生物化学--酶-生物催化剂PPT课件.ppt

第4章 酶  （enzyme） 酶 辅酶 酶促反应动力学 酶的结构与功能的关系 酶应用 4.1 酶-生物催化剂 酶的概念 酶的命名和分类 酶催化作用的特性 酶的概念 酶：活细胞产生的一类具有催化功能的生物分子，所以又称生物催化剂 在酶的作用下，许多生物化学反应过程可以在温和的条件下（如室温、常压、水溶液中）以很高的速率和效率进行。 酶的命名 习惯命名法 系统命名法 1.习惯命名法 根据酶催化的反应类型和底物来命名，目前已对2000多种酶作了分类和命名。 如： 催化水解淀粉的酶称为淀粉酶 催化水解蛋白的酶称为蛋白酶 2.系统命名法 酶的分类 水解酶 淀粉酶、蛋白酶、核酸酶、脂酶 氧化还原酶（脱氢酶、氧化酶） 转移酶 裂合酶(醛缩酶、水化酶、脱氨酶) 合成酶（连接酶） 催化C-C, C-O, C-N, C-S键的形成反应 核酸酶 非蛋白酶，是一类特殊的RNA，能够催化RNA分子中的磷酸酯键的水解及其逆反应。 酶-生物催化剂 酶与一般化学催化剂的共同点： 能够改变化学反应的速率，但是不能改变化学反应平衡。 酶催化作用的特性 1.高效性 1. 高效性 酶是自然界中催化活性最高的一类催化剂。 生命体系中发生的化学反应在没有催化剂的情况下，许多反应实际上难于进行 酶的催化作用可使反应速率提高106~1012倍，比普通化学催化剂效能至少提高几倍以上。 2. 选择性 （1）反应专一性： 酶只能选择性地催化一种或一类相同类型的化学反应。 酶催化的反应几乎不产生副反应 如：蛋白酶能够选择性水解蛋白质或多肽中特定的肽键 一种酶只能作用于某一种或某一类结构、性质相似的物质。 A. 结构专一性 绝对专一性：酶的作用对象是一个特定底物 例如，脲酶只能催化尿素水解，而对尿素的类似物无作用。 相对专一性：酶的作用对象是一类化合物或化学键 例如，胰凝乳蛋白酶能选择性地水解含有芳香侧链的氨基酸残基形成的肽键。 （2）底物专一性： B. 手性专一性： 酶能专一性地与手性底物结合并催化这类底物发生反应。 例1，胰蛋白酶只能水解由L-氨基酸形成的肽键，而不能水解由D-氨基酸形成的肽键。 例2，淀粉酶只能水解D-葡萄糖形成的1,4-糖苷键，而不能影响L-葡萄糖形成的糖苷键 （2）底物专一性： C.几何专一性 只能选择性催化某种几何异构体底物的反应，而对另一种构型无催化作用。 例如， 延胡索酸水合酶只能催化延胡索酸（即反式丁烯二酸）水合生成苹果酸，对马来酸（即顺式丁烯二酸）不起作用。 3. 温和的反应条件 酶促反应一般在pH5~8的水溶液中进行，反应温度20~40?C。 由于反应条件温和，使某些不希望的副反应可以尽可能减少 由于大多数酶本身是蛋白质，高温或其他苛刻的物理或化学条件会引起酶的失活。 辅酶 维生素 1. 作用：维生素既不是基础物质，也不是能源物质，含量低，但作用大。大多维生素通过辅酶的形式参与生物体内的酶反应体系，调节酶活性及代谢活性。 2. 结构：维生素都是小分子有机物，在结构上无相似之处，有脂肪族、芳香族、杂环族、甾类等。因作用类似，不能自行合成，归为一类。 重要的辅酶及其前体维生素 辅酶在酶促反应中的作用特点 辅酶在催化反应中，直接参加反应。例如，辅酶NAD+在催化脱氢过程中通过自身的氧化还原反应传递电子和质子。 辅酶种类不多，每一种辅酶具有特殊功能，特定催化某一类型的反应。同一辅酶可与多种不同酶蛋白结合形成不同全酶。 酶分子中的金属离子 思考题？ 1. 酶促反应中决定酶反应专一性的部分是(? ?) A、酶蛋白? ?? ?B、底物? ??C、辅酶或辅基? ?? D、催化基团 2. 全酶是指什么？(? ?) A、酶的辅助因子以外的部分? B、酶的无活性前体 C、一种酶一抑制剂复合物 D、一种需要辅助因子的酶，具备了酶蛋白、辅助因子各种成分。  作业 P141习题1，2 氧化还原酶及脱氢酶 传递质子和电子 泛醌(辅酶Q) 丙酮酸脱氢酶系 传递氢和转移乙酰基 硫辛酸 变位酶 异构化 B12(钴维素) 辅酶B12 转氨酶 转氨基 B6(吡哆素) 磷酸吡哆素 羧化酶 CO2转移 B7(生物素) 生物素 合成酶 酰基转移 B3(泛酸) 辅酶A(CoA) 合成酶 一碳基团转移 B11(叶酸) 四氢叶酸(THFA) 脱羧酶 基团转移 B1(硫胺素) TPP(硫胺素焦磷酸酯) 脱氢酶 传递质子和电子 B2(核黄素) FAD和FMN(黄素辅酶) 脱氢酶 传递质子和电子 B5(烟酰胺) NAD+(辅酶I) 全酶 功能 前体维生素 辅酶 维生素B5（也称烟