第07章酶和催化反应(卢涛).pptVIP

第七章  酶与催化反应ENZYMES AND CATALYTIC REACTIONS;酶学研究简史;第一节 酶和酶促反应 Enzymes and Enzymatic Reactions ;一、化学反应具有热力学和动力学特性 ;S1+S2 P1+P2;2．自由能的变化是化学反应的动力 ;自由能的变化是化学反应的动力，影响化学反应的方向。;反应方向与?H、?S和T的关系 ;3．标准自由能变与平衡常数有关 ;（二）动力学性质是对反应速率的描述 ;一级反应（first-order reaction）:单底物反应 二级反应（second-order reaction） ：双底物反应 ;二、酶的化学本质是蛋白质 ;（二）结合酶既含有氨基酸组分又含有非氨基酸组分;辅助因子分类 （按其与酶蛋白结合的紧密程度）;一些化学稳定的小分子有机化合物是重要的辅酶或辅基。 ; 辅酶或辅基;金属离子的作用： ①作为酶活性中心的组成部分参加催化反应，使底物与酶活性中心的必需基团形成正确的空间排列，有利于酶促反应的发生； ②作为连接酶与底物的桥梁，形成三元复合物； ③金属离子还可以中和电荷，减小静电斥力，有利于底物与酶的结合； ④金属离子与酶的结合还可以稳定酶的空间构象，稳定酶的活性中心。;金属酶(metalloenzyme) 金属离子与酶结合紧密，提取过程中不易丢失。 金属激活酶(metal-activated enzyme) 金属离子为酶的活性所必需，却不与酶直接结合，而是通过底物相连接。 ; 金属酶;（三）单体酶仅含有一条肽链而寡聚酶含有两条或两条以上的肽链;?多酶复合物（multienzyme complex）， 或称多酶体系（multienzyme system） ;三、按酶所催化反应的类型将酶分为六大类;（二）催化分子间基团转移或交换的酶属于转移酶类;（三）催化底物发生水解反应的酶属于水解酶类 ;（四）催化从底物移去一个基团并形成双键的反应或其逆反应的酶属于裂合酶类 ;（五）催化同分异构体相互转化的酶类属于异构酶类 ;（六）催化两种底物形成一种产物同时偶联有高能键的水解释能的酶属于合成酶类;四、酶可按其所催化的反应类型予以命名 ;酶的分类;（二）推荐名称简便而常用 ;五、同工酶催化相同的化学反应 ;H;（二）同工酶在生物体中的表达分布具有时空特异性 ;（三）检测组织器官同工酶谱的变化有重要的临床意义 ;第二节 酶的工作原理 Mechanism of Enzymatic Reactions ;、酶具有与一般催化剂相似的工作原理;反应总能量改变 ;2．活化能的降低可使反应速率呈指数上升 ;（二）酶与一般催化剂一样能加速化学反应而不改变反应的平衡点 ;二、酶具有不同于一般催化剂的显著特点 ;酶与一般催化剂催化效率的比较;酶的特异性或专一性（specificity） ;1.有的酶对其底物具有极其严格的绝对专一性 ;2.多数酶对其底物具有相对特异性 ;各种蛋白酶对肽键的专一性 ; 人体内有多种蛋白激酶，它们均催化底物蛋白质 丝氨酸（或苏氨酸）残基上羟基的磷酸化 ;3. 有些酶对其底物表现出立体异构专一性 ;;三、酶活性中心是酶与底物结合并将底物转化为产物的特定部位;溶菌酶的活性中心 ;酶的活性中心由许多必需基团组成 ;活性中心内的必需基团;;组成酶活性中心的必需基团在一级结构上可能相距很远，但在形成三级结构时相互接近，形成具有三维结构的区域，且多是酶分子中的裂隙或凹陷所形成的疏水口袋。 ;酶的活性中心对底物具有高度的特异性 ;（一）酶与底物之间的相互作用表现有多种效应;;2．形成酶-底物过渡态复合物过程中释放结合能 ;;在疏水环境中进行酶反应有很大的优越性，此现象称为表面效应（surface effect）。 ;（二）酶对底物呈现多元催化 ; 氨基酸残基;酶可与底物形成瞬时共价键 ; 酶举例;酶可通过亲核催化或亲电子催化加速反应 ;胰凝乳蛋白酶的亲核催化、共价催化和酸-碱催化机制 ;第三节 酶促反应动力学 The Kinetics of Enzymatic Reactions ;概念 研究各种因素对酶促反应速率的影响，并加以定量的阐述。 影响因素包括有 酶浓度、底物浓度、pH、温度、抑制剂、激活剂等。;单底物、单产物反应； 酶促反应速率（velocity，V）一般在规定的反应条件下，用单位时间内底物的消耗量和产物的生成量来表示； 反应速率取其初速率，即底物的消耗量很小（一般在5﹪以内）时的反应速率； 底物浓度远远大于酶浓度。;一、采用酶促反应初速率来研究酶促反应动力学;酶的活性: 以国际单位（international unit, IU）表示。 在规定的实验条件下（如温