系统的酶化学ppt-非常好课件.ppt

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1、第三章酶第一节酶通论第二节酶促反应动力学第三节酶的作用机制第四节酶的活性调节第一节酶通论一、酶的研究历史1857巴斯德提出酒精发酵是酵母细胞活动的结果。1分子Glc→2分子乙醇+2分子CO2从Glc开始，经过12种酶催化，12步反应，生成乙醇。1897Buchner兄弟证明发酵与细胞的活动无关，不含细胞的酵母汁也能进行乙醇发酵。1913Michaelis和Menten提出米氏学说—酶促动力学原理。1926Sumner首次从刀豆中提出脲酶结晶，并证明具有蛋白质性质。1930年Northrop等得到了胃蛋白酶、胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶的结晶，并进一步证明了酶是蛋白质

2、。J.B.SumnerJ.H.Northrop1969化学合成核糖核酸酶。1967-1970从E.coli中发现第I、第II类限制性核酸内切酶。20世纪80年代发现某些RNA有催化活性，还有一些抗体也有催化活性，甚至有些DNA也有催化活性，使酶是蛋白质的传统概念受到很大冲击。·某些RNA有催化活性（ribozyme，核酶）1982年美国T.Cech等人发现四膜虫的rRNA前体能在完全没有蛋白质的情况下进行自我加工，发现RNA有催化活性。ThomasCechUniversityofColoradoatBoulder,USA·1983年美国S.Altman等研究R

3、NaseP（由20%蛋白质和80%的RNA组成），发现RNaseP中的RNA可催化E.colitRNA的前体加工。SidneyAltmanYaleUniversityNewHaven,CT,USACech和Altman各自独立地发现了RNA的催化活性，并命名这一类酶为ribozyme（核酶），2人共同获1989年诺贝尔化学奖。1．Cellvol31,147～157，1982年。2．Sci.Amer.Vol255,64～75，1986。·抗体酶（abzyme）抗体：与抗原特异结合的免疫球蛋白。抗体酶：指具有催化功能的抗体分子，在抗体分子的可变区（即肽链的N端）是

4、识别抗原的活性区域，这部分区域被赋予了酶的属性。1986年美国Schultz和Lerner两个实验室同时在Science上发表论文，报道他们成功地运用单克隆抗体技术制备了具有酶活性的抗体（catalyticantibody）。·有些DNA也有催化活性（脱氧核酶，Deoxyribozyme）1995年Cuenoud等发现有些DNA分子亦具有催化活性。酶及生物催化剂概念的发展……克隆酶、遗传修饰酶蛋白质工程新酶生物催化剂（Biocatalyst）蛋白质类：Enzyme(天然酶、生物工程酶)核酸类：Ribozyme;Deoxyribozyme模拟生物催化剂二、酶的概

5、念酶是一类由活性细胞产生的具有催化作用和高度专一性的特殊蛋白质或核酸。简单说，酶是一类由活性细胞产生的生物催化剂。三、酶作为生物催化剂的特点1．高效性2．专一性3．反应条件温和4.酶的催化活性可调节控制酶的催化效率比化学催化剂高107-1013倍，比非催化反应高108-1020倍。例如：过氧化氢分解2H2O22H2O+O2用Fe+催化，效率为6×10-4mol/mol·S，而用过氧化氢酶催化，效率为6×106mol/mol·S。用-淀粉酶催化淀粉水解，1克结晶酶在65C条件下可催化2吨淀粉水解。1．高效性E+SP+EES能量水平反应过程GE1E2转换

6、数（turnovernumber,TNorkcat）:每秒钟或每分钟，每个酶分子转换底物的分子数，或每秒钟或每分钟每摩尔酶转换底物的摩尔数。即酶只能对特定的一种或一类底物起作用，这种专一性是由酶蛋白的立体结构所决定的。可分为：绝对专一性：有些酶只作用于一种底物，催化一个反应，而不作用于任何其它物质。相对专一性：这类酶对结构相近的一类底物都有作用。包括键专一性和基团专一性。立体异构专一性：这类酶不能辨别底物不同的立体异构体，只对其中的某一种构型起作用，而不催化其他异构体。包括光学专一性和几何异构专一性。2．专一性基团(group)专一性。如-葡萄糖苷酶，催化由

7、-葡萄糖所构成的糖苷水解，但对于糖苷的另一端没有严格要求。键(Bond)专一性。如酯酶催化酯的水解，对于酯两端的基团没有严格的要求。相对专一性酶促反应一般在常温、常压、中性pH条件下进行。高温或其它苛刻的物理或化学条件，将引起酶的失活。3．反应条件温和4.酶的催化活性可调节控制如抑制剂调节、共价修饰调节、反馈调节、酶原激活及激素控制等。某些酶催化活力与辅酶、辅基及金属离子有关。（一）根据酶的化学组成分类：1单纯酶：只含有蛋白质成分，如：脲酶、溶菌酶、淀粉酶、脂肪酶、核糖核酸酶等。2结合酶：含有蛋白成分（酶蛋白）决定酶的专一性和非蛋白成分（辅助因子）传递电子、

8、原子或某些化学基团（决定反应类型）。四