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第三章 酶 Chapter 3 Enzyme What’s enzyme? 酶（enzyme）是由活细胞产生的、能对特异底物或能量转化进行高效率催化的生物催化剂。 其化学本质是蛋白质、RNA等生物大分子。 第一节 酶的分子结构与功能 Section 1 The Molecular Structure and Function of Enzyme 酶的分类（按结构）: 一、酶的分子组成中常含有辅助因子 酶可根据其化学组成的不同，分为两类： 由酶蛋白与辅助因子组成的酶称为全酶。 酶蛋白决定反应的特异性。 辅助因子决定反应的种类与性质。 金属离子是最多见的辅助因子 金属离子的作用： 1. 稳定构象：稳定酶蛋白催化活性所必需的分子构象； 2. 构成酶的活性中心：作为酶的活性中心的组成成分，参与构成酶的活性中心； 3. 连接作用：作为桥梁，将底物分子与酶蛋白螯合起来。 小分子有机化合物是一些化学稳定与酶的催化活性有关的耐热的小分子物质，称为辅酶 (coenzyme)。 辅酶中与酶蛋白共价结合的辅酶又称为辅基(prosthetic group)。 二、辅酶与辅基的来源及其生理功用 大部分的辅酶与辅基衍生于维生素。维生素的重要性就在于它们是体内一些重要的代谢酶的辅酶或辅基的组成成分。 维生素(vitamin)是指一类维持细胞正常功能所必需的，但在生物体内不能自身合成而必须由食物供给的小分子有机化合物。 维生素可按其溶解性的不同分为脂溶性维生素和水溶性维生素两大类。 脂溶性维生素有Vit A、Vit D、Vit E和Vit K四种。 脂溶性维生素共同特点： （1）均为非极性疏水的异戊二烯衍生物 （2）不溶于水，溶于脂类及脂肪溶剂 （3）在食物中与脂类共存，并随脂类一同吸收 （4）吸收的脂溶性维生素在血液与脂蛋白及某些特殊结合蛋白特异结合而运输 水溶性维生素主要包括: B族维生素（Vit B1，Vit B2，Vit PP，Vit B6，Vit B12，泛酸，生物素，叶酸） 和Vit C。 共同特点: 易溶于水，故易随尿液排出 体内不易储存，必须经常从食物中摄取 作用比较单一，主要构成酶的辅助因子直 接影响某些酶的催化作用。 由维生素衍生的辅酶或辅基： 1. TPP： 焦磷酸硫胺素，由硫胺素（thiamine, Vit B1）焦磷酸化而生成。 TPP是脱羧酶的辅酶，在体内参与糖代谢过程中?-酮酸的氧化脱羧反应。 2. FMN和FAD： 维生素B2又名核黄素(riboflavin) 核黄素（riboflavin, VitB2）的衍生物： 黄素单核苷酸（flavin mononucleotide, FMN 黄素腺嘌呤二核苷酸（flavin adenine dinucleotide, FAD） VitB2具有氧化还原性，酶蛋白与FMN或FAD结合后统称为黄素酶，催化脱氢氧化反应。 其辅基FMN或FAD在酶促反应中作为递氢体（双递氢体）。 FMN和FAD的分子结构 3. NAD+和NADP+： 维生素PP包括： 尼克酸(nicotinic acid) 尼克酰胺(nicotinamide) 尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+，辅酶Ⅰ）和尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP+，辅酶Ⅱ）是Vit PP的衍生物。 在体内，由尼克酰胺参与构成的两种辅酶均有氧化型（NAD+，NADP+）和还原型（NADH+H+，NADPH+H+）两种形式。它们作为脱氢酶的辅酶，在酶促反应中起递氢体的作用，为单递氢体。 NAD+和NADP+的分子结构 4. 磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺： 磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺是Vit B6的衍生物。 Vit B6包括吡哆醇(pyridoxine)，吡哆醛(pyridoxal)和吡哆胺(pyridoxamine)等三种形式。 磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺可作为氨基转移酶，氨基酸脱羧酶，半胱氨酸脱硫酶等的辅酶。 磷酸吡哆醛与磷酸吡哆胺的分子结构 5. 辅酶A（CoA）： 泛酸（pantothenic acid, 遍多酸）在体内参与构成辅酶A（CoA），后者的结构成分为3?-磷酸腺苷-5?-焦磷酸-泛酸-?-巯基乙胺。 CoA中的巯基可与酰基以高能硫酯键结合，在糖、脂、蛋白质代谢中起传递酰基的作用，因此CoA是酰化酶的辅酶。 6. 生物素(biotin)： 是噻吩与尿素相结合的骈环化合物，带有一戊酸侧链，有?，?两种异构体。 生物素是羧化酶的辅基，在体内参与CO2的固定和羧化反应。 7. 四氢叶酸： 四氢叶酸（ FH4 ）由叶酸(folic acid)衍生而来。 四氢叶酸是体内一碳单位基