第二节-酶促反应的特点与机制.ppt

第二节 酶促反应的特点与机制 酶与一般催化剂相比的共性 用量少而催化效率高； 能催化热力学上允许进行的化学反应，而不能实现那些热力学上不能进行的反应； 能缩短反应达到平衡所需的时间，而不能改变平衡点； 一般情况下，对可逆反应的正反两个方向的催化作用相同。 反应前后没有质和量的改变。 第二节 酶促反应的特点与机制 高效性 酶的催化作用可使反应速度提高106 -1012倍。 例如：过氧化氢分解 H2O2 → H2O + O2 用Fe+ 催化，效率为6*10-4 mol/mol.S，而用过氧化氢酶催化，效率为6*106 mol/mol.S。 用?-淀粉酶催化淀粉水解，1克结晶酶在65?C条件下可催化2吨淀粉水解。 第二节 酶促反应的特点与机制 特异性 酶的专一性 Specificity又称为特异性，是指酶在催化生化反应时对底物以及对反应方向的选择性。 第二节 酶促反应的特点与机制 催化条件温和 酶促反应一般在pH 5-8 水溶液中进行，反应温度范围为20-40?C。 第二节 酶促反应的特点与机制 酶的活性可以被调节 酶的活性可以被调节和控制。 在生物体可以通过多种方式调节酶的活性，从而使体内的各种新陈代谢能够相互协调。 许多因素可以影响或调节酶的催化活性，如代谢物、对酶分子的共价修饰，酶蛋白的合成改变等。 第二节 酶促反应的特点与机制 酶易变性失活 酶是蛋白质，所以在某些理化因子的作用下易变性失活。 第二节 酶促反应的特点与机制 “三点结合”的催化理论 酶与底物的结合处至少有三个点，而且只有一种情况是完全结合的形式。只有这种情况下，不对称催化作用才能实现。 第二节 酶促反应的特点与机制 锁钥学说 整个酶分子的天然构象是具有刚性结构的，酶表面具有特定的形状。酶与底物的结合如同一把钥匙对一把锁一样。 第二节 酶促反应的特点与机制 诱导契合学说 酶不具有与底物相识别的固定构象，当底物与酶接近时，底物分子可以诱导酶活性中心的构象发生改变，使之成为能与底物分子密切结合的构象 。 第二节 酶促反应的特点与机制 中间产物学说 在酶催化的反应中，第一步是酶与底物形成酶－底物中间复合物。当底物分子在酶作用下发生化学变化后，中间复合物再分解成产物和酶。 E + S ==== E-S ??? P + E 许多实验事实证明了E－S复合物的存在。E－S复合物形成的速率与酶和底物的性质有关。 第二节 酶促反应的特点与机制 活化能 是指一定温度下，使1mol反应物全部转化为活化分子所需要的能量。 活化分子是指具有反应能量的分子。 催化剂的作用是降低反应活化能Ea,从而起到提高反应速度的作用? 第二节 酶促反应的特点与机制 酶促反应的机制 邻近效应、定向效应、酸碱催化 多元催化 碱催化 相对专一性 有些酶的作用对象不是一种底物，而是一类化合物或一类化学键。这种专一性称为相对专一性(Relative Specificity)。 键(Bond)专一性，只对作用的键有选择性。如酯酶催化酯的水解，对于酯两端的基团没有严格的要求。 族(group)专一性，对键和该键一端或两端的基团都有选择性。如?-葡萄糖苷酶，催化由?-葡萄糖所构成的糖苷水解，但对于糖苷的另一端没有严格要求。 相对专一性 立体化学专一性 几何专一性 绝对专一性 只对一种底物有选择性，专一性最强。 绝对特异性举例：脲酶只水解尿素，而不能水解甲基尿素。 * 生 物 学 化 动物科技学院生物化学课程组 西北农林科技大学 第二节 酶促反应的特点与机制 特点 机制 特点 共性 1 2 (1) (2) 特点 机制 特点 共性 高效性 特异性 条件温和 可调节 变性失活 1 2 (1) (2) ④ ① ② ③ ⑤ 特点 机制 特点 共性 高效性 特异性 条件温和 可调节 变性失活 1 (1) (2) ④ ① ② ③ ⑤ 2 特点 机制 特点 共性 高效性 特异性 条件温和 可调节 变性失活 1 (1) (2) ④ ① ② ③ ⑤ 2 特点 机制 特点 共性 高效性 特异性 条件温和 可调节 变性失活 1 (1) (2) ④ ① ② ③ ⑤ 2 特点 机制 特点 共性 高效性 特异性 条件温和 可调节 变性失活 1 (1) (2) ④ ① ② ③ ⑤ 2 特点 机制 高效性 三点结合 锁钥学说 诱导契合 特异性 1 (1) (2) ① ② ③ 2 特点 机制 高效性 三点结合 锁钥学说 诱导契合 特异性 1 (1) (2) ① ② ③ 2 特点 机制 高效性 三点结合 锁钥学说 诱导契合 特异性 诱导契合机制 酶与底物靠近 定向