第7章 酶引论.ppt

第7章 酶引论;定义: 酶(Enzyme)是生物体活细胞产生的具有特殊催化活性和特定空间构象的生物大分子，包括蛋白质及核酸，又称为生物催化剂。;一、酶学研究简史;1926年Sumner从刀豆种子中分离、纯化得到了脲酶结晶，首次证明酶的蛋白质本质。获1946年诺贝尔奖。 1978年，Altman提出RNA有催化功能。 1982年，Cech等对四膜虫的研究中证实RNA具有催化作用，并提出核酶(ribozyme)的概念。Cech等获1989年诺贝尔化学奖。 1995年，Jack W.Szostak研究室首先报道了具有DNA连接酶活性的DNA片段，称为脱氧核酶(deoxyribozyme)。;(1)用量少而催化效率高； (2)只催化热力学允许的化学反应，只加快反应速度不改变反应的平衡常数。本身在反应前后不发生变化。 (3)酶能够稳定底物形成的过渡状态，降低反应的活化能，从而加速反应的进行。;产物 ;酶促反应降低活化能;例 2H2O2→2H2O+O2 ;1、 高的催化效率 ; 转换数（turnover number, TN or kcat）: ;2、高度专一性;3、酶的催化活性的可调节性;多数酶是蛋白质。决定酶的作用条件一般应在温和的条件下，如中性pH、常温及常压下进行。强酸、强碱、高温、重金属盐等条件下易使酶失去活性。 ;（一）酶的化学本质 ; 20世纪80年代发现某些RNA有催化活性，还有一些抗体也有催化活性，甚至有些DNA也有催化活性，使酶是蛋白质的传统概念受到很大冲击。 ;2．某些RNA有催化活性 ; 1983年美国S.Altman等研究RNaseP（由20%蛋白质和80%的RNA组成），发现RNaseP中的RNA可催化E. coli tRNA的前体加工。 ; Cech和Altman各自独立地发现了RNA的催化活性，并命名这一类酶为ribozyme（核酶），2人共同获1989年诺贝尔化学奖。 ;3．抗体酶（abzyme） ;4．有些DNA也有催化活性 ;1、酶的四级缔合;2、酶的化学组成(结构) ;* 各部分在催化反应中的作用;金属离子的作用 稳定酶的构象； 参与催化反应，传递电子； 在酶与底物间起桥梁作用； 中和阴离子，降低反应中的静电斥力等。;辅助因子分类 （按其与酶蛋白结合的紧密程度）;作为酶辅因子的某些金属离子;一）、维生素PP（B5）;尼克酰胺;Ox型;Ox型;1. 生化作用 ﹡NAD+及NADP+是体内多种脱氢酶（如苹果酸脱氢酶、乳酸脱氢酶）的辅酶，参与脱氢反应，是电子和氢的载体。;二）、维生素B2;核黄素化学结构;Vit B2;异咯嗪环第1位和第5位N原子可被氧化和还原。;三）、泛酸; 泛酸(pantothenic acid)又名遍多酸或维生素B3。泛酸是含有肽键的酸性物质。;辅酶A：简写为CoASH或CoA，分子中含有泛酰巯基乙胺，是含泛酸的复合核苷酸。;主要功能：; CoASH（泛酰巯基乙胺）在代谢中作为酰基载体的功能部位在-SH上，常以HSCoA表示。 如携带乙酰基：CH3CO-SCoA——乙酰辅酶A。;四）、叶酸;5, 6, 7, 8-四氢叶酸 ;叶酸;五）、维生素B12;R：-CH3;六）、维生素B1;﹡TPP是丙酮酸脱氢酶系和α-酮戊二酸脱氢酶系的辅酶，参与α-酮酸的氧化脱羧作用，;﹡在神经传导中起一定的作用，抑制胆碱酯酶的活性。;七）、硫辛酸;八）、维生素B6;4;九）、生物素;十）、维生素C;维生素C;（一）习惯命名法 （二）国际系统命名法 （三）国际系统分类法及酶的编号;根据其催化底物来命名（蛋白酶、淀粉酶等） 根据所催化的反应性质来命名（水解酶、裂解酶等） 结合上述两个原则来命名（琥珀酸脱氢酶等） 在这些命名基础上加上酶的来源或其它特点（胃蛋白酶、胰蛋白酶、碱性磷酸脂酶和酸性磷酸脂酶）。; 这种命名法缺乏科学系统性，易产生“一酶多名”或“一名多酶”问题。; （1）该命名法规定，每种酶的名称应明确标明底物及所催化反应的特征，即酶的名称应包含两部分：前面为底物，后面为所催化反应的名称。 ;例3： 脂肪+H2O → 脂酸+甘油 ; 国际系统命名法看起来科学而严谨，但使用起来不太方便. ; 酶的国际习惯用名和系统命名的应用实例;1961年国际生物化学学会酶学委员会（Enzyme Committee, EC）根据酶所催化的反应类型和机理，把酶分成6大类：;1．分类: ;2. 六大类酶催化反应的性质 ;（1）氧化酶类：催化底物脱氢，并氧化生成H2O或H2O2 。;邻苯二酚氧化酶（EC 1.10.3.1，邻苯二酚：氧氧化酶） ;（2）脱氢酶类：直接催化底物脱氢 ;2)．转移酶类（transferases） ;3)．水解酶类（