生物化学-酶ppt课件.ppt

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1、Chapter5ChemistryofEnzyme5.1酶的概念、命名及分类5.2酶的化学本质5.3酶的结构及功能的关系5.4酶促反应的速度和影响因素5.5酶的调节5.6酶的分离提纯及活力测定5.7酶工程简介总结1一、酶的概念（一）酶的生物学意义6CO2+6H2O+能量C6H12O6+6O2↑植物动物N2+3H2500℃,300大气压Fe2NH3N2+3H22NH3某些微生物酶的化学本质及催化特点由活细胞产生的,具有高度专一性和高效催化作用的蛋白质2（二）酶是生物催化剂1．酶与一般催化剂的共同点（1）用量少而催化效率高（2）能加快化学反应的速度，但不改变平

2、衡点，反应前后本身不发生变化如CO2+H2OH2CO33（3）降低反应所需的活化能4例2H2O2→2H2O+O2反应活化能非催化反应75.24kJ/mol钯催化反应48.9kJ/molH2O2酶催化8.36kJ/mol（4）反应过程中本身不被消耗52．酶作为生物催化剂的特殊点（1）高的催化效率以摩尔为单位进行比较，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2H2O2→2H2O+O21molH2O2酶能催化5×106molH2O2的分解1molFe3+只能催化6×10-4molH2O2的分解6（2）高的专一性（3）温和

3、的反应条件（4）酶活性的可调节性如酶浓度的调节、激素调节、反馈调节、抑制剂和激活剂的调节、别构调节、酶的共价修饰调节、酶原活化等。（5）酶的不稳定性，其催化活力与辅酶、辅基和金属离子有关。7概念：酶对所作用的底物有严格的选择性，一种酶仅能作用于一类物质，或者一类分子结构相似的物质，或一定的化学键,催化一定的化学反应并生成一定的产物。酶的专一性是酶的特性之一。酶作用的专一性类型：1、绝对专一性，只作用于一种底物；2、相对专一性，作用于结构类似的一系列化合物族专一性（基团专一性）键专一性3、立体异构专一性：旋光异构专一性；几何异构专一性；区分对称的基团8绝对

4、专一性脲酶琥珀酸脱氢酶++一种酶只催化一种底物CH2COOHCH2COOHCHCOOHCHCOOH29相对专一性脂肪酶消化道蛋白酶一种酶可作用于一类化合物或一种化学键催化脂肪水解酯类水解催化肽键水解10立体异构专一性一种酶仅作用于底物立体异构体的一种。L-乳酸脱氢酶L-乳酸D-乳酸11（三）酶的化学本质1．大多数酶是蛋白质JamesBatchellerSumnerJohnHowardNorthrop1925年，美国化学家萨姆纳首次从刀豆中提纯了脲酶，并证明是一种蛋白质。美国化学家诺思谱把一系列酶提纯出来，证明它们都是蛋白质。他俩因而共同获得了1946年诺贝

5、尔奖。12ThomasR.CechUniversityofColoradoatBoulder,USA近年来，一些研究结果表明，某些RNA分子也有催化活性。1982年美国科罗拉多大学的T.R.Cech等人发现四膜虫的rRNA前体在完全无蛋白质存在的情况下能进行自我拼接，得到成熟的rRNA产物，因此首次提出了RNA具有酶活性的概念。2．某些RNA有催化活性13SidneyAltmanYaleUniversityNewHaven,CT,USA1983年，耶鲁大学的S.Altman发现核糖核酸酶P至少能催化六种tRNA前体的加工。真正发挥催化活性的是核糖核酸酶P中

6、的RNA成分，而其中的蛋白质成分是非活性的。酶的化学本质不完全是蛋白质，某些RNA分子也具有催化活性。这类RNA被称为ribozyme（核酶）。Cech和Altman因此获得1989年的诺贝尔奖。14抗体：特异性地结合抗原且帮助巨噬细胞摄入，摧毁抗原。酶：高选择性地结合化学反应中特定结构的物质，并催化化学反应，使反应在温和条件下高效率地进行。抗体酶：具有催化功能的抗体分子。在抗体分子肽链的N端是识别抗原的活性区域，同时被赋予了酶的特性。3.抗体酶154．有些DNA也有催化活性1995年Cuenoud等发现有些DNA分子亦具有催化活性。16（四）酶的组成1．

7、单纯蛋白质酶类，如脲酶等水解酶，只由氨基酸组成，此外不含其它成分。2.结合酶类全酶=酶蛋白+辅助因子（辅酶、辅基或金属离子）两者单独存在时，均无催化活力，只有两者结合成完整的分子，才有催化活力。一种酶蛋白需与特殊的辅酶相结合，才能成为有活性的酶；同一辅酶可以与不同的蛋白相结合！因此，决定酶催化专一性的是酶的蛋白质部分！辅助因子决定催化反应的种类！17根据金属离子与酶蛋白结合程度，可分为两类：金属酶和金属激酶。在金属酶中,酶蛋白与金属离子结合紧密。如Fe2+/Fe3+、Cu+/Cu3、Zn2+、Mn2+、Co2等。金属酶中的金属离子作为酶的辅助因子，在酶

8、促反应中传递电子，原子或功能团。18金属酶中的金属离子与配体金属离