杨荣武生物化学第八章 酶学概论.ppt

提纲 酶的化学本质 酶的催化性质 酶与非酶催化剂的共同性质 酶催化的特有性质 三. 酶的分类和命名 第八章 酶学概论 酶就是由细胞合成的，在机体内行使催化功能的生物催化剂。 没有酶的反应 有酶催化的反应 酶的定义 主要是蛋白质，极少数是RNA（核酶）。 酶的化学本质 底物 酶 产物 底物、产物和酶 酶催化底物转变成产物 醛缩酶 只能催化热力学允许的反应 反应完成后本身不被消耗或变化，即可以重复使用 对正反应和逆反应的催化作用相同 不改变平衡常数，只加快到达平衡的速度或缩短到达平衡的时间。 酶与非酶催化剂的共同性质 高效性 酶在活性中心与底物结合 专一性 反应条件温和 对反应条件敏感，容易失活 受到调控 许多酶的活性还需要辅助因子的存在，作为辅助因子的多为维生素或其衍生物。 酶特有的催化性质 酶高效的催化性 酶促反应与非酶促反应效率的比较 是指酶对参与反应的底物有严格的选择性，即一种酶仅能作用于一种底物，或一类分子结构相似的底物，发生某种特定类型的化学反应，产生特定的产物。 专一性一般有四种类型： （1）绝对专一性 是指一种酶仅催化一个特定的反应。例如，脲酶只能催化尿素的水解反应； （2）基团专一性 是指一种酶只作用于含有特定官能团的分子。如磷酸酶只水解特定底物分子上的磷酸基团； （3）键专一性 是指一种酶只作用于含有一种特定化学键的分子，而不管底物分子其他部分的结构。如二肽酶识别的是二肽分子中的肽键，而不管构成这个肽键的两个氨基酸残基是哪一种； （4）立体专一性 酶的专一性 酶的活性中心也称为活性部位，是指酶分子上直接与底物结合，并与催化作用直接相关的区域。 活性中心由结合基团和催化基团组成。前者负责与底物结合，决定酶的专一性，后者参与催化，负责底物旧键的断裂和产物新键的形成，决定酶的催化能力。但也可能有某些基团两者兼而有之。 酶的活性中心与酶促反应的专一性 活性中心是一个三维实体，通常由在一级结构上并不相邻的氨基酸残基组成 活性中心只占酶总体积很小的一部分（约1％～2%） 活性中心为酶分子表面的一个裂缝、空隙或口袋，中心内多为疏水氨基酸残基，但也有少量极性氨基酸残基，以便底物结合和进行催化 与底物结合为多重次级键，包括氢键、疏水键和范德华力 底物结合的专一性在一定程度上取决于活性中心和底物之间在结构上的互补性 活性中心的构象不是固定不变的，而是具有一定的柔性 活性中心的主要特征 胰凝乳蛋白酶的活性中心 解释酶专一性的三种模型： （1）锁与钥匙学说 （2）诱导契合学说 （3）“三点附着”模型 “锁与钥匙”模型 “诱导契合”模型 己糖激酶的诱导契合 “三点附着”模型 温度变化对酶活性的影响 pH的变化对酶活性的影响 属于单纯蛋白质的酶为单纯酶，属于缀合蛋白质的酶为缀合酶或结合酶。 缀合酶除了蛋白质以外，还结合某些对热稳定的非蛋白质小分子或金属离子，它们统称为辅助因子。丧失辅助因子的酶被称为脱辅酶，与辅助因子结合在一起的酶被称为全酶。 辅助因子包括辅酶、辅基和金属离子三类。辅酶专指那些与脱辅酶结合松散、使用透析的方法就容易去除的有机小分子。辅基专指那些与脱辅酶结合紧密、使用透析或超滤的方法难以去除的有机小分子。 单纯酶VS缀合酶 许多疾病是缺乏某一种酶或者一种酶不合适表达引起的。 酶是许多药物作用的目标。 酶有时可直接被用来治疗某种疾病。 存在一种酶或缺乏一种酶经常被用来诊断某些疾病。 病毒性肝炎——谷丙转氨酶 心肌梗塞——谷草转氨酶、肌酸激酶、LDH（H4） 急性胰腺炎——淀粉酶、脂肪酶 研究酶的医学重要性 酶的分类及其实例 *