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第 五 章 酶 酶的概念 目前将生物催化剂分为两类 酶 、 核酶（脱氧核酶） 酶学研究简史 公元前两千多年，我国已有酿酒记载。 十九世纪初，Pasteur认为发酵是酵母细胞生命活动的结果。 1877年，Kuhne首次提出Enzyme一词。 1897年，Buchner兄弟用不含细胞的酵母提取液，实现了发酵。 1926年，Sumner首次从刀豆中提纯出脲酶结晶。 1982年，Cech首次发现RNA也具有酶的催化活性，提出核酶(ribozyme)的概念。 1995年，Jack W.Szostak研究室首先报道了具有DNA连接酶活性DNA片段，称为脱氧核酶(deoxyribozyme)。 第一节酶的分子结构 一、酶的活性中心 活性中心内的必需基团 二、酶的辅助因子三、单纯酶和结合酶 结合酶 (conjugated enzyme) 各部分在催化反应中的作用 酶蛋白决定反应的特异性 辅助因子决定反应的种类与性质 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，但与酶的结合不甚紧密。 小分子有机化合物 其主要作用是参与酶的催化过程，在反应中传递电子、质子或一些基团。 辅酶的种类不多，且分子结构中常含有维生素或维生素类物质。 维生素简介 脂溶： A 视黄醛等，感光（夜盲症等） D 麦角钙化醇等，钙吸收（佝偻病等） E 生育酚，抗氧化、生殖、血红素代谢 K 凝血作用 水溶：B族（B1，B2，B6，B12，PP，泛酸，生物素， 叶酸） 硫辛酸 C 抗坏血酸，氧化还原反应 维生素B2 生化作用及缺乏症 生化作用：FMN及FAD是体内氧化还原酶的辅基，主要起氢传递体的作用。 缺乏症：口角炎，唇炎等。 维生素PP 维生素PP包括 尼克酸(nicotinic acid) 尼克酰胺(nicotinamide) 尼克酸缺乏患者在早期阶段临床表现可不明显，往往有食欲减退、倦怠乏力、体重下降、腹痛不适、消化不良、容易兴奋、注意力不集中、失眠等非特异性病征。当病情进展时，可以出现较典型症状表现为夏秋季日光照射时发作，有时也可因辐射及皮肤物理性损伤而诱发。 Photos of patients with Niacin deficiency 叶酸 生化作用：FH4是一碳单位转移酶的辅酶，参与一碳单位的转移。 缺乏症：巨幼红细胞贫血 泛酸 泛酸(pantothenic acid)又名遍多酸 生化作用 CoA及ACP是酰基转移酶的辅酶，参与酰基的转移作用。 四、单体酶、寡聚酶、多酶复合体和多功能酶 单体酶(monomeric enzyme)：仅具有三级结构的酶。 寡聚酶(oligomeric enzyme)：由多个相同或不同亚基以非共价键连接组成的酶。 多酶体系（复合体）(multienzyme system)：由几种不同功能的酶彼此聚合形成的多酶复合物。 多功能酶(multifunctional enzyme)或串联酶(tandem enzyme)：一些多酶体系在进化过程中由于基因的融合，多种不同催化功能存在于一条多肽链中，这类酶称为多功能酶。 五、 同工酶 第二节酶促反应的特点和机制 酶与一般催化剂的共同点 在反应前后没有质和量的变化； 只能催化热力学允许的化学反应； 只能加速可逆反应的进程，而不改变反应的平衡点。 1、酶促反应高效性 酶的催化效率可用酶的转换数 (turnover number) 来表示。酶的转换数是指在酶被底物饱和的条件下，每个酶分子每秒钟将底物转化为产物的分子数。 一种酶仅作用于一种或一类化合物，或一定的化学键，催化一定的化学反应并生成一定的产物。酶的这种特性称为酶的特异性或专一性。 根据酶对其底物结构选择的严格程度不同，酶的特异性可大致分为以下3种类型： 绝对特异性(absolute specificity)：只能作用于特定结构的底物，进行一种专一的反应，生成一种特定结构的产物 。 相对特异性(relative specificity)：作用于一类化合物或一种化学键。 立体结构特异性(stereo specificity)：作用于立体异构体中的一种。 二、酶促反应机制 表面效应使底物分子去溶剂化 第三节 酶促反应动力学 概念 研究各种因素对酶促反