第3章酶与维生素ppt课件.ppt

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1、EnzymeandVitamins酶与维生素第三章酶学ENZYME第二部分一、概念酶是对其特异底物具有高效催化作用的蛋白质和核糖核酸。概论酶学研究的意义二、酶学研究简史公元前21世纪，中国已有酿酒记载；1833年，Payen&Persoz发现淀粉酶(diastase)；二、酶学研究简史19世纪，对酶的知识来源于发酵过程的研究；1Glucose2alcohol+2CO21878年,Kuhne首次提出Enzyme一词；1897年,Buchner兄弟用酵母提取液实现了发酵；1913年,Michaelis和Menten提出了“米氏方程”二、酶学研究简史1926年，Sumner首次从刀豆中提纯出脲酶

2、结晶；二十世纪中叶，酶学的迅速发展；1982年，Cech提出核酶(ribozyme)的概念；1986年，Lerner和Schultz研制出抗体酶(abzyme)；1995年，JackW.Szostak报道了脱氧核酶。酶结构与催化机理的研究：促进分子生物学及技术的发展。酶的分子结构与功能第一节TheMolecularStructureandFunctionofEnzyme一、酶的分子组成及分类结合酶(conjugatedenzyme)单纯酶(simpleenzyme)基本组成仅为氨基酸的一类酶。由蛋白质和非蛋白两部分组成。(一)根据酶的组成成分蛋白质部分：酶蛋白(apoenzyme)辅助因子

3、(cofactor)金属离子小分子有机化合物全酶(holoenzyme)辅助因子分类：辅酶(coenzyme):辅基(prostheticgroup):按其与酶蛋白结合的紧密程度分为与酶蛋白结合疏松，可用透析或超滤的方法除去。与酶蛋白共价结合，不能用透析或超滤的方法除去。金属离子：与酶结合紧密，提取过程中不易丢失。如Fe2+、Fe3+、Cu2+、Zn2+、Mn2+、Co3+过渡金属离子。约2/3的酶催化活性需要金属离子。金属酶(metalloenzyme)金属激活酶(metal-activatedenzyme)为酶的活性所必需，但与酶的结合不甚紧密。如Na+、K+、Mg2+、Ca2+碱和碱

4、土金属离子。稳定酶的构象；参与催化反应，传递电子；酶与底物间起桥梁作用；电荷屏蔽作用，降低反应中的静电斥力等。金属离子的作用金属离子的电荷屏蔽作用激酶的底物Mg2+--ATP，Mg2+屏蔽磷酸基的负电荷，减少具有阴离子性质的电子对攻击亲核体。腺嘌呤—核糖—传递电子、质子或其它基团的运载体的作用。酶的种类繁多，辅酶(辅基)数目有限。酶蛋白决定反应的特异性，辅酶(辅基)决定反应的种类和性质。大多数水溶性维生素作为辅酶或辅基。小分子有机化合物的作用特点小分子有机化合物在催化中的作用转移基团辅酶或辅基所含维生素氢原子NAD+(辅酶Ⅰ)尼克酰胺(vitpp)NADP+(辅酶Ⅱ)尼克酰胺(vitpp)

5、FMN核黄素(vitB2)FAD核黄素(vitB2)醛基TPP硫胺素(vitB1)酰基辅酶A泛酸烷基钴胺素vit(B12)CO2生物素生物素氨基磷酸吡哆醛吡哆醛(vitB6)一碳单位四氢叶酸叶酸(二)根据酶的结构特点及分子组成形式多功能酶(串联酶)：一些多酶体系在进化过程中由于基因的融合，多种不同催化功能存在于一条多肽链中。单体酶：单一肽链仅具有三级结构的酶。寡聚酶：多个相同或不同亚基组成的酶。多酶体系：几种不同功能的酶彼此聚合形成的多酶复合物。以一定次序结合，形成催化作用的“流水线”。(三)根据酶的存在状态在合成后分泌到细胞外发生作用的酶胞内酶：在合成分泌后定位于细胞内发生作用的酶大多数

6、的酶属于此类。胞外酶：主要为水解酶。二、酶的活性中心酶分子中，与酶活性密切相关的化学基团。必需基团(essentialgroup)酶的特殊催化能力只局限在大分子一定的区域，既只有少数氨基酸残基参与底物结合和催化作用。结合基团(bindinggroup)与底物相结合催化基团(catalyticgroup)催化底物转变成产物活性中心外的必需基团位于活性中心以外，维持酶活性中心空间构象所必需。酶分子中必需基团在一级结构上可能相距甚远，甚至位于不同的肽链上，通过肽链的盘绕、折叠而在空间结构上彼此靠近，组成具有特定空间结构的区域，能与底物特异结合并将底物转化为产物。酶的活性中心(activecent

7、er)——酶的活性部位(activesite)结合酶：辅酶或辅基往往是活性中心的组成成分。溶菌酶的三维结构及酶--底物复合物催化基团：Glu35和Asp52；结合基团：Trp62和63、Asp101、Trp108129个氨基酸残基酶氨基酸残基数活性中心的氨基酸残基核糖核酸酶A溶菌酶胰蛋白酶胰凝乳蛋白酶弹性蛋白酶胃蛋白酶木瓜蛋白酶羧肽酶A肝乙醇脱氢酶124129223241240348212307374×2His12，Hi