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第1页/共107页生物化学考研第2页/共107页目 录第一节 酶的概念及作用特点第二节 酶的命名和分类第三节 酶催化作用的结构基础和 高效催化的策略第四节 酶促反应的动力学第五节 重要的酶类及酶活性的调控第六节 酶工程简介第3页/共107页第一节 酶的概念及作用特点一 、酶及生物催化剂概念的发展二、酶作用的特点? 极高的催化效率? 高度的专一性 ? 易失活? 活性可调控? 有些酶需辅助因子三、 酶的化学本质四、酶专一性类型 第4页/共107页生物催化剂（Biocatalyst）酶及生物催化剂概念的发展克隆酶、遗传修饰酶蛋白质工程新酶蛋白质类： Enzyme (天然酶、生物工程酶)核酸类：Ribozyme ; Deoxyribozyme模拟生物催化剂……第5页/共107页 酶专一性类型1 结构专一性 概念：酶对所催化的分子（底物，Substrate）化学结构的特殊要求和选择 类别：绝对专一性和相对专一性2 立体异构专一性 概念：酶除了对底物分子的化学结构有要求外，对其立体异构也有一定的要求 类别：旋光异构专一性和几何异构专一性第6页/共107页绝对专一性和相对专一性 绝对专一性 有的酶对底物的化学结构要求非常严格，只作用于一种底物，不作用于其它任何物质。 相对专一性 有的酶对底物的化学结构要求比上述绝对专一性略低一些，它们能作用于一类化合物或一种化学键。 1） 键专一性 有的酶只作用于一定的键，而对键 两端的基团并无严格要求。 2）基团专一性另一些酶，除要求作用于一定的键以外，对键两端的基团还有一定要求，往往是对其中一个基团要求严格，对另一个基团则要求不严格。第7页/共107页消化道内几种蛋白酶的专一性氨肽酶羧肽酶羧肽酶（芳香）（硷性）（丙）胰凝乳蛋白酶胃蛋白酶弹性蛋白酶胰蛋白酶第8页/共107页消化道蛋白酶作用的专一性第9页/共107页酶的化学本质及类别单纯蛋白质酶类据酶分子组成分类酶蛋白质结合蛋白质酶类金属离子金属有机物小分子有机物辅助因子单体酶寡聚酶多酶复合体据酶蛋白特征分类第10页/共107页第二节 酶的命名和分类（略讲）一、命名：习惯命名；系统命名二、 国际系统分类法及编号 *国际生物化学会酶学委员会（Enzyme Commsion）将酶分成六大类：1.氧还原酶类，2.移换酶类，3.水解酶类，4.裂合酶类，5.异构酶类，6.合成酶类 * 每一种酶有一个编号,如乙醇脱氢酶 EC 1. 1. 1. 27 大类 亚类 亚亚类 序号第11页/共107页第三节 酶催化作用的结构基础和 高效催化的策略一、 酶催化的中间产物理论二、 酶的活性中心三、 酶作用专一性机理四、 酶高效催化有关的策略第12页/共107页?E1ES能量水平?E2E+S?GP+ E反应过程酶催化的中间产物理论 酶（E）与底物（S）结合生成不稳定的中间物（ES），再分解成产物（P）并释放出酶，使反应沿一个低活化能的途径进行，降低反应所需活化能，所以能加快反应速度。第13页/共107页二、酶的活性中心1、酶的活性中心和必需基团 酶分子中直接与底物结合，并和酶催化作用直接有关的区域叫酶的活性中心（active center）或活性部位（active site），参与构成酶的活性中心和维持酶的特定构象所必需的基团为酶分子的必需基团。实例；胰凝乳蛋白酶（chymotrypsin） 羧肽酶（ribonuclease）2、酶的活性的研究 ?活酶的专一性研究 ?酶分子的化学修饰：差示标记法，亲和标记法 ? X-射线衍射法第14页/共107页Ser胰凝乳蛋白酶的活性中心HisAsp活性中心重要基团: His57 , Asp102 , Ser195第15页/共107页羧肽酶活性中心示意图ZnZn为Tyr 248为Arg 145为Glu 270为底物第16页/共107页RRRR(底物)RRRR*R*A.非差示标记B. 差示标记差示标记法图解第17页/共107页 X-Y亲和标记法 根据酶与底物特异结合的性质，设计或合成一种含有反应基团的底物类似物作为活性部位基团的标记试剂。这种试剂象底物一样进入活性部位，接近结合位点，并以其活泼的化学基团与活性部位的某一基团共价结合，而指示出酶活性部位的特征。+第18页/共107页 锁钥学说(lock and key th0ery)：将酶的活性中心比喻作锁孔，底物分子象钥匙，底物能专一性地插入到酶的活性中心。 诱导契合学说(induced-fit hypothesis)：酶的活性中心在结构上具柔性，底物接近活性中心时，可诱导酶蛋白构象发生变化，这样就使使酶活性中心有关基团正确排列和