酶學与酶工程总结.docxVIP

Lecture 1 酶学与酶工程酶的概念:酶（enzyme）是一类由活细胞产生的，具有催化活性和高度专一性的特殊蛋白质，是一类生物催化剂。酶的分类(6类)、组成、结构特点？和作用机制？组成：单体酶、寡聚酶、多酶复合体Note:一个酶蛋白可有多种催化活性，相当于多个酶(关注原核和真核生物的差别)除水解酶和连接酶外，其他酶在反应时都需要特定的辅酶。金属在酶催化中的作用：稳定酶构象、参与酶的催化作用（如激活底物）、电子传递体酶作为催化剂的显著特点:强大的催化能力：加快反应速度可高达1017倍;没有副反应;高度的专一性：各种酶都有专一性，但专一程度的严格性上有所差别;可调节性;同工酶的概念:同一种属中由不同基因或（复）等位基因编码的多肽链所组成的单体、纯聚体或杂交体，其理化及生物学性质不同而能催化相同反应的酶称同工酶。同一基因生成的不同mRNA所翻译出来的酶蛋白也列入同工酶的范畴。酶蛋白合成后经不同类型的共价修饰（如糖基化等）而造成的多种酶分子形式，严格来说不属于同工酶而称为synzyme，但也有人称其为次生性同工酶（secondary isozyme）。不同种属中催化相同反应的酶称为xenozyme，也不属于同工酶。酶的活性中心指必需基团在空间结构上彼此靠近，组成具有特定空间结构的区域，能与底物特异结合并将底物转化为产物必需基团(essential group):酶分子中氨基酸残基侧链的化学基团中，一些与酶活性密切相关的基团。活性中心内的必需基团:结合基团（与底物相结合）和催化基团（催化底物转变成产物）活性中心外的必需基团：维持酶活性中心应有的空间构象所必需；构成酶活性中心的常见基团：His的咪唑基、Ser的－OH、Cys的－SH、Glu的γ-COOH。酶的作用机制酶活力的调节酶的应用食品加工方面：生物技术在食品工业中应用的代表就是酶的应用，目前已经有几十种酶成功用于食品工业。如葡萄糖、饴糖、果葡糖浆的生产、蛋白质制品加工、果蔬加工、食品保鲜以及改善食品品质与风味等。常用的酶制剂主要有：淀粉酶、糖化酶、蛋白酶、葡萄糖异构酶、果胶酶、脂肪酶、纤维素酶葡萄糖氧化酶等。酶在轻工业方面的应用：用酶进行原料处理（发酵原料、淀粉原料、纤维素原料、含戊聚糖的植物原料的处理、纺织原料、造纸原料的制浆、生丝的脱胶处理、羊毛的除垢），用酶生产各种产品（L-氨基酸、核苷酸、酱油或豆酱、制革），用酶增强产品的使用效果（加酶洗涤剂；加酶牙膏、牙粉和嗽口水）酶在医学中的应用：主要的医药用酶、用酶进行疾病的诊断、用酶治疗各种疾病、用酶制造各种药物酶与食品质量安全酶制剂作为食品添加剂进入食品的潜在危害酶催化有毒物质的产生酶作用导致食品中营养组分的损失潜在的产毒素性潜在的致病性对策：安全菌株，体外基因毒理学测试，酶制剂的安全评价，酶制剂来源安全性的评估标准Lecture 2 基因工程的酶学基础核酶（Ribozyme)：概念：具有生物催化功能的RNA。看课件基因工程的酶学基础基因克隆表达的过程基因克隆常用的酶，有什么应用，注意事项（补充后两者）Lecture 3 酶促反应酶促反应的特点与机理：极高的效率（降低反应的活化能），特异性和可调节性特异性：一种酶仅作用于一种或一类化合物，或一定的化学键，催化一定的化学反应并生成一定的产物。酶的这种选择性称为酶的特异性或专一性。绝对特异性(absolute specificity)：酶只作用于特定结构的底物，进行一种专一的反应，生成一种特定结构的产物相对特异性(relative specificity)：酶作用于一类化合物或一种化学键。立体结构特异性(stereo specificity)：酶仅作用于立体异构体中的一种。机理：酶-底物复合物的形成与诱导契合假说（酶与底物相互接近时，其结构相互诱导、相互变形和相互适应，进而相互结合）可调节性：对酶生成与降解量的调节酶催化效力的调节通过改变底物浓度对酶进行调节等两个假说：锁钥假说，诱导契合假说酶促反应动力学：研究各种因素对酶促反应速度的影响影响酶促反应的因素，Km值的意义，测定（双倒数作图法）影响因素包括有：酶浓度、底物浓度、pH、温度、抑制剂、激活剂等。（具体见课件）Km的意义和作用：Km值等于酶促反应的初速度为Vmax的一半时所需的底物浓度。Km值近似等于ES的解离常数，1/ Km近似地表示酶对底物亲和力的大小。Km是酶的特征性常数，在一定程度上代表酶的催化效率。当、温度和离子强度恒定时，Km只和酶及底物的性质有关，而与酶的浓度无关。一种酶能催化几种底物时就有不同的Km，其中Km最小的底物一般认为是该酶的天然底物或最适底物。当Km已知时，可求得任何底物浓度下酶活性部位被底物分子饱和的分数（FES）。分辨同工酶：测定几个同工酶对同一底物的Km，可估计这组同工酶是原级同工酶还是次生性