酶通论酶的结构与功能

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1、主讲教师：　季祥邮箱：jixiang@imust.cn第三章酶【目的与要求】§3.1酶的一般概念§3.2酶的结构与功能的关系【目的与要求】1、了解并掌握酶的化学本质及催化特点。2、了解酶的分类、组成及命名原则。3、了解酶分子结构特点；掌握酶原、酶原激活的概念及其意义；充分理解酶高效的机理。4、重点掌握酶促反应动力学：米氏方程、温度、pH、激活剂、抑制剂对酶促反应速度的影响；掌握三种可逆抑制作用的动力学特点；了解过渡态底物类似物对酶的抑制作用。5、了解多酶体系、别构酶、共价调节酶、同工酶、固定化酶的概念。6、熟知酶的分离提纯的一般方法；酶活力、比活力的概念及其测定方法。§3

2、.1酶的一般概念一.酶的概念及化学本质酶的概念：酶是生物体活细胞产生的具有特殊催化活性和特定空间构象的生物大分子，包括蛋白质及核酸，又称为生物催化剂。2.酶的化学本质：绝大多数酶是蛋白质,少数是核酸RNA，后者称为核酶。§3.1酶的一般概念除少数酶（核酶）外，绝大多数酶是有催化能力的蛋白质，依据：本章只讨论以蛋白质为本质的酶§3.1酶的一般概念二、酶的组成与分类（一）根据酶的组成成分，酶可分为：单成分酶（单纯酶）、多成分酶（复合酶）单纯酶(simpleenzyme)是基本组成单位仅为氨基酸的一类酶。它的催化活性仅仅决定于它的蛋白质结构。脲酶、消化道蛋白酶、淀粉酶、酯酶、核

3、糖核酸酶等均属此列。复合酶(conjugatedenzyme)的催化活性，除蛋白质部分(酶蛋白apoenzyme)外，还需要非蛋白质的物质，即所谓酶的辅助因子(cofactors)，两者结合成的复合物称作全酶(holoenzyme)，即：§3.1酶的一般概念酶的辅助因子可以是（1）.金属离子：常见酶含有的金属离子有K+、Na+、Mg2+、Cu2+、(或Cu+)、Zn2+和Fe2+(或Fe3+)等。（2）.小分子有机化合物：即一些稳定的小分子有机物质，其主要作用是在反应中传递电子、质子或一些基团。§3.1酶的一般概念大多数维生素(特别是B族维生素)是组成许多酶的辅酶或辅基的

4、成分（它们的化学结构式见下章维生素）。体内酶的种类很多，而辅酶(基)的种类却较少，通常一种酶蛋白只能与一种辅酶结合，成为一种特异的酶，但一种辅酶往往能与不同的酶蛋白结合构成许多种特异性酶。酶蛋白在酶促反应中主要起识别底物的作用，酶促反应的特异性、高效率以及酶对一些理化因素的不稳定性均决定于酶蛋白部分。常见酶的辅助因子，如下列表中所示：§3.1酶的一般概念§3.1酶的一般概念§3.1酶的一般概念（二）根据酶的结构特点及分子组成形式分为：1.单体酶：只含一条肽链，分子量小，大多数水解酶属于此类。2.寡聚酶：由相同或不同的若干亚基构成。由几条或几十条多肽链组成，每条肽链是一个亚

5、基，单独的亚基无酶的活力。如己糖激酶、乳酸脱氢酶，均含四个亚基，谷氨酸脱氢酶含六个亚基。3.多酶复合体：若干个功能相关的酶彼此嵌合形成的复合体。每个单独的酶都具有活性，当它们形成复合体时，可催化某一特定的链式反应，如丙酮酸氧化脱羧酶复合体，含三个酶六个辅助因子；脂肪酸合成酶复合体，含有六个酶及一个非酶蛋白质。§3.1酶的一般概念§3.1酶的一般概念§3.1酶的一般概念§3.1酶的一般概念（三）根据酶的存在状态分为：胞内酶、胞外酶1.胞内酶：在合成分泌后定位于细胞内发生作用的酶，大多数的酶属于此类。2.胞外酶：在合成后分泌到细胞外发生作用的酶，主要为水解酶。§3.1酶的一般

6、概念三、酶催化作用的特性（一）酶与普通催化剂的共性：1.只能催化热力学上允许进行的反应，对于可逆反应，酶只能缩短反应达到平衡的时间，但不改变平衡常数；2.酶也是通过降低化学反应的活化能来加快反应速度；3.酶在反应中用量很少，反应前后数量、性质不变。§3.1酶的一般概念§3.1酶的一般概念§3.1酶的一般概念（二）酶的催化特性§3.1酶的一般概念§3.1酶的一般概念（三）酶的专一性酶的专一性：也称为酶的特异性(specificity)，它是指酶对所作用底物(substrate)的选择性。根据酶对底物的选择方式不同，酶的专一性分为：1.绝对专一性(absolutespecif

7、icity)：指一种酶只选择一种底物作用，如脲酶。NH2CONH2+H2O2NH3+CO2脲酶§3.1酶的一般概念2.相对专一性(relativespecificity)：指一种酶选择一类底物作用。根据酶选择的对象不同又分为：键专一性(bondspecificity)：指酶对所作用键的选择性，如脂肪酶。基团专一性（族专一性,groupspeicificity）：指酶对所作用的键及键一侧的基团的选择性，如α-D-葡萄糖苷酶，胰蛋白酶。§3.1酶的一般概念3.光学专一性(opticalspecificity)：指酶对所作用底物立体