第3章生物酶.ppt

第三章 生物酶 内容概览 生物酶的本质； 生物酶的催化特性； 生物酶的提取与生产方法； 染整加工中常用的生物酶。 第三章 生物酶 第一节 酶的本质 第三章 生物酶 酶的本质是蛋白质，酶有四级空间结构形式。 一级结构是指具有一定氨基酸顺序的多肽链的共价骨架； 二级结构为在一级结构中相近的氨基酸残基间由氢键的相互作用而形成的带有螺旋、折叠、转角、卷曲等细微结构； 三级结构系在二级结构基础上进一步进行分子盘曲以形成包括主侧链的专一性三维排列； 四级结构是指低聚蛋白中各折叠多肽链在空间的专一性三维排列。 具有低聚蛋白结构的酶(寡聚酶)必须具有正确的四级结构才有活性。 第三章 生物酶 酶蛋白有3种组成形式： ①单体酶：这类酶的酶蛋白是一条多肽链，肽链具有三维空间结构。催化水解反应的酶属于这一类，分子量在13000-35000之间。 ②寡聚酶：寡聚酶是由几个甚至几十个亚基组成，这些亚基之间通过次价键聚合而成，所以它们都是具有四级结构的蛋白质。糖酵解过程中的许多酶属于这一类，分子量在35000-数百万。 ③多酶体系：多酶体系是由酶彼此嵌合而成的，它有利于一系列反应的继续进行，多酶体系的分子量很高，一般都在几百万以上。 第三章 生物酶 大部分酶为复合蛋白质，或称全酶，是由蛋白质部分和非蛋白质部分所组成，即酶蛋白本身无活性，需要在辅助因子存在下才有活性。 辅助因子可以是无机离子，也可以是有机化合物，它们都属于小分子化合物。有的酶仅需其中一种，有的酶则二者都需要。 有机辅因子可依其与酶蛋白结合的程度分为辅酶和辅基。前者为松散结合；后者为紧密结合，但有时把它们统称为辅酶。大多数辅酶为核苷酸和维生素或它们的衍生物。 第三章 生物酶 第二节 酶的命名和种类 第三章 生物酶 (1)习惯命名法：根据它所作用的底物和所催化反应的类型来命名。脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶、氧化还原酶。 (2)系统命名法：以酶所催化的整体反应为基础来命名的。 ①氧化还原酶：催化发生电子(或氢原子)得失的氧化反应的酶。 ②转移酶：能通过催化作用，将官能团从一个分子转移到另个分子，具有这种作用的酶称转移酶。 ③水解酶：具有催化水解的作用，即底物与水作用，如脂肪酶。 ④裂解酶：催化一个化合物分子裂解为两个或多个化合物分子的反应，如果胶裂解酶。 ⑤异构酶：催化底物分子异构化反应，如葡萄糖转化为果糖。 ⑥加和酶：催化两个底物分子合成另一个产物分子的反应。 第三章 生物酶 第三节 酶的特性 第三章 生物酶 一、催化作用的特性 1、酶催化作用的专一性 酶的专一性是酶的最重要的特性之一，体现为一种酶只能作用于一种或一类结构相似的底物，并催化某种类型的反应。包括三方面的含义。 一是指酶作用的绝对专一性，即有些酶只作用一种底物。 二是指酶对反应的专一性，即有的酶只催化某一类型的反应。 三是指酶催化作用的主体专一性，即有些酶只催化一种主体结构。 第三章 生物酶 2、酶催化作用的高效性 由于酶催化时所需活化能很低，酶催化反应的速率极高，一般可达几百万倍。 第三章 生物酶 3、酶催化作用的温和性 酶是从生物体中获得的，所以一般酶都是在接近生物体的温度和接近中性的环境下起反应的。大多数酶催化反应均可在常温常压的温和条件下进行，因而较易控制，操作环境较安全。 4、酶催化活力的可控性 酶对反应条件极为敏感，可以简单地用调节pH、温度或强加抑制剂等方法来控制酶反应的进行。 第三章 生物酶 二、影响酶催化作用的因素 1．底物浓度的影响 底物浓度是决定酶催化反应速度的主要因素。在其他条件不变的情况下，底物浓度较低时，酶催化反应速度与底物浓度成正比，反应速度随着底物浓度的增加而加快。当底物浓度达到一定的数值时，反应速度的上升不再与底物浓度成正比，而是逐步趋向平衡。 米氏方程 第三章 生物酶 2．pH值的影响 环境pH值对酶的作用影响极大，每一种酶只能在一定的pH范围内体现活力。在某一pH下，酶具有最大的催化活性，通常称此pH为最适pH值。 不同的酶具有不同的最适pH值； 酶的最适pH不是固定常数，受酶的纯度、底物的种类等影响； 只有在最适pH值范围内，酶才能显示其催化活性。pH值过高或过低，都可能引起酶的变性失活。 第三章 生物酶 3．温度的影响 酶的催化反应有其有效温度范围和最适温度。 在有效温度范围内，酶才能够进行催化反应； 在最适温度条件下，酶的催化反应速度达到最大。 4．酶浓度的影响 一般情况下，当底物浓度大大超过酶浓度时，反应速率随酶浓度的增加而增加，反应速度与酶浓度成正比关系。 第三章 生物酶 5．激活剂和抑制剂的影响 凡是能提高酶活性、加速酶促反应进行的物质，称为酶的激活剂。在激活剂的作用下，酶的催化活性提高或者由无活性的酶原生成