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 酶 化 学 (Chemistry of Enzyme) 第一节 通 论 一、酶学研究历史 公元前两千多年，我国已有酿酒记载。 一百余年前，Pasteur认为发酵是酵母细胞生命活动的结果。 1877年，Kuhne首次提出Enzyme一词。 1897年，Buchner兄弟用不含细胞的酵母提取液，实现了发酵。 1926年，Sumner首次从刀豆中提纯出脲酶结晶。 1982年，Cech首次发现RNA也具有酶的催化活性，提出核酶(ribozyme)的概念。 1995年，Jack W. Szostak研究室首先报道了具有DNA连接酶活性DNA片段，称为脱氧核酶(deoxyribozyme)。 二、什么是酶？ 酶是由活细胞产生的，能在体内或体外起同样催化作用的一类具有活性中心和特殊构象的生物大分子，包括蛋白质和核酸，是生物催化剂。 三、酶与一般催化剂的共性及特性 酶专一性类型 四、酶作用专一性的假说 (1)、锁钥学说（模板学说）  五、酶的命名和分类 第二节 酶的分子结构与功能 一、酶的组成 *各部分成分在催化反应中的作用 酶蛋白决定反应的专一性 辅助因子决定反应的种类与性质 活性中心的特点 活性部位只占酶整个分子很小部分。通常只有几个aa残基组成。 酶的活性中心是个三维实体，是在酶的高级结构中形成的，酶的活 性中心的aa残基在一级结构可能相距很远，但在空间结构上十分靠 近。 酶与底物的结合是活性部分与底物的形状发生诱导锲合的过程。 酶的活性部位位于酶分子表面的一个裂缝内，底物分子就结合到这 个裂缝内，裂缝内含较多疏水基团，有利于结合催化。 酶活性中心是可运动性的，酶活性中心与底物的结合通过次级键。 胰凝乳蛋白酶的活性中心 2. 必需基团 三、与酶的高效率有关的主要因素（策略） 酶分子中可作为亲核基团和酸碱催化的功能基团 胰凝乳蛋白酶反应的详细机制（1） 胰凝乳蛋白酶反应的详细机制（2） 第三节 酶促反应的动力学 本节需要解决的问题 底物浓度与酶促反应速度的影响 酶浓度对酶促反应速度的影响 pH对酶促反应速度的影响 温度对酶促反应速度的影响 激活剂对酶促反应速度的影响 抑制剂对酶促反应速度的影响 一、底物浓度对反应速度的影响（一）、曲线的基本含义 单底物、单产物反应 酶促反应速度一般在规定的反应条件下，用单位时间内底物的消耗量和产物的生成量来表示 反应速度取其初速度，即底物的消耗量很小（一般在5﹪以内）时的反应速度 底物浓度远远大于酶浓度 中间产物 米氏方程的推导 Km的意义 Km值 ① Km等于酶促反应速度为最大反应速度一半时的底物浓度。 ② 意义： a) Km是酶的特征性常数之一； b) Km可表示酶对底物的亲和力； c) 同一酶对于不同底物有不同的Km值。 Vmax的意义 定义：Vmax是酶完全被底物饱和时的反应速度， 与酶浓度成正比。 3.米氏常数Km的测定 二、酶浓度对酶促反应速度的影响 当[S]＞＞[E]，酶可被底物饱和的情况下，反应速度与酶浓度成正比关系式为：V = K3 [E] 三、温度对酶促反应速度的影响 (1)、一方面是温度升高,酶促 反应速度加快； (2)、另一方面,温度升高,酶的 高级结构将发生变化或变性，导致酶活性降低甚至丧失； (3)、因此大多数酶都有一个最 适温度。 在最适温度条件 下,酶促反应速度最大。 四、pH对酶促反应速度的影响 五、激活剂对酶作用的影响 六、抑制剂对酶反应的影响 酶的抑制作用 有些物质能与酶分子上某些必须基团结合（作用),使酶的活性中心的化学性质发生改变，导致酶活力下降或丧失。 失活作用 凡可使酶变性而引起酶活力丧失的作用。 抑制剂 能够引起酶的抑制作用的化合物。 抑制剂的特点 a.在化学结构上与被抑制的底物分子或底物的过渡状态相似。 b.能够与酶的活性中心以非共价或共价的方式形成比较稳定的复合体或结合物。 两者的区别： 抑制剂对酶的抑制作用有选择性，一种抑制剂只能引起一种酶或一类酶的活性丧失活降低，而蛋白质变性剂可使所有的酶变性失活。 在抑制剂与酶的结合而导致的抑制作用中，抑制剂一般都具有以下特点：一方面在化学结构上与被抑制酶的底物分子或底物的过渡态相似（结构上）。另一方面能够与酶的活性中心以非共价键或共价的方式形成比较稳定的复合体或结合物，而变性剂则作用方式较多。 抑