复旦大学教学幻灯片-酶学.ppt

酶 学Enzymology;生命的两个基本条件;酶是生物催化剂(Catalyst);酶的生物学功能;酶 Enzyme;化学反应的活化能;酶的化学本质是蛋白质;有些酶不是蛋白质;酶作为生物催化剂;酶的特点;研究简史; 生物化学的研究史多数是酶研究的历史。对生化催化剂的认识始于1700s的后期对于胃分泌物对肉的消化；1800s继续于唾液对淀粉转化为糖的研究；1857，Louis Pasteur总结酵母发酵糖为酒精由“酵素”催化（但不能从活的机体分离—活机论、生机说）；1897，Eduard Buchner发现酵母抽提物可以发酵糖为乙醇，确定催化由分子执行，并能由细胞分离。Frederick W. Kühne称这些分子为酶，活力论学说倒台；1913，米氏方程建立。 1926，James Sumner分离和结晶了脲酶，成为早期酶研究的重大突破—酶分子是蛋白质（所有酶都是蛋白质）；1930s，很多蛋白酶被结晶，Sumner的结论被广泛接受。至今已鉴定的酶超过三千种以上。; 一般认为，酶学研究开始于1897年 Buchner兄弟的发现，表明酶能以溶解的和活性的状态从细胞中分离，推动了酶分离、酶理化性质、生命过程与酶关系的研究。 其后沿着两个方向发展，一是以Takamine等开始的酶的应用研究，采用各种分离纯化技术制备了不同的酶制剂，发展了固定化酶技术，建立了多种类型的酶反应器。; 二是从事酶的理论研究，侧重于酶的理化性质及催化性质的研究。Summer和Northrop开辟了酶的分离纯化道路；Sanger、Moore和Stein等建立了酶一级结构测定方法；Kendrew等发展了X-衍射晶体分析方法，用于结构与功能的研究；Michaelis和Menten等为酶反应的动力学打下坚实基础；Fischer和Koshland提出了酶作用的锁与钥匙学说及诱导契合学说。还有许多则侧重于酶的生物学研究，如Hill和Meyerhof等确立了糖酵解系统；Krebs等建立了三羧酸循环；Jacob等提出了酶合成的操纵调节机制；Temin和Baltimore发现了反转录酶；Arber等的限制性内切核酸酶等等。;现代酶学的发展方向;1713年 Reaumur（法）胃液消化作用研究 1783年 Spallamzan 发现鸟的胃液能消化肉 1814年 Kirchhoff发现稀酸对淀粉的分解作用【麦芽抽提液加入淀粉后能生成麦芽糖, 即麦芽抽提液中必定有能水解淀粉的水溶性物质→ferment (酵素)】 1826年 Mitscherlich提倡水溶性酵素为 unorganized ferment 1830年 Kuhlne，首次使用Enzyme这一术语 1833年 Payen Persoz 从麦芽抽提液得到了 ferment, 称diastase 【溶于水、稀酸, 但不溶于高浓度酒精, 即现在的amylase】 1835年 Berzelius提出ferment起的是催化作用;1857年 Pasteur认为发酵分几个阶段进行, 每一步都有特定的酶参与, 但酶只在活体细胞中才能起作用。 1894年 Bertrand发现了水解酶以外的酶。 1897年 Buchner兄弟以 “没有酵母的酒精发酵” 证明了酶可以离开细胞起作用。 1910年 Halden Young 发现酶是蛋白质与耐热性低分子量化合物(cofactor)的复合物, 提出蛋白质只是担体。 1913年 米氏方程建立。 1926年 Sumner得到了Urease的结晶【1?2年后, Northrop结晶化了Pepsin, Trypsin等蛋白酶】结晶中测定不到cofactor。;1929年 Warburg发现呼吸链诸酶中的血红素 【1935-1936年维生素与辅酶的关系的解明】 1929年 Sabbarow发现ATP【1939-1940年，F. Lipmann解明高能磷酸化合物的生理意义】 1959年 Sutherland cAMP的发现-酶与激素的关系 1970年 Restriction enzyme的发现-基因工程 1982年 Thomas R. Cech和Sidney Altman 在研究RNA分子剪切机理时发现RNA分子也有催化能力。;酶学研究诺贝尔奖获得者;酶的分类; 全酶 (holoenzyme) || 酶蛋白（apoenzyme) + 辅助因子 （cofactor)