华中农业大学生物化学酶与辅酶.ppt

一 酶的概念 1926年, Summer: 脲酶结晶→酶是活细胞产生的具有特殊催化能力的蛋白质，是生物催化剂。 2　拟酶(核酶): 1981年，Cech(USA)发现四膜虫的rRNA前体有催化活性，自我剪切和拼接形成有生物功能的26S rRNA。 3　脱氧核酶：具催化活性的DNA。 4 抗体酶(abzyme,催化抗体 )： 一类具催化能力的免疫球蛋白称为抗体酶或催化抗体 。 1980s.Lerner发现某些抗原与抗体结合时才转位到抗原分子的表面, 这种现象类似于酶与底物诱导契合。　 　　　Tramontano 等用一种在结构上与某些酯类水解反应的过渡态相似的化合物用为半抗原制备单克隆抗体。此抗体能使酯的水解反应加速1000倍。 一般认为： ◆ 酶是生物体内活细胞产生的、能催化热力学上允许进行的化学反应的催化剂 化学本质：绝大多数为蛋白质，少数为核酸。 ◆ 生物细胞都产生自己所需的酶。 ◆ 生物体中各种代谢反应都需特殊的酶参加。 二 酶作用的特点 1 与一般催化剂的共性 2 作为生物催化剂的特点 ◆ 酶的催化效率高 　　　酶催化反应的反应速度比催化反应的速度要高108-1020倍 ◆ 易变性 　　　使蛋白质变性的理化因素(强酸、 强碱、重金属、高温、紫外线、超声波、剧烈振荡等)均可影响其活性。 ◆ 酶活性的可调节性 ◆ 有些酶的催化活性与辅因子有关。除去辅因子后酶失去活性。 ◆ 作用底物的专一性/特异性: 　　　酶对其作用的物质(底物、substrate)有严格的选择性。 　　　酶的专一性实质上是酶分子对底物分子的识别。 不同的酶所表现的专一性在程度上有很大的差别，主要取决于酶的活性中心的构象和性质。 ◇ 结构专一性：对底物分子化学结构的特殊要求 　　▽绝对专一性: 只作用于一种底物（脲酶只作用于尿素） 　　▽相对专一性: 作用于一类化合物或一种化学键. * 键专一性:如酯酶, -COOR * 族专一性(基团专一性): 胰蛋白酶只水解Lys、 Arg的-COOH参与的肽键。 ◇ 立体异构专一性: 对底物化学结构的立体构型有要求和选择. 　　▽ 旋光异构专一性:　L-氨基酸氧化酶只能氧化L-氨基酸。 　　▽几何异构专一性：延胡索酸酶只作用于延胡索酸(反-丁烯二酸), 而不能作用于顺-丁烯二酸。 三 酶的分类与命名 1 习惯命名 ◆ 根据作用的底物命名,如淀粉酶分解淀粉、酯酶分解酯等。 ◆ 根据催化的反应性质命名，如催化脱氢的酶叫脱氢酶，催化转氨基作用的酶叫转氨酶。 ◆ 根据底物及催化的反应性质命名.如琥珀酸脱氢酶催化琥珀酸脱氢氧化。? ◆ 根据酶的来源命名。 来源于胃的蛋白酶叫胃蛋白酶，来源于胰脏的叫胰蛋白酶。 惯用命名法比较好命名,但缺乏系统性;酶常常重复，一酶多名或一名多酶。 2 系统命名 ◆ Enzyme Commission(酶学委员会,EC)： 　 酶的名称应明确表明：酶的底物及催化反应的性质。 　　包括：底物及反应类型, 若有多种底物都应表明, 用“:”分开。若底物是水时可以略去。名称最后加一个“酶 ase” 字 　 如: 乙醇脱氢酶系统命名为: 乙醇:NAD+ 脱氢酶 ◇ 6大类: 1、2、3、4、5、6 ◇ 根据底物中被作用的基团或键的特点，每一大类又可分为若干亚类, 1、2、3、 …… ◇ 每一亚类可分为若干亚亚类， ◇ 酶在亚亚类中的排号 　　 　　　酶的分类编号由4个数字组成, 每个数字间用“.”分隔, 编号之前都要用EC. 　　如: EC4.2.1.2 ◆ 酶的6大类: ◇ 第二大类:　转移酶类(transferase) 催化分子间基团的转移，通式：A·X+B=A+BX ◇ 第三大类:水解酶类 　　　利用水分子使底物分子共价键断裂, 即催化水解的酶类. 通式：R-Rˊ+ H2O → RH + ROH 如淀粉酶, 蛋白酶类等 ◇ 第四大类: 裂合酶类(lyases) 能催化一种化合物分裂为几种化合物，或由几种化合物合成一种化合物。 ◇ 第五大类: 异构酶类（isomerase) 催化各种同分异构体(即分子式相同，而结构式不同的化合物)间的相互转变, 即促进分子内部基团的重新排列, A = B ◇ 第六大类:合成酶类(synthetase)或连接酶(ligases)。 　　催化两种物质(双分子)合成一种物质的反应，这种合成反应一般是吸能过程。因而通常有ATP等高能物质参加反应。 　　通式可写成为： 　　　A + B + ATP = A-B + ADP + Pi (A