第六章酶预案.ppt

目的与要求 （1）熟悉酶的概念、化学本质及作用特点；酶的作用机理；米氏方程；影响酶促反应速度的因素。 （2）了解酶的命名及分类；变构酶与同工酶。 蛋白酶的应用 α-淀粉酶（液化酶） 能迅速切开α－1,4糖苷键但不能切开支链淀粉分支点的α－1，6糖苷键及其附近的α-1，4糖苷键 α－淀粉酶主要用于淀粉糊化(如在葡萄糖、酒精生产中)和织物退浆等 葡萄糖淀粉酶(糖化酶) 葡萄糖淀粉酶的底物专一性很低，既能切开α－1,4糖苷键，又能切开分支的α-1，6糖苷键，几乎100%转变成葡萄糖 广泛应用于酿酒、制糖等工业，是重要的酶制剂 脂肪酶 食品工业的应用:食品增香、羊毛洗涤 纤维素酶 纤维素酶是降解纤维素生成葡萄糖的一组酶的总称，它不是单种酶，而是起协同作用的多组分酶系。 农副产品中纤维素资源极其丰富。 作业 P122 4;7;9 工业上大多采用微生物发酵的方法来获得大量酶制剂。 优点：不受气候、地理条件的限制，动、植物体内的酶大多可从微生物体内找到，微生物繁殖快，产酶量由丰富。还可以通过选育菌种来提高酶的产量和用廉价原料大量生产。 酶分离纯化的三个基本步骤：抽提，纯化，结晶或制剂。 方法：1.根据溶解度不同（盐析法、有机溶剂沉淀法、等电点沉淀法、选择性沉淀法）； 2.根据酶与杂蛋白分子大小的差别（凝胶过滤法、超离心法）；3.根据酶和杂蛋白与吸附剂之间吸附与解吸附性质的不同（吸附分离法）；4.根据带电性质（离子交换层析法、电泳分离法、等电聚焦层析法）；5.根据酶与杂蛋白的稳定性差别（选择性变性法）；6.根据酶与底物、辅因子或抑制剂之间的专一性亲和作用（亲和层析法）。 酶的保存：1.低温（0~4℃，-20℃）；2.高浓度较稳定；3.加入稳定剂；4.固定化。 酶的固定化就是把水溶性酶经物理（吸附法与包埋法）或化学方法（共价偶联法与交联法）处理后，使酶与惰性载体结合或将酶包埋起来成为一种不溶于水的状态。 吸附法：使酶被吸附于惰性固体的表面，或吸附于离子交换剂上。 包埋法：使酶包埋在凝胶的格子中或聚合物半透膜小胶囊中。 偶联法：使酶通过共价键连接于适当的不溶于水的载体上。 交联法：使酶分子依靠双功能基团试剂交联聚合成“网状”结构。 九、酶的应用 工业上酶应用的优点： 酶的催化效率高，专一性强，不发生副作用。 酶作用条件温和。 酶及其反应产物大多无毒性。 酶工程：酶的生产、制备和应用。 酶水解了毛根部的毛囊蛋白而使毛松动脱落。蛋白酶分解皮纤维间质中的可溶性蛋白质，使皮纤维进一步松散软化。 加速蛋白质的分解 染色温度降低 消炎剂、助消化剂等 皮革脱毛与软化 加酶洗涤剂 生丝脱胶与羊毛染 酶法治疗 食品工业 1. 邻近定向效应：酶与底物结合成中间产物过程中，底物分子从稀溶液中密集到活性中心区，并使活性中心的催化基团与底物的反应基团之间正确定向排列所产生的效应。 2. “张力”与“形变”：酶与底物的结合，不仅酶分子发生构象变化，同样底物分子也会发生扭曲变形，使底物分子的某些键的键能减弱，产生键扭曲，降低了反应活化能。 3. 酸碱催化：酶活性部位上的某些基团作为良好的质子供体或受体对底物进行酸碱催化 蛋白质中起酸或碱催化的功能基团有氨基、羧基、咪唑基、巯基和酚基。 影响酸碱催化反应速度的两种因素：（1）酸或碱的强度（pK）；（2）质子传递的速度。His(组AA)的咪唑基最活跃。 4. 共价催化：底物分子的一部分与酶分子上的活性基团间通过共价结合而形成的中间物，快速完成反应。 Lewis的酸碱电子理论：酸是可以接受电子对的物质，而碱则是可以提供电子对的物质，前者是亲电物质，后者是亲核物质。共价催化又称亲核或亲电子催化。实际上也是酸碱催化。 (丝)Ser-OH —CH2—S · · ： H —CH2—O · · ： H （半）Cys-SH —CH2—C=CH HN N CH ： His-咪唑基 亲核物质 亲电物质 5. 微环境的影响 酶的活动中心由于微环境的影响，存在高浓度的酸和高浓度的碱，可以有多种催化方式的环境有利于反应的进行。 （四）酶与反应的过渡态互补 酶与底物的过渡态互补，亲合力最强，释放出结合能使ES的过渡态能级降低，有利于底物分子跨越能垒，加速酶促反应速度。 （五）抗体酶（abzyme） ——即是抗体又具有催化功能的蛋白质，是具有催化活性的抗体。 七、酶促反应的速度和影响酶促 反应速度的因素 （一）酶反应速度的测量 用一定时间内底物减少或产物生成的量来表示酶促反应速度。测定反应的初速度。 10 20 30 40 50 60 min 产物生成量 酶反应进程曲线 （二）酶浓度对酶作用的影响 在有足够底物和其他条件不变的情况下：