生物化学酶学通论省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第四章酶TheapplicationofenzymehasamuchlongerhistorythanthatofenzymaticresearchSeeatp319第一节酶学概论一、酶概念及其作用特点酶是一类含有高效率、高度专一性、活性可调整生物催化剂。生物催化剂：酶(enzyme)核酶(ribozyme)脱氧核酶(deoxyribozyme)1、酶与非生物催化剂相比几点共性：①催化效率高，用量少（细胞中含量低）。②加紧反应速度但不改改变学反应平衡点。③降低反应活化能。④反应前后本身结构不变。催化剂改变了化学反应路径，使反应经过一条活化能比原路径低路径进行。催化剂效应只反应在动力学上（反应速度），不影响反应热力学（化学平衡）。3、酶催化反应特点（1）、催化效率更高酶催化反应速度是对应无催化反应108-1020倍，而且高出非酶催化反应速度最少几个数量级。★转换数（TN)或催化常数（Kcat)表示酶最大催化效率Kcat是一定条件下（[S]》Km）每秒钟每个酶分子转换底物分子数（数值上Kcat=K3）（2）.专一性高酶对反应底物和产物都有极高专一性，几乎没有副反应发生。（3）、易失活——反应条件温和常温、常压，中性pH环境。二、酶化学本质及其组成（一）酶化学本质绝大多数酶是蛋白质证据（1）酸水解产物是氨基酸，能被蛋白酶水解失活；（2）含有蛋白质一切共性，凡是能使蛋白质变性原因都能使酶变性；（含有蛋白质颜色反应）少数酶是RNA（核酶）★ribozyme核酶（含有催化功效RNA）（1）80年代初，ThomasCech和SidneyAltman四膜虫L19RNA含有生物催化功效，催化rRNA前体剪接（2）1983年Atman和PaceE.ColiRNaseP中RNA含有加工tRNA前体催化功效（二）酶化学组成单纯酶类(simpleenzyme)：仅由蛋白质组成脲酶、溶菌酶、淀粉酶、脂肪酶、核糖核酸酶等缀合酶类（conjugatedenzyme):全酶（holoenzyme)=脱辅基酶（apoenzye)+辅因子(cofactor)：超氧化物歧化酶Cu2+、Zn2+）、乳酸脱氢酶（NAD+）★酶辅助因子主要有金属离子和有机化合物金属离子：Fe2+、Fe3+、Zn2+、Cu+、Cu2+、Mn2+、、Mn3+、Mg2+、K+、Na+、Mo6+、Co2+等。有机化合物：NAD，NADP，FAD，生物素，卟啉等辅酶(coenzyme)：与酶蛋白结合较松，可透析除去。辅基(prostheticgroup)：与酶蛋白结合较紧。P324表8-4金属离子作为一些酶辅助因子P325表8-5基团转移反应中辅酶和辅基。（三）、单体酶、寡聚酶、多酶复合体、多酶融合体1、单体酶由一条或多条共价相连肽链组成酶分子牛胰RNase124a.a单链鸡卵清溶菌酶129a.a单链胰凝乳蛋白酶三条肽链2、寡聚酶①含相同亚基寡聚酶：苹果脱胱氢酶（鼠肝），2个相同亚基②含不一样亚基寡聚酶：琥珀酸脱氢酶（牛心），αβ2个亚基寡聚酶中亚基聚合，有与酶专一性相关，有与酶活性中心形成相关，有与酶调整性能相关。★大多数寡聚酶是胞内酶，而胞外酶普通是单体酶。3、多酶复合体★由两个或两个以上酶，靠非共价键结合而成，其中每一个酶催化一个反应，全部反应依次进行，组成一个代谢路径或代谢路径一部分。大肠杆菌丙酮酸脱氢酶复合体由三种酶组成：①丙酮酸脱氢酶（E1）以二聚体存在2×9600②二氢硫辛酸转乙酰基酶（E2）70000③二氢硫辛酸脱氢酶（E3）以二聚体存在2×5600012个E1二聚体24×9600024个E2单体24×700006个E3二聚体12×56000总分子量：560万4、多酶融合体（多功效酶）★一条多肽链上含有两种或两种以上催化活性酶，往往是基因融合产物。比如：天冬氨酸激酶I---高丝氨酸脱氢酶I融合体（双功效酶）该酶是四聚体α4，每条肽链含两个活性区域：N-端区域是Asp激酶，C端区域是高Ser脱氢酶三、酶分类及命名（一）、习惯命名1.依据底物来命名（绝大多数酶）：蛋白酶、淀粉酶2.依据催化反应性质命名：水解酶、转氨酶3结合上述两个标准命名：琥珀酸脱氢酶。4.有时加上酶起源胃蛋白酶、牛胰凝乳蛋白酶（二）、国际系统命名★★基本标准：明确标明酶底物及催化反应性质（底物为水时可略去不写）。★P327表8-8酶国际系统命名法举例★★（三）国际系统分类法及编号（EC编号）（1）按反应性质分六大类，用1、2、3、4、5、6表示。（2）依据底物中被作用基团或键特点，将每一大类分为若干个亚类，编号用1、2、3。（3）每个亚类又可分为若干个亚一亚类，用编号1、2、3表示。每一个酶编号由4个数字组成，中间以“·”隔开。第一个数字表示大类，第二个数字表示亚类，第三个表示亚-亚类，第四个数字表示在亚-亚中编号。