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《动物生物化学》授课内容 内 容 第六章 酶 6. 1 概述 酶（Enzyme）是细胞内加速化学反应的生物催化剂。 一、酶的生物学意义： ① 由细胞产生，一定条件下能催化专一性化学反应的生物大分子。 ② 酶是生物体内各种化学变化的主要参与者，控制着体内物质分解、转化、合成以及能量代谢等所有新陈代谢全过程。 ③ 很多疾病是由于酶的功能障碍、缺失、变异而引起。 ④ 酶是现代生物技术中不可缺的重要工具。 另： 生物能量学（bioenergetics） 1、自由能 （free energy） 任何物质都具有能量。一种物质转变为另一种物质的过程，也伴随能量的转移。这些可转移的能量就是自由能（G）。 热力学第二定律： G = H – S?T 一个体系从高能向低能变化，可放出部分自由能推动自发反应，这是放能过程；反之，环境向这个体系施加能量，推动体系从低能向高能转化，这个过程是吸能过程。 ΔG = ΔH – ΔS ? T ΔG 0 为吸能反应 ΔG 0 为放能反应 2、能量耦联反应 不同的耗能反应与供能反应，通过某种方式在相同的时间和空间内，同时或相继进行，并在能量和物质形态上发生互换关系。这就是偶联关系。 在生物酶催化下，反应遵守高效（节约时间、空间和能量）、准确（无干扰）、精密（可调控）原则。 二、酶催化特性 一般特性 1、降低反应活化能、不改变反应平衡点和平衡常数； 2、用量少，效率高，反应前后的总量不变； 3、加快反应速度，可缩短反应时间。 独特特性 1、高度专一性 酶对底物（Substrate）有严格的选择性。 绝对专一性（对底物和反应类型都有严格专一性） 相对专一性（对底物或反应类型的要求不很严格） 有键专一性和基团专一性两种。 立体专一性（对底物的立体结构有专一性） 同分异构体则不能催化，如催化 L 型分子的酶，一般不催化 D 型底物分子。 2、催化条件温和但要求严格 催化条件为常温（20—37℃）、常压（1个大气压）、中性（PH6.3—7.8）、水环境等。 生物酶是活性大分子，对环境条件非常敏感、要求严格,否则易失活。凡使蛋白质变性的因素都会直接影响酶活性与催化效率。 如： 酸碱物质、温度、重金属离子、高压、化学变性剂等，都可影响酶活性（即催化能力）。 3. 催化效率高，反应严格受控 酶促反应高效、快速；分子反复使用（使用后即可恢复原来构象），酶总量保持很低浓度。 酶活性大小、浓度、底物浓度、产物数量等，都会受到多种途径严格调控。 如： 酶的合成调控（基因水平上）、 酶的活性调控（蛋白修饰、酶原激活、抑制剂作用）、 催化过程调控（变构效应、底物浓度以及环境条件）、 反馈调控（产物浓度、辅助因子等环节调控）等， 另外还有神经调控、激素调控等途径。 三、酶命名与分类 有两个系统，习惯命名法 以反应底物（S）、反应特点、酶来源命名； 系统命名法 以底物（S）+ 反应特点 国际酶学委员会（Enzyme Commission, EC）将所有的酶按它们所催化的反应的性质分为六大类。 四、 酶活力测定 1、酶活力与反应速度 酶催化化学反应的能力称为酶活力。以反应速度的大小来衡量。速度大，则活力强。 反应速度：单位时间内，产生的产物总量或消耗的反应物总量（mol/t）。 正常条件下，酶促反应 初期的产物浓度与时间呈线性关系，之后随反应的进行，反应速度在不断发生变化。 酶的活性大小以反应初速度（线性关系）来表示较合理，