第四章-酶化学.ppt

思考题 1.酶催化作用的特点 2.辅酶与辅基？二者如何区分？ 3.单体酶、寡聚酶、多酶复合体、酶活力、比活力、核酶、化学酶工程、生物酶工程。 4.酶的分离纯化基本程序和注意事项？判断酶提取纯化方法优劣的指标？ * * 七、酶分子工程 酶工程:是把酶学基本原理与化学工程技术及基因重组技术有机结合而形成的新型应用技术。是将酶所具有的生物催化功能，借助工程手段应用于社会生活的一门科学技术。 应用 生产高果糖浆、加酶洗衣粉、嫩肉粉、溶菌酶等 包括：化学酶工程和生物酶工程。 * * (一）化学酶工程 化学酶工程又叫初级酶工程，主要由酶学与化学工程技术相互结合而成。是指天然酶、化学修饰酶、人工模拟酶以及固定化酶的研究和应用。 1.天然酶：多为通过提取法、微生物发酵而获得的粗酶制剂。 2.化学修饰酶：对酶分子的表面基团或者酶分子的内部基团进行修饰。 3.人工模拟酶 化学半合成法：将催化基团与无催化功能的蛋白结合。 化学全合成法：通过并入酶的催化基团与控制空间的构象，从而像天然酶那样专一性地催化化学反应。 4. 固定化酶：是通过吸附、耦联、交联和包埋等物理或化学的方法把酶连接到某种载体上，做成仍具有酶催化活性的水不溶性酶。这种酶在反应体系中以固相形式存在，所以称为固定化酶或固相酶。 * * （二）生物酶工程 又叫高级酶工程，是在化学酶工程的基础上发展起来的，以酶学和DNA重组技术为主的现代分子生物学技术相结合的产物。 * * 1.克隆酶 用基因工程技术大量生产的酶。 基本过程： 分离纯化相应的酶基因。 将酶基因与载体DNA重组。 将重组DNA转移到适当的受体细菌或者酵母中。 通过发酵的方法获得大量目的酶－－克隆酶。 * * 2.基因修饰酶(突变酶) 采用基因定点突变技术将酶基因的一个或几个碱基变换，得到突变酶基因，将这种突变酶基因转移到适当的宿主细菌中，经培养繁殖、扩增、表达和筛选，得到突变酶。对酶的结构进行修饰。 3.产生新酶 设计新酶基因，合成自然界不曾有的新酶。 * * 第二节 酶促反应动力学 一、化学动力学基础 二、底物浓度对酶反应速率的影响 三、酶的抑制作用 四、激活剂对酶反应速度的影响 五、温度对酶反应速度的影响 六、pH对酶反应的影响 七、酶浓度对酶促反应速度的影响 * * 一、化学动力学基础 化学反应基本问题： 反应进行的方向、可能性和限度； 反应速率和反应机制。 * * (一)反应速率及其测定 测定不同时间的反应物或生成物的浓度。 V = - dc dt V = + dc dt t v * * (二) 反应分子数和反应级数 1.反应分子数：在反应中真正相互作用的分子数目。（单分子反应和双分子反应） 速率方程： 2.反应级数 整个化学反应的速率服从哪种分子反应速率方程式，则这个反应即为几级反应。 分为：一级反应；二级反应；零级反应 * * 二、底物浓度对酶反应速率的影响 在低底物浓度时, 反应速度与底物浓度成正比，表现为一级反应。 混合级反应。 当底物浓度达到一定值，反应速度达到最大值，此时再增加底物浓度，反应速度不再增加，表现为零级反应。 一级反应 混合级反应 零级反应 * * (一)“中间复合物”假说 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（络合物）。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 酶 底物 中间复合体 产物 酶 * * (二)单底物酶促反应的动力学方程式 Km = K2 + K3 K1 米氏常数，ES的分解速度和形成速度的比值 1.米氏方程 Km = [S] V = 1/2 Vmax 反应速率达到最大反应速率一半时的底物浓度 v＝ Km+[S] Vmax [S] * * 2.Km值的意义 V＝ Km+[S] Vmax [S] Km值是酶的一种特征性的常数。 只与酶的性质有关，与酶的浓度无关。 从Km值可以判断酶的专一性和天然底物。 一些专一性差的酶可以作用关于几种底物，它对每一种底物各有一个特定 的Km值，其中Km值最小的底物大都是该酶的最适合底物或者是天然底物。 Km值可以近似的表示酶对底物亲和力的大小。 Km值越大，表示酶和底物的亲和力越小。 利用Km值和米氏方程，可以计算底物浓度和反应速率的关系 当[S] = 3Km时，反应速率？ Km值可以帮助推断某一个代谢反应的方向和途径；确定限速反 应步骤 * * 1. pH对酶反应的影响 最适pH：在一定的pH下, 酶具有最大的催化活性。 动物酶多在p