《同工酶与气体酶学》PPT课件

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1、第十一章同工酶与气体酶学第一节同工酶的基础知识第二节同工酶的应用第三节固氮酶的作用第四节甲烷加氧酶的作用第五节氧化CO的酶酶的多种分子形式——同工酶第一节同工酶的基础知识*定义：同工酶(isoenzyme)是指催化相同的化学反应，而酶蛋白的分子结构、理化性质乃至免疫学性质不同的一组酶。同工酶是指在生物体内或组织中催化相同反应而具有不同分子形式（包括不同的氨基酸序列、空间结构等）的酶，这种分子形式差异是由于酶蛋白的编码基因不同，或者虽然基因相同，但基因转录产物mRNA或者其翻译产物是经过不同的加工过程产生的。国际生化协会同工酶分委员会建议同工酶的名称根据

2、他们在电泳中分离的位置确定，从电泳中向着阳极移动最远的酶开始依次编号。同工酶的命名：*实例：乳酸脱氢酶（LDH）2种亚基类型（M和H）可以配置成5种4聚体；都催化乳酸脱氢形成丙酮酸，辅酶都为NAD乳酸脱氢酶(LDH1～LDH5)乳酸脱氢酶同工酶形成示意图多肽亚基mRNA四聚体结构基因ab乳酸脱氢酶同工酶电泳图谱+–H4MH3M2H2M3HM4点样线MHM4M3HM2H2MH3H4不同组织中LDH同工酶的电泳图谱LDH1(H4)LDH2(H3M)LDH3(H2M2)LDH4(HM3)LDH5(M4)心肌肾肝骨骼肌血清-+原点*生理及临床意义在代谢调节上起

3、着重要的作用；用于解释发育过程中阶段特有的代谢特征；同工酶谱的改变有助于对疾病的诊断；同工酶可以作为遗传标志，用于遗传分析研究。心肌梗死和肝病病人血清LDH同工酶谱的变化1酶活性心肌梗死酶谱正常酶谱肝病酶谱2345什么叫同工酶？有何临床意义？同工酶是长期进化过程中基因分化的产物。同工酶是指催化的化学反应相同，酶蛋白的分子结构、理化性质、免疫学性质不同的一组酶。根据国际生化学会的建议，同工酶是由不同基因或等位基因编码的多肽链，或同一基因转录生成的不同mRNA翻译的不同多肽链组成的蛋白质。不同的同工酶在不同组织器官中的含量与分布比例不同。这主要是不同组织器

4、官合成同工酶各亚基的速度不同和各亚基之间杂交的情况不同所致。不同的同工酶对底物的亲和力不同。这种不同的组织与细胞具有不同的代谢特点。当某组织发生疾病时，可能有某种特殊的同工酶释放出来，同工酶谱的改变有助于对疾病的诊断。二．分类单基因决定的同工酶多基因决定的同工酶复等位基因基因决定的同工酶修饰同工酶三．同工酶的结构基础同工酶的一级结构的差异构象变化造成同工酶的差异例：苹果酸脱氢酶，在生物提中有两中类型的苹果酸脱氢酶，分别位于线粒体（倾向与苹果酸氧化）和细胞质（倾向于草酰乙酸还原）。由于编码他们的基因不同，其氨基酸组成和电泳的行为也有差别，特别是他们的动力

5、学性态更有不同。四．同工酶的常用分离和测定方法（一）方法1电泳2层析3热稳定性4动力学5免疫法（二）方法使用注意点1．严格控制可能影响实验的条件，重复实验。2．尽量消除由环境造成的差异。3．增大实验的样本数量及样本随机性，使之具有代表性。4．实验条件标准化，减少人为操作造成的误差5．基本酶谱与分析方法的标准化。6．选择尽可能多的酶进行分析。同工酶的应用一植物系统学研究中的应用（一）原理：同工酶在不同的物种、同一物种的不同时期、同一时期的不同器官、同一器官的不同组织中都具有特异性，既是生理指标，又是可靠的遗传物质表达产物。（二）应用领域1．同工酶在栽培粮

6、食作物（水稻、玉米、小麦、荞麦）起源和演化中的作用2．同工酶在中药材起源和演化中的作用3．同工酶在果树起源和演化中的作用4．同工酶技术在十字花科作物育种上的应用1、下列关于同工酶的概念的叙述那一项是正确的A、是结构相同而存在部位不同的一组酶B、是催化相同化学反应而酶的一级结构和理化性质不同的一组酶C、是催化反应及性质都相似而发生不同的一组酶D、是催化相同反应的所有酶E、以上都不是第二节固氮酶的作用一．固氮酶固氮酶是一种能够将分子氮还原成氨的酶。固氮酶是由两种蛋白质组成的：一种含有铁，叫做铁蛋白，另一种含铁和钼，称为钼铁蛋白。只有钼铁蛋白和铁蛋白同时存在

7、，固氮酶才具有固氮的作用(因为这两种物质作为电子载体能够起到传递电子的作用）。1．种类：一种是钼铁蛋白，另一种是铁蛋白2．催化的反应生物固氮原理简介：生物固氮是固氮微生物特有的一种生理功能，这种功能是在固氮酶的催化作用下进行的。固氮微生物需氧，而固氮必须是在严格的厌氧微环境中进行。组成固氮酶的两种蛋白质，钼铁蛋白和铁蛋白，对氧极端敏感，一旦遇氧就很快导致固氮酶的失活，而多数的固氮菌都是好氧菌，它们要利用氧气进行呼吸和产生能量。固氮菌在进化过程中，发展出多种机制来解决既需氧又防止氧对固氮酶的操作损伤的矛盾。其中之一是固氮菌以较强的呼吸作用迅速地将周围互不

8、干涉中的氧消耗掉，使细胞周围处于低氧状态，保护固氮酶不受损伤。生物固氮过程可以用下面的反应式概