9章 酶引论-教学用.ppt

(一) 酶活力、活力单位和比活力 酶活力或酶活性：催化某一化学反应的能力。代表酶的量。 酶活力单：量度酶活力大小的单位。 传统酶单位：在一定的条件下，一定的时间内将一定量的底物转化为产物所需的酶量(习惯单位)。酶浓度可用单位体积的酶单位数来表示，如U/mL ,U/L等。 1961，国际单位(IU)作为酶活力单位：1个酶的国际单位，常称酶单位，是在规定的条件(温度一般为25℃,其他为最适条件），每分钟催化1μmol底物转化为产物的酶量。 1972，推出酶活力单位Katal(缩写Kat)。1个Katal 规定为在最适条件下，每秒钟催化lmol产物的形成所需的酶量(mol·s-1)。1 Kat = 6×107IU。习惯单位不统一， 但实际有它方便之处。 酶的比活或比活力 被定义为每毫克蛋白质所含的酶活力单位数(U/ mg)。比活代表酶的纯度。 (二) 反应速率、初速率和酶活力测定 在恒容系统中反应速率可以用单位时间内反应物浓度的变化率或产物浓度的变化率来表示。对一个简单的非催化反应： 1.化学反应速率及其测定 酶活力测定方法：分光光度法、荧光法最简便且灵敏，又便于自动化，可不干扰反应连续测。其他，如同位素测定法、电化学方法必须在反应体系取样并终止反应才能进行。 如果开始反应时溶液中只有A存在，并已知它的初始浓度为[A]0，则原点(或[A]0)的切线斜率为初速率(initial rate)或初速度(initial velocity)，即: 2.反应初速率的概念 底物不是过量的，反应进程中它的浓度将显著减小，速率不断下降; 反应明显可逆，逆反应速率将随产物浓度增加而上升，底物转化净速率将下降; 酶稳定性差且产物可能抑制酶活力, 酶活力下降，酶促反应速率也随之变慢。 反应速率随时间变慢的可能原因: 准确反应酶的活性，最好是测定酶促反应初速率v0， 反应时间尽量短(一般不超过5min)，底物浓度变化不超过初始浓度的5%时，产物生成量与时间几乎是正比关系，进程曲线的最早一段是直线，因此一般不需要通过原点的切线求初速率。 3.酶活力的测定 反应条件如温度、pH必须保持恒定，并说明； S 和E辅因子须过量，[S]至少5倍于酶的KM。 初速率v0对 [S]是零级反应， v0与[S]无关，v0对[E]是一级反应。此时，每个酶分子完全被S所饱和，酶的催化能力可以得到充分显示，酶浓度成为化学反应速率的唯一限制因子。 测定酶活力时通常需要作两条曲线: 酶反应进程曲线，确定求初速率的酶反应时间(线性范围); 酶浓度曲线，即v0作[E]函数的曲线, 确定成线性关系[E]范围;待测样品[E]应在此范围内。 必须同时作一份对照(control)或空白(blank)。对照试验除在反应前用煮沸或其他方法使酶变性失活外，空白试验除不加待测酶外，一切与样品试验相同。 酶活力虽由酶催化的化学反应速率确定，但并不直接用反应速率表示。 酶活力单位的量纲是两个物理量，即物质量/时间；反应速率单位的量纲是3个物理量，即物质量/(容积×时间)。而酶浓度单位的量纲与反应速率单位的量纲是一致的，因此反应速率直接代表的是酶浓度。 酶活力的测定要说明的几点问题 (一) 核酶的发现(二) L19RNA是核酶(三) RNaseP的RNA组分是核酶 七、非蛋白质生物催化剂——核酶 1981，美 Cech T等发现原生动物嗜热四膜虫(Tetrahymena thermophila) rRNA 前体能通过自[我]剪接(self-splicing)切去间插序列或内含子(intron), 表明RNA也具有催化能力，称它们为核酶(ribozyme)。 Altman S等证明在高浓度Mg2+或Mg2+加少量精胺的条件下,核糖核酸酶P(RNase P)的RNA组分独自也具有加工tRNA前体的催化活力。 陆续发现一些植物的类病毒(viroid)和拟病毒(virusoid)和卫星RNA在复制过程中也能自[我]切割或自断裂(selff-cleavage)和环化。 生物体内一些重要的RNA-蛋白质颗粒体如剪接体(splicesome)和核糖体(ribosome)等也可认为是核酶复合体。　　 (一) 核酶的发现 比较清楚的核酶：自剪接l组内含子(如四膜虫的Ll9 RNA),RNase P和锤头核酶。 这些核酶的主要活性基于两个基本反应：转酯和磷酸二酯键水解。核酶的底物经常是RNA分子或是核酶自身的一部分。当底物是RNA时,核酶可以利用碱基配对相互作用使底物进人反应中心。核酶分子大小不一,有 的链长超过400 nt(核苷酸),有的只有30～40nt。核酶也具有三维结构,它是催化功能所必需的。如