第二章酶化学ppt.ppt

台州学院生命科学与医药化工学院 柯世省 西方国家19世纪对酿酒发酵过程进行研究 1810年发现酵母可将糖转化为酒精 1857年微生物学家Pasteur等人提出酒精发酵是酵母细胞活动的结果，他认为只有活的酵母细胞才能进行发酵。 1897年Büchner兄弟用石英砂磨碎酵母细胞，制备了不含酵母细胞的发酵液，并证明了不含细胞的酵母提取液也能使糖发酵，说明发酵和细胞的活动无关。从而说明发酵是酶作用的化学本质。 1833年时，从麦芽的提取物中，用酒精沉淀到了一种对热不稳定的物质，可使淀粉水解成可溶性的糖，把这种物质称为淀粉酶制剂。 1926年美国化学家从刀豆中提取出脲酶，证明脲酶的蛋白质性质。 酶是生物催化剂，由于酶的存在，生物体内进行的反应比无生命界中进行的同样反应有效得多。在四支试管中 ，分别加入过氧化氢溶液。在第一支试管中，可以看到管壁上缓慢的生成气泡，这是过氧化氢自发分解为氢气和氧气。在第二支试管中，加入少许铁屑，可以看到气泡增多，说明铁催化下，过氧化氢分解加快。在第三支试管中，加入少许小鼠肝糜，可以看到气泡急剧增加，说明鼠肝中过氧化氢酶的催化作用比铁屑强的多。在第三支试管中，加入少许煮过的小鼠肝糜，气泡产生情况约与第一支试管相当，说明鼠肝中过氧化氢酶煮后失去活性，没有催化作用。 4.酶活性受到调节和控制：区别于一般催化剂的重要特征。 （1)调节酶的浓度:一种是诱导或抑制酶的合成；一种是调节酶的降解。例如乳糖操纵子，大肠杆菌的葡萄糖抑制效应。 （2)通过激素调节酶活性：激素通过与细胞膜或细胞内受体结合而引起的一系列生物学效应。例如乳腺组织合成乳糖，乳糖合成酶由催化亚基和调节亚基组成，催化亚基单独存在不能合成乳糖，调节亚基本身无催化活性，是乳汁中的a－乳清蛋白，与催化亚基结合后催化半乳糖和葡萄糖反应生成乳糖，而调节亚基是受激素调节的，怀孕期间合成少，分娩后由于催乳素大量增加所以调节亚基大量合成，与催化亚基结合合成乳糖合成酶，大量合成乳糖以适应生理需要。 乳糖不耐症 母乳喂养 （3)反馈抑制调节酶活性 反馈抑制：许多小分子物质的合成是由一连串的反应组成的，催化此物质生成第一步的酶往往被终端产物抑制。 A－‖ →B →C →D →P（终端产物） 为P所抑制 （4）抑制剂和激活剂对酶活性的影响 酶受大分子抑制剂或小分子物质抑制 （5）其它方式调节：如别构调控、酶原激活、酶的可逆共价修饰、同工酶调节等等。 胞外酶：是指那些在细胞内合成后穿过细胞质膜的酶。它们有些镶嵌在质膜上，有些存在于周质空间，有些则完全脱离其生产者，扩散到环境中。 胞内酶：是在细胞内起催化作用的酶，这些酶在细胞内常与颗粒体结合并有着一定的分布。如线粒体上分布着三羧酸循环酶系和氧化磷酸化酶系，而蛋白质合成的酶系则分布在内质网的核糖体上。 酶是蛋白质的主要依据： ①酶水解的最终产物是氨基酸，酶也能被蛋白水解酶分解。 ②酶是具有空间结构的大分子，凡是能使蛋白质变性的因素都能使酶变性失活。 ③酶是两性电解质，在不同pH下呈现不同的离子状态，在电极中向某一方向流动，各自具有特定的等电点。 ④酶和蛋白质一样，具有不能通过半透膜等胶体性质 ⑤酶也具有蛋白质具有的呈色反应。 脱辅酶只能与一定的辅因子结合，同时一种辅因子又可与多种脱辅酶结合，脱辅酶决定酶的催化专一性，辅因子通常是作为电子、原子或某些化学基团的传递作用。 金属离子与酶蛋白的结合可以是非常紧密的，是酶的重要组成成分，能与酶及底物形成各种形式的三元络合物，不仅保证了酶与底物的正确定向结合，而且金属离子还可作为催化基团，参与各种方式的催化作用。 （一）结构专一性:包括绝对专一性和相对专一性 1、绝对专一性：酶对底物的要求严格，只作用于一种底物，而不作用于其它物质。脲酶－尿素；麦芽糖酶－麦芽糖 2、相对专一性：可作用于一类结构相似的底物，包括族专一性和键专一性。族专一性：酶对链两端基团的要求程度不同，对其中一个基团要求高，对另一个要求不严格，如a－D-葡萄糖糖苷酶（要有a－糖苷键和葡萄糖残基）；键专一性：只要求作用于底物一定的键，对两端的基团无严格要求，如酯酶。 凝血酶：水解羧基端为精氨酸氨基端为甘氨酸之间的肽键胰蛋白酶：水解赖氨酸或精氨酸羧基形成的肽键 胰凝乳蛋白酶：专一地水解由芳香族氨基酸或带有较大非极性侧链氨基酸羧基形成的肽键。 弹性蛋白酶：专一水解丙氨酸、甘氨酸及短脂肪链氨基酸羧基形成的肽键。 胃蛋白酶：水解芳香族氨基酸或疏水性氨基酸羧基或氨基形成的肽键。 氨肽酶：水解氨基末端氨基酸。 羧肽酶：水解羧基末端氨基酸。 （二）立体异构专一性 1、旋光异构专一性 L型和D型，如L－氨基酸氧化酶只能催化L－氨基酸。 2、几何异构专一性（顺反异构） 如琥珀酸脱氢酶只能催化琥珀酸生成延胡索酸（反丁烯二酸），而