生物化学：第三章 酶学幻灯片.pptVIP

酶的研究历史 2008年诺贝尔生理学或医学奖 德国人哈拉尔德·楚尔·豪森在上世纪７０年代开始的研究中发现导致宫颈癌的ＨＰＶ（人乳头状瘤病毒），为宫颈癌疫苗今天的诞生奠定了基础。法国人弗朗索瓦丝·巴尔－ 西诺西和吕克·蒙塔尼在上世纪８０年代发现了艾滋病病毒，使医学界找到了确诊艾滋病病毒感染的办法，延缓了这种病毒的传播。 酶及生物催化剂概念的发展 酶的催化特性 酶的催化作用可使反应速度提高10７ –101３倍。 如：过氧化氢分解 2H2O2 ? 2H2O + O2. 用Fe3+ 催化，效率为6X10-4 mol/mol.S，而用过氧化氢酶催化，效率为6X106 mol/mol.S。 ?-淀粉酶催化淀粉水解，1克结晶酶在65?C条件下可催化2吨淀粉水解。 如抑制剂调节、共价修饰调节、反馈调节、酶原激活及激素控制等。 酶促反应一般在pH 5-8 水溶液中进行，反应温度范围为20-40?C。 高温或其它苛刻的物理或化学条件，将引起酶的失活。 氧化-还原酶催化氧化-还原反应。 主要包括脱氢酶(dehydrogenase)和氧化酶(Oxidase)。 如，乳酸(Lactate)脱氢酶催化乳酸的脱氢反应。 转移酶催化基团转移反应，即将一个底物分子的基团或原子转移到另一个底物的分子上。例如， 谷丙转氨酶催化的氨基转移反应。 水解酶催化底物的加水分解反应。 主要包括淀粉酶、蛋白酶、核酸酶及脂酶等。 例如，脂肪酶(Lipase)催化的脂的水解反应： 主要包括醛缩酶、水化酶（脱水酶）及脱氨酶等。 裂合酶催化从底物分子中移去一个基团或原子而形成双键的反应及其逆反应。 A + B == A-B 例如， 苹果酸裂合酶即延胡索酸水合酶催化的反应。 异构酶催化各种同分异构体的相互转化，即底物分子内基团或原子的重排过程。例如，6-磷酸葡萄糖异构酶催化的反应。 合成酶，又称为连接酶，能够催化C-C、C-O、C-N 以及C-S 键的形成反应。这类反应必须与ATP分解反应相互偶联。 A + B + ATP + H-O-H == A-B+ ADP +Pi 例如，丙酮酸羧化酶催化的反应。 丙酮酸 + CO2 ? 草酰乙酸 1.习惯命名法: 根据其催化底物来命名（蛋白酶；淀粉酶） 根据所催化反应的性质来命名（水解酶；转氨酶；裂解酶等） 结合上述两个原则来命名（琥珀酸脱氢酶） 有时在这些命名基础上加上酶的来源或其它特点（胃蛋白酶、胰蛋白酶、硷性磷酸脂酶和酸性磷酸脂酶）。 2.国际系统命名法（国际酶学委员会１９６１年提出） 系统名称包括底物名称、构型、反应性质，最后加一个酶字。 例如： 习惯名称：谷丙转氨酶 系统名称： 丙氨酸: ?-酮戊二酸氨基转移酶 酶催化的反应： ?-酮戊二酸 + 丙氨酸??谷氨酸 + 丙酮酸 三、酶催化作用特性的机理 酶催化的中间产物理论 酶的活性中心 酶作用专一性及其机理 酶高效催化的分子基础 酶催化的中间产物理论 酶的活性中心 胰凝乳蛋白酶的活性中心 羧肽酶活性中心示意图 差示标记法图解 亲和标记法 2 消化道内几种蛋白酶的专一性 羧肽酶结合底物前后构象变化 羧肽酶活性中心的共价催化机理 酶促反应速度的测定与酶的活力单位 1 酶促反应初速度的概念 2 酶活力的表示方法 3 酶活力测定方法 1.称取25mg蛋白酶配成25ml溶液，取2ml溶液测得含蛋白氮0.2mg，另取0.1ml溶液测酶活力，结果每小时可以水解酪蛋白产生1500ug酪氨酸，假定1个酶活力单位定义为每分钟产生1ug酪氨酸的酶量。请计算：(1)酶溶液的蛋白浓度及比活力(2)每克酶制剂的总蛋白含量及总活力。 解：(1)酶液蛋白浓度：0.2×6.25/2=0.625mg/ml, 0.1ml酶液中含1500/60=25u. 比活力：25u/0.1×0.625=400u/mg (2)每克酶制剂中总蛋白：0.625克蛋白。那么总活力：400 u/mg×0.625g=250000u 2.甘油醛-3-磷酸脱氢酶，相对分子质量4万，由4个相同亚基组成，每个亚基上有一个活性位点，在最适条件下，5μg纯酶制品每分钟可以催化2.8μmol甘油醛-3-磷酸转化为甘油酸-3-磷酸。请计算酶的比活力和单个活性位点的转换数。 解：依据活力单位的定义：每分钟催化1μmol的酶量为一个活力单位。上述纯酶含2.8个活力单位。 依据比活力的定义：每毫克酶蛋白所含的活力单位数。该酶的比活力：2.8/5×10-3=560IU/mg 依据转换数定义：每秒钟每个酶分子转换底物的微摩尔数。 W=2.8/60×4=0.01167 1. 底物浓度对酶反应速度的影响 抑制的类型和特点