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《化学生物学导论》第2章酶化学.pptx

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第2章酶化学;第一节酶是生物催化剂;酶催化的生物化学反应,称为酶促反应Enzymaticreaction。

在酶的催化下发生化学变化的物质,称为底物substrate。;酶和一般催化剂的共性;二、酶催化作用特性;2.选择性;2)底物专一性;相对专一性;键专一性;(3)立体化学专一性;?,几何专一性;酶促反应一般在pH5-8水溶液中进行,反应温度范围为20-40?C。

高温或其它苛刻的物理或化学条件,将引起酶的失活。

;三、酶的命名及分类;(2)国际系统命名法;酶的系统编号;2.酶的分类;脱氢酶催化醇、醛、烷烃、脂肪胺等脱氢或还原反应,因此,有些酶又称为还原酶。

大部分脱氢酶(300多种)NAD(H)(辅酶I)NADP(H)(辅酶II)作为辅酶,乳酸脱氢酶(EC1.1.1.28)催化的反应。;(3)过氧化物酶;转移酶催化基团转移反应,即将一个底物分子的基团或原子转移到另一个底物的分子上。

这类酶大部分都需要辅酶参???,根据转移基团的性质,可以将转移酶分为八个亚类:①一碳基转移酶;②酮醛基转移酶③酰基转移酶④糖基转移酶⑤烃基转移酶⑥含氮基转移酶⑦含磷基转移酶⑧含硫基团的转移酶。例如,谷丙转氨酶催化的氨基转移反应。;2.酶的分类;酯酶类;肽酶类;酰胺类化合物的酶催化水解反应广泛应用与氨基酸拆分和青霉素、头孢霉素母核的生产中,所使用的酶主要是酰化酶类。

青霉素是人们经常使用的一种抗生素。但是,多年的使用使得不少病原菌对青霉素产生了抗药性。利用青霉素酰化酶,将青霉素母核(6-氨基青霉烷酸,6-APA)和侧链水解,然后,利用化学合成的方法,使青霉素的母核与其他的侧链连接起来,从而研制出氨苄青霉素等新型的青霉素。;头孢菌素类抗生素是一类抗菌谱广、抗菌活性强、疗效高、毒性低的抗生素。7-氨基头孢烷酸(7-ACA)是医药工业生产半合成头孢菌素的重要中间体,国内外在工业上多采用化学法由头孢菌素C脱去其侧链来生产7-ACA。;其它水解酶类;2.酶的分类;②分解碳氧键的酶,催化水分子加到反应物的双键上或从反应物上脱去水分子形成双键,如延胡索酸酶、葡萄糖醛酸脱水酶、腈水合酶等;

③分解碳氮键的酶,如天冬氨酸酶、苯丙氨酸氨基裂解酶等;④裂解碳硫键、碳卤键的酶,如半胱氨酸裂解酶、二氯甲烷脱氯酶。

裂解酶类对双键的形成有催化作用,同时也能催化双键上的加成反应。如天冬氨酸酶(Aspartase)可以催化富马酸加氨生成L-天冬氨酸,还有苯丙氨酸氨解酶能够催化肉桂酸加氨生成L-苯丙氨酸等。;腈水合酶能将腈催化转化成相应的酰胺类化合物,如用丙烯腈生产丙烯酰胺,用3-氰基吡啶生产烟酰胺。

日东公司在成功开发了微生物法生产丙烯酰胺技术后不久即开发了微生物法生产烟酰胺技术,利用用于丙烯酰胺生产的腈水合酶高产菌种催化烟腈水合生产烟酰胺。;2.酶的分类;果葡糖浆的生产工艺;2.酶的分类;2.酶的分类;第二节辅酶coenzyme;一、辅酶的结构与功能;(1)NAD+和NADP+;生产烟酰胺工艺-广州龙沙;(2)FAD和FMN;FAD和FMN反应过程中的结构变化;(3)泛酸和辅酶A(CoA);(4)四氢叶酸(FH4或THFA);(5)焦磷酸硫胺素(TPP);(6)磷酸吡哆素;磷酸吡多醛和磷酸吡多胺的相互转换;(7)生物素;生物素参与的丙酮酸羧化反应;(8)维生素B12辅酶;维生素B12及维生素B12辅酶的结构;变位酶催化反应中维生素B12辅酶的作用;(9)硫辛酸;(10)辅酶Q(CoQ);辅酶Q10(CoenzymeQ10);辅酶Q10的合成;(11)维生素C;二、脂溶性维生素;(1)维生素A;很多植物性食品如胡萝卜、红辣椒、菠菜等中的β-胡萝卜素可被小肠粘膜或肝脏中的加氧酶(β-胡萝卜素-15,15′-加氧酶)作用转变成为视黄醇,所以β-胡萝卜素又称做维生素A元(provitaminA)。

维生素A在体内可被氧化成视黄醛,构成视网膜的感光物质,即视色素。在维生素A缺乏时,必然引起11-顺视黄醛的补充不足,视紫红质合成减少,对弱光敏感性降低,日光适应能力减弱,严重时会发生夜盲症。

维生素A还是维持上皮组织健全所必需的物质,缺乏时可引起上皮组织干燥、增生和角质化,产生干眼病、皮肤干燥、毛发脱落等。;(2)维生素D;不论维生素D2或D3,本身都没有明显的生理活性,它们必须在体内进行一定的代谢转化,生成1,25-二羟基羟基维生素D3,即活性维生素D。

维生素D能促进小肠对食物中钙和磷的吸收,维持血中钙和磷的正常含量,促进骨和齿的钙化作用,可防治佝偻病、软骨病和手足抽筋症等,但使用维生素D时应同时补充钙质。;(3)维生素E;维生素E在无氧状况下能耐高热,并对酸和碱有

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