南华大学 生物化学第03章 酶.ppt

酶学研究简史 公元前两千多年，我国已有酿酒记载。 1850年，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与功能The Molecular Structure and Function of Enzyme  酶的不同形式 单体酶：仅具有三级结构的酶。 寡聚酶：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：由几种不同功能的酶彼此聚合形成的多酶复合物。 多功能酶或串联酶：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。 结合酶 (conjugated enzyme) 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。 活性中心内的必需基团 第二节 酶的工作原理The Characteristic and Mechanism of Enzyme-Catalyzed Reaction 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。 （一）酶促反应具有极高的效率 根据酶对其底物分子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。 概念 研究酶促反应速度及其影响因素。 中间产物 （二）Km与Vmax是有意义的酶促反应动力参数 当[S]＞＞[E]，酶可被底物饱和的情况下，反应速度与酶浓度成正比。 关系式为：V = K3[E] 双重影响 温度升高，酶促反应速度升高；酶本质是蛋白质，温度升高可引起酶的变性，从而反应速度降低。 竞争性抑制作用 *定义 抑制剂与底物的结构相似，能与底物竞争酶的活性中心，从而阻碍酶底物复合物的形成，使酶的活性降低。这种抑制作用称为竞争性抑制作用。 非竞争性抑制 * 反应模式 反竞争性抑制 * 反应模式 激活剂(activator) 使酶由无活性变为有活性或使酶活性增加的物质。 激活剂大多为金属离子，少数为阴离子，也有有机化合物激活剂。 ? 必需激活剂 (essential activator) ? 非必需激活剂 (non-essential activator) 变构效应剂 (allosteric effector) 化学修饰或共价修饰(covalent modification) 在其他酶的催化作用下，某些酶蛋白肽链上的一些基团可与某种化学基团发生可逆的共价结合，从而改变酶的活性，此过程称为共价修饰。 酶含量的调节 第六节酶与医学的关系The Relation of Enzyme and Medicine 酶与疾病的关系 思考题 简述酶作为生物催化剂与一般化学催化剂的共性及其个性？ 什么是酶的活性中心？底物结合部位、催化部位和变构部位之间有什么关系？ 请写出维生素B1、B2的名称及它们的辅酶形式，它们是什么酶的辅酶？ 南华大学生物化学多媒体课件 变构激活 变构抑制 变构酶的Ｓ形曲线 [S] V 无变构效应剂 变构酶常为多个亚基构成的寡聚体，具有协同效应。 常见类型 磷酸化与脱磷酸化（最常见） 乙酰化和脱乙酰化 甲基化和脱甲基化 腺苷化和脱腺苷化 －SH与－S－S互变 （二） 酶的化学修饰调节 酶的磷酸化与脱磷酸化 -OH Thr Ser Tyr 酶蛋白 H2O Pi 磷蛋白磷酸酶 ATP ADP 蛋白激酶 Thr Ser Tyr -O-PO32- 酶蛋白 （三）酶原的激活使无活性的酶原转变成有催化活性的酶 酶原 (zymogen) 酶原的激活 有些酶在细胞内合成或初分泌时只是酶的无活性前体，此前体物质称为酶原。 在一定条件下，酶原向有活性酶转化的过程。 酶原激活的机理 酶 原 分子构象发生改变 形成或暴露出酶的活性中心 一个或几个特定的肽键断裂，水解掉一个或几个短肽 在特定条件下 赖 缬 天 天 天 天