《食品生物化学与分子生物学》第3章酶化学.pptx

第二章酶

Enzyme;第一节酶的概念;二、酶催化作用的特点

（一）酶具有一般催化剂的特征

1.只能催化热力学上允许进行的反应；

2.可以缩短化学反应到达平衡的时间，而不

改变反应的平衡点；

3.用量少，反应中本身不被消耗；

4.通过降低活化能加快化学反应速度。（图）;;化学反应自由能方程式ΔG=ΔH–TΔS;?2种反应速率理论：碰撞理论、过渡态理论

碰撞理论——分子必须经过有效碰撞才能发生反应。只有具有足够平动能的活化态分子才能发生有效碰撞。

过渡态理论——化学反应不仅需要碰撞而且须经一个短暂的过渡态或活化复合体（）才能形成产物。;中间产物学说(Henri和Wurtz,1903);中间产物存在的证据：

1.吸收光谱法（过氧化物酶与过氧化氢结合）;?形成酶-底物复合体（ES和EX等）;?邻近效应和定向效应

?底物形变和诱导契合;（五）酶的催化特性;;2.高度专一性：酶对底物具有严格的选择性。

即：一种酶只能催化一种或一类结构相似的化合物发生一定的反应。;酶;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。;第二节酶的化学本质;二、酶的化学组成;三、单体酶、寡聚酶和多酶复合体;;丙酮酸脱氢酶系（E.coli）：

丙酮酸脱羧酶（EⅠ）

二氢硫辛酸乙酰移换酶（EⅡ）

二氢硫辛酸脱氢酶（EⅢ）;1982年T.Cech发现了第1个有催化活性的天然RNA——ribozyme（核酶），以后Altman和Pace等又陆续发现了真正的RNA催化剂。;1.Ribozymes的发现

1981～1982年，Colorado大学的Cech等人

研究Tetrahymenathermophiea（嗜热四膜虫）rRNA前体加工成熟时，发现具有催化活性（自我剪切功能）的天然RNA。

1983年，Altman等人

在研究E.coliRNAseP时发现M1RNA377nucleotides(nt)具有切割rRNA前体的功能;1986年，T.Cech又发现L19RNA???一定

的条件下能以高度专一性方式催化寡核苷酸底物

的切割与连接。

基于Cech和Altman的创造性工作，将这类

具有酶一样的催化功能，本质上不是蛋白质而是

RNA的生物大分子定义为Ribozymes。

该发现曾被认为是生化领域内最令人鼓舞

的发现之一，为此Cech和Altman共同荣获1989

年度诺贝尔化学奖。;2.rRNA前体的自我剪接与L19RNA的催化作用

Cech小组研究四膜虫26srRNA基因转录时发现:;四膜虫rRNA前体自我剪接机制－L19RNA的形成;L19RNA的形成;L19RNA：

具有高度的专一性

服从Michaelis-Menten动力学规律

Km＝42×10-6M(以C5为底物，催化其水解)

kcat＝33×10-3s-1

kcat/Km=10-3M-1·L·s-1与RNaseA极其相似

脱氧C5是其竞争性抑制剂

Ki=260×10-6M

这些都是经典酶催化作用特征;;转磷酸作用

CpCpCpCpCp＋UpCpUCpCpCpCpC＋UpCpUp

（C5）（C5）;3.RNaseP

1972年，在E.coli中首先发现RNaseP；

1978年，S.Altman发现：;