浙大生物化学课件第四章 酶.ppt

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1、第四章酶Enzyme酶的概念酶（enzyme）是由活细胞产生的生物催化剂，这种催化剂具有极高的催化效率和高度的底物特异性，其化学本质是蛋白质。核酶（ribozyme）是具有高效、特异催化作用的核酸，是近年来发现的一类新的生物催化剂，其作用主要参与RNA的剪接。第一节酶的分子结构与功能酶的分类单体酶（monomericenzyme）:一条多肽链构成寡聚酶（oligomericenzyme）：多个亚基组成多酶体系（multienzymesystem）：几个不同功能的酶的聚合体多功能酶（multifunctionalenzyme）：有多种不同的催化功能

2、一、酶的分子组成酶分子可根据其化学组成的不同，分为两类：（simpleenzyme）（conjugatedenzyme）（coenzyme）（prostheticgroup）由酶蛋白与辅助因子结合而形成的复合体称为全酶（holoenzyme）。与酶蛋白疏松结合并与酶的催化活性有关的低分子有机化合物称为辅酶。与酶蛋白牢固结合并与酶的催化活性有关的低分子有机化合物称为辅基。辅酶/辅基的来源及其功能大部分的辅酶与辅基衍生于维生素。维生素的重要性就在于它们是体内一些重要的代谢酶的辅酶或辅基的组成成分。维生素是指一类维持细胞正常功能所必需的，但在生物体内不能自

3、身合成而必须由食物供给的小分子有机化合物。维生素可按其溶解性的不同分为脂溶性维生素和水溶性维生素两大类。脂溶性维生素有A、D、E和K四种。水溶性维生素有B1，B2，PP，B6，B12，C，泛酸，生物素，叶酸等。由维生素衍生的辅酶或辅基：1.TPP：焦磷酸硫胺素，由硫胺素（VitB1）焦磷酸化而生成，是脱羧酶的辅酶，在体内参与糖代谢过程中α-酮酸的氧化脱羧反应。2.FMN和FAD：黄素单核苷酸（FMN）和黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD），是核黄素（VitB2）的衍生物。VitB2具有氧化还原性，酶蛋白与FMN或FAD结合后统称为黄素酶，催化脱氢氧化反应，其

4、辅基FMN或FAD在酶促反应中作为递氢体（双递氢体）。FMN和FAD的分子结构3.NAD+和NADP+：尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+，辅酶Ⅰ）和尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP+，辅酶Ⅱ）是VitPP的衍生物。在体内，由尼克酰胺参与构成的两种辅酶均有氧化型（NAD+，NADP+）和还原型（NADH+H+，NADPH+H+）两种形式。它们作为脱氢酶的辅酶，在酶促反应中起递氢体的作用，为单递氢体。NAD+和NADP+的分子结构4.磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺：磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺是VitB6的衍生物，VitB6包括吡哆醇，吡哆醛和吡哆胺等三种形式。磷

5、酸吡哆醛和磷酸吡哆胺可作为氨基转移酶，氨基酸脱羧酶，半胱氨酸脱硫酶等的辅酶。5.CoA：泛酸（遍多酸pantothenicacid）在体内参与构成辅酶A（CoA），后者的结构成分为3’-磷酸腺苷-5’-焦磷酸-泛酸-β-巯基乙胺。CoA中的巯基可与酰基以高能硫酯键结合，在糖、脂、蛋白质代谢中起传递酰基的作用，因此CoA是酰化酶的辅酶。CH3C~SCoA‖OCoA的分子结构6.生物素：是噻吩与尿素相结合的骈环化合物，带有一戊酸侧链，有α,β两种异构体。生物素是羧化酶的辅基，在体内参与CO2的固定和羧化反应。7.四氢叶酸：四氢叶酸（FH4）由叶酸衍生而来

6、。四氢叶酸是体内一碳单位基团转移酶系统中的辅酶，其N5和N10原子与一碳单位基团结合，与嘌呤和嘧啶的合成有关。8.VitB12的衍生物：VitB12分子中含金属元素钴，故又称为钴胺素。VitB12在体内有多种活性形式。其中，5'-脱氧腺苷钴胺素是体内的主要形式，它可参与构成多种变位酶的辅酶，甲基钴胺素则是甲基转移酶的辅酶，与胆碱等的合成有关。辅酶与辅基的生理功能主要是：决定反应的种类和性质⑴运载氢原子或电子，参与氧化还原反应。⑵运载反应基团，如酰基、氨基、烷基、羧基及一碳单位等，参与基团转移。转移的基团名称所含的维生素氢原子（质子）NAD+维生素PP

7、氢原子（质子）NADP+维生素PP氢原子（质子）FMN维生素B2氢原子（质子）FAD维生素B2醛基TPP维生素B1酰基辅酶A泛酸酰基硫辛酸硫辛酸烷基钴胺素辅酶类维生素B12二氧化碳生物素生物素氨基磷酸吡哆醛维生素B6一碳单位四氢叶酸叶酸由维生素参与组成的辅酶（辅基）在催化中的作用金属离子的作用1.稳定构象：稳定酶蛋白催化活性所必需的分子构象2.构成酶的活性中心：作为酶的活性中心的组成成分，参与催化反应、传递电子。3.连接作用：作为桥梁，将底物分子与酶蛋白螯合起来。4.中和阴离子，降低反应中的静电斥力。二、酶的活性中心必需基团（essentialgro

8、up):酶分子中与酶活性密切相关的基团。活性中心（activecenter):必需基团在空间结构上彼此靠近，