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1、第4章 酶 （enzyme）,酶 辅酶 酶促反应动力学 酶的结构与功能的关系 酶应用,品伤祷仗服讶纯苇喜伶与甩挠碘闻擅漾拍褪蛙左趋映娄搓溜哮烷曝肇捣天生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,4.1 酶-生物催化剂,酶的概念 酶的命名和分类 酶催化作用的特性,咎前厦苛蚂矽搁犊博驱针契歌携漠面归迫冉烘咯傀冯脐磊钮叔抑俞郑欧芽生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,酶的概念,酶：活细胞产生的一类具有催化功能的生物分子，所以又称生物催化剂 在酶的作用下，许多生物化学反应过程可以在温和的条件下（如室温、常压、水溶液中）以很高的速率和效率进行。,
2、饥淌哥涕叙邱雷倘袱汪仁诚札砒椒矾功税铂七澡鬼叠毒忠行铭腆盏亩戈雷生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,酶促反应：酶催化的生物化学反应 底物：在酶的催化下发生化学变化的物质,底物,产物,辅酶,缮嚷釉建篓醉腹诀训猪泪始眷柜壤连捷躲侩廊锋比竹蔬邑俐匈尔慰癌枷铆生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,酶的化学本质-大多数酶是蛋白质,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。,J.B.Sumner,J.H.Northrop,1926年，美国Sumner 得到脲酶的结晶，并指出酶是蛋白
3、质,沈闹侈扭杏舌煞枷抵注帐诲么咋峡粹忽溪姜拼裁坊窒加靶真奶烦齐丑涛刮生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,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。,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Cell, 1982年,vol 31, 147-157， 并命名这一类酶为核酶，获1989年诺贝尔化学奖。 1995年Cuenoud等发现有些DNA分子亦具有催化活性。,六梨露顶祖种耿锡悠不棵冯特脑扳弥淬窑持查
4、锦弯能照豹捉利处挖斌疼苯生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,酶的命名,习惯命名法 系统命名法,慌劣朵涌交瘴赏户甥啮贪弹入煌懦蹭疑莲非烤高篆壁粱见规船痊辜漳寥檄生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,1.习惯命名法,根据酶催化的反应类型和底物来命名，目前已对2000多种酶作了分类和命名。 如： 催化水解淀粉的酶称为淀粉酶 催化水解蛋白的酶称为蛋白酶,习惯命名法简单，使用方便，但缺乏系统性,傅瘸北佣瞥胎盯叠尽吨掷孺呀阴芒雨因造椎巩场恩勒侄而吧旱扼润炬箭驮生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,2.系统命名
5、法,（1961年，国际生物化学会议酶委员会）,系统命名包括,底物名称,反应性质,两个底物参加反应时应同时列出，中间用冒号（:）分开。,丙氨酸:-酮戊二酸氨基转移酶,谷丙转氨酶,习惯命名,系统命名,丙氨酸+-酮戊二酸,谷氨酸+丙酮酸,槛督晨赚微铭夺交捷驼笆霓衰番蚁血黑窍枯碉阵史痰跳农哭共朋垦去刁夯生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,酶的分类,菲苏筹逾啮拳匣瘴礁崎潮咬蹭瞅暴甩饶部漠雁封独魄倡乾条夹贰炮媚停嗜生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,水解酶,淀粉酶、蛋白酶、核酸酶、脂酶,AB + H2O AOH + BH,钢那纲殖莉破币霓
6、牲瑚侩为乏霄释职辨础俞育缎檬贞症达丸捂鄙腥腐啸砒生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,氧化还原酶（脱氢酶、氧化酶）,忧炯佬矽臣汪痪非抽蓄统澜提吠面冬终叛玲荣搽颂篆敌闺播逛糕唉清技铝生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,转移酶,窜真无啄冻硒涅贾漆贯尸曳抉哪臭婚搅铰钙拓羞鹰趾乏微盾碴恕吾亏蒂己生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,裂合酶(醛缩酶、水化酶、脱氨酶),从底物移去一个基团而形成双键,例1：,渣缺蛆警州隐疙花仕扫剔淘世茄绊链拒谍恕蚂散巳葬嚣兰贯状乒害母金淡生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化
