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食品酶学的涵义 酶是活细胞产生的具有高效催化功能、高度专一性和高度受控性的一类特殊蛋白质 酶是具有生物催化功能的生物大分子（蛋白质或RNA）。 酶的蛋白质本质 二、酶的一级结构与催化功能的关系 ● 酶的一级结构即酶的化学结构，主要包括组成蛋白质的氨基酸的种类，数目，排列次序，二硫键的数目和位置，肽键的数目等；是酶的空间结构的基础。 决定酶的空间结构的因素，主要是由酶的一级结构所决定的各种侧链之间的相互作用。 此外，也受各种环境因素，如：溶剂、PH值 、温度、离子强度等的影响。 § 酶的一级结构的改变主要是指酶分子主链的断裂。酶分子的主链包括肽链和核苷酸链。 三、酶的二、三级结构与催化功能的关系 ● 酶的二、三级结构是所有酶都具有的基本空间结构。完整的二、三级结构对维持酶的活性中心的空间构象至关重要。 ● 酶的二、三级结构的破坏将使酶的催化活性丧失。 四、酶的四级结构与催化功能的关系：● 酶的四级结构是由多个亚基联结而成。 ● 具有四级结构的酶中有些仅仅具有催化作用，主要是多催化部位寡聚酶和多酶复合体。 ● 有些具有催化部位和调节部位，具有催化和调节两种作用，主要是别构酶。 1、四级结构与催化作用的关系 ● 多催化部位寡聚酶由若干个相同的亚基组成，四级结构完整时，酶的催化功能才能充分发挥出来。 ● 当四级结构受到破坏，亚基便分离，一般情况下酶便失去活性，若采用适当的分离方法，被分离的亚基仍然具有催化活性。 ● 多酶复合体的四级结构受到破坏时，亚基的活性减弱或消失。 2、四级结构与调节作用的关系：别构酶只有在四级结构完整时才显示其调节作用，分开的调节亚基不具有调节功能。 五、辅助因子与催化功能的关系（辅助因子分为无机辅助因子和有机辅助因子）………………………………不考问答 1、无机辅助因子与催化功能的关系，无机辅助因子主要是各种金属离子，与催化功能的关系有如下几个方面： （1）金属离子可以与底物形成三元复合物，使底物趋近酶分子，并促使酶的活性中心与底物之间的反应基团具有正确的空间走向； （2）金属离子具有亲电性质，可以促使酶与底物之间的亲电攻击，使反应加速进行； （3）金属离子具有稳定酶分子空间构象的作用，使酶保持其稳定的催化功能； （4）金属离子可以作为电子传递体，参与酶的氧化还原反应 2、有机辅助因子与催化功能的关系：● 有机辅助因子主要是各种小分子有机化合物。 ● 在酶的催化过程中，主要起各种基团的传递作用，使催化反应能够迅速进行。 酶的活性部位 （一）活性部位的概念 酶分子的活性部位或活性中心：指酶分子中能直接结合底物，并催化底物发生反应的部位。 ● 活性部位位于酶分子表面的疏水裂隙内，酶分子的构象决定活性部位的构象。 （二）结合部位和催化部位 活性部位可分为结合部位和催化部位 1、结合部位：与底物分子直接结合，负责酶的专一性；结合部位通常由几个氨基酸残基组成，有的还包含金属离子。 结合部位有特定的空间排布和一定的柔性 2、催化部位：是指酶分子上直接催化底物发生反应的部位，决定着酶催化能力的大小 酶作用专一性机理 （一）酶作用专一性：是指酶对底物和所催化的反应有选择性。 绝对专一性：有少数的酶，对底物结构的要求很严格，只作用于一种底物。 相对专一性：大多数的酶可以作用于一些或一类结构相近的底物。 立体专一性：几乎所有的酶都具有立体专一性，是指酶只能作用于底物的立体异构体中的一种。 （二）酶作用专一性机理 诱导契合学说：在酶与底物结合的过程中，酶分子构象发生变化，底物分子的构象亦发生相应变化之后，才互补结合的。这种酶与底物互相变化而彼此适应的过程，称为诱导契合学说。 结合专一性：即底物专一性，取决于酶的活性部位（主要是结合部位），酶的活性部位有一定的大小和形状，它决定着底物分子能否与酶的活性部位镶嵌互补，结合部位的几个结合基团能否与底物分子相应基团相结合。 催化专一性：即反应专一性，决定于酶催化部位的结构；底物必须有能被酶作用的敏感键或敏感基团；底物敏感键的相对位置必须与催化基团配合恰当；酶反应所经历的几个中间步骤中，每一步可能由不同的催化基团催化，因此，所有的催化基团都必须与底物适当配合，这就产生了催化专一性。 酶的高效催化机理 活化自由能：反应系统中加入催化剂，能使活化能降低，使分子较易克服能障。 第五节 酶的生产方法 利用微生物产酶的优点：1、微生物种类多，酶种多，且菌株易诱变，菌种多样； 2、微生物生长繁殖快，易提取酶，特别是胞外酶； 3、微生物培养基来源广泛，价格便宜； 4、可采用微电脑等新技术，控制酶发酵生产过程，生产可连续化、自动化，经济效益高； 5、可利用以基因工程为主的近代分子生物学技术，选育菌种，增加酶产率和开发新菌种。 微生物法生产酶的一般原理和工艺 一、酶的生产菌种 1、产酶菌种的要