分离纯化 一 酶活力的测定 二 酶的分离提纯 第七节 酶工程简介 一 酶的应用 二 酶工程的概念及研究内容 第八节 维生素与辅酶 3．主要知识点、重点与难点 ①主要知识点：生物酶的特征，酶的结构与功能的关系，影响酶促反应速度的因素和酶促反应的动力学，酶的分类及维生素的概念，辅基和辅酶的结构及功能。 ②重点与难点：酶的结构与功能的关系，酶的作用机理 第一节 酶是生物催化剂 * 1857年，Louis Pasteur（法）提出酒的发酵是活的酵母细胞作用的结果 * 1877年，Kuhne提出“酶”一词，来自希腊文，意为在“酵母中” * 1897年，H.Buchner E.Buchner兄弟发现发酵不需要完整的细胞 * 1926年，J.B.Sumner首次从刀豆分离出脲酶结晶，并证明其蛋白质本质 * 1982年，T.Cech发现某些RNA分子具有催化活性，并提出“核酶”的概念 * 1995年，Cuenoud发现有些DNA分子也具有催化活性 Urease Crystals ( X 728)Sumner, J. B. (1926) “ The Isolation and Crystallization of the Enzyme urease” J. Biol. Chem. 69:435-441. 一、酶的概念 酶是一类由活性细胞产生的具有催化作用和高度专一性的特殊蛋白质。简单说，酶是一类由活性细胞产生的生物催化剂Biocatalysts 。 绝大多数的酶都是蛋白质。 酶催化的生物化学反应，称为酶促反应。 在酶的催化下发生化学变化的物质，称为底物。 核酶（ribozyme）：是具有高效、特异催化功能的核酸。 酶催化作用的特点 （一）酶和一般催化剂的共性： 加快反应速度，用量少而催化效率高； 它能够改变化学反应的速度，但是不能改变化学反应平衡，即不改变平衡常数； 自身不参与反应，通过降低活化能加快化学反应速度。 酶能够稳定底物形成的过渡状态，降低反应的活化能，从而加速反应的进行。 （二） 酶催化作用特性 高效率：反应速度与不加催化剂相比可提高108～1020，与加普通催化剂相比可提高107～1013。 例如：酶能显著的降低化学反应的活化能 ◎过氧化氢的分解反应 2H2O2 2H2O + O2 无催化剂时活化能为75.5 kj/mol 液态钯催化时活化能为48.9 kj/mol 过氧化氢酶催化时为8.4 kj/mol ◎蔗糖 果糖+葡萄糖 无催化剂时活化能为1339.8 kj/mol H+（酸）催化时活化能为104.7 kj/mol 蔗糖酶催化时为39.4 kj/mol ◎用?-淀粉酶催化淀粉水解，1克结晶酶在65?C条件下可催化2吨淀粉水解。 2．选择性（酶的高度专一性Specificity） 又称为特异性，是指酶在催化生化反应时对底物的选择性。 专一性：即酶只能对特定的一种或一类底物起作用，这种专一性是由酶蛋白的立体结构所决定的。 3．反应条件温和 条件温和：常温、常压、pH=7； 酶具有高度的不稳定性，离开常温、常压、中性pH后很容易失活。 酶促反应一般在pH 5-8 水溶液中进行，反应温度范围为20-40?C。 高温或其它苛刻的物理或化学条件，将引起酶的失活。 4.酶的活性受到调节和控制（1）酶浓度调节：合成与降解速率调节（2）酶活性调节：共价修饰调节、反馈调节等（了解别构酶、共价调节酶、同工酶的概念）（3）激素控制◎易变敏感性：易受各种因素的影响，在活细胞内受