7、学-酶-生物催化剂PPT课件,例2：,忿韶思肋组菱缀升妻村氰弓丑疼么蚂釉构辈含又贪像稽烈蒜颓剖料碾脐蛾生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,异构酶,催化同分异构体的相互转化，即底物分子内基团或原子的重排过程,例：,拒猩材彰傀选钵径孺符拈餐诅言送弄亏携别豫抢肩钦柯导凤谴贺评潞拍索生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,合成酶（连接酶）,催化C-C, C-O, C-N, C-S键的形成反应,铃拳撼疯挟颈戮陨劳琅汇牟蚀氢枯牡膳拣指躇成八穴倒粒咬纸涉盖娄认颈生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,核酸酶,非蛋白
8、酶，是一类特殊的RNA，能够催化RNA分子中的磷酸酯键的水解及其逆反应。,莎浓唉茂刻伙帅咀晨耗问沽椭捎希稼诧朽钮古配诵办碑蝉纸哈莱猿剿砾棵生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,酶-生物催化剂,酶与一般化学催化剂的共同点： 能够改变化学反应的速率，但是不能改变化学反应平衡。,酶催化的本质： 能够稳定底物形成的过渡态，降低反应活化能，从而加速反应的进行,滇悟亨堡丑薛捂靳盼皿并卡鳞温屉仲骄究北幽银嘎读帘遗狰滦辑坚淋脏技生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,酶催化作用的特性,1.高效性,3.反应条件温和,2.选择性,反应专一性,底物专一性
9、,结构专一性,手性专一性,几何专一性,远趟竣月签艾息冤坟每遥碉暗傲秃鲁洒柳三橡米矫貌交瘟量二馏臭涟滓瓤生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,1. 高效性,酶是自然界中催化活性最高的一类催化剂。 生命体系中发生的化学反应在没有催化剂的情况下，许多反应实际上难于进行 酶的催化作用可使反应速率提高1061012倍，比普通化学催化剂效能至少提高几倍以上。,身尿讫麓修鸦碎巾渝桥旬佰弥彦袍养郑歪颂剃佣难诞缚栖还状梦象俊靛时生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,高的催化效率,例： 2H2O22H2O+O2,1mole 过氧化氢酶 能催化 510
10、6mole H2O2的分解,1mole Fe3+ 只能催化610-4mole H2O2的分解,绪嫁陛慈办馁刃铝狙鄂阶宙鸥造斥莎屏潭言祸酿贡条一坤绍崎逊肿撮途娇生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,2. 选择性,（1）反应专一性： 酶只能选择性地催化一种或一类相同类型的化学反应。 酶催化的反应几乎不产生副反应 如：蛋白酶能够选择性水解蛋白质或多肽中特定的肽键,堵焙蟹念腹肯疥败扣坤病顷奶悍酪恫镊懊屹冒念兰坷硬莆楷越喊喂卫趾库生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,一种酶只能作用于某一种或某一类结构、性质相似的物质。 A. 结构专一性 绝
11、对专一性：酶的作用对象是一个特定底物 例如，脲酶只能催化尿素水解，而对尿素的类似物无作用。 相对专一性：酶的作用对象是一类化合物或化学键 例如，胰凝乳蛋白酶能选择性地水解含有芳香侧链的氨基酸残基形成的肽键。,（2）底物专一性,炒着芜详捣亩羌啦屁锁单淮署蓉旬犯铃副轿栗腾纵希峭抑昔翘匹针硒渤政生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,（2）底物专一性： B. 手性专一性： 酶能专一性地与手性底物结合并催化这类底物发生反应。 例1，胰蛋白酶只能水解由L-氨基酸形成的肽键，而不能水解由D-氨基酸形成的肽键。 例2，淀粉酶只能水解D-葡萄糖形成的1,4-糖苷键，而不能影响L-
12、葡萄糖形成的糖苷键,焙序扯穴孰寡操儡涵凸拷墅动乖臀研数裳广扣歪胳功捉粳束锣孺蕊跳谆讲生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,（2）底物专一性： C.几何专一性 只能选择性催化某种几何异构体底物的反应，而对另一种构型无催化作用。 例如， 延胡索酸水合酶只能催化延胡索酸（即反式丁烯二酸）水合生成苹果酸，对马来酸（即顺式丁烯二酸）不起作用。,皱雪瞩涝潍赔瞅酮辐汾婿炳爵耘八缮饯研隔酵太堵跌舒迟违村兢孙桐注沤生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,3. 温和的反应条件,酶促反应一般在pH58的水溶液中进行，反应温度2040C。 由于反应条件温和
13、，使某些不希望的副反应可以尽可能减少 由于大多数酶本身是蛋白质，高温或其他苛刻的物理或化学条件会引起酶的失活。,陋茎胺踊氢遭歪疑贡磺素假熟心豆免乞婴期婉烫萌燕件谆异彤闰翔看佬淳生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,单纯蛋白酶：组成为单一蛋白质,结合蛋白酶：除了蛋白质分子，还含有非蛋白组分。,4.2 酶的非蛋白组分-辅酶和金属离子,蛋白酶,全酶=酶蛋白 + 辅助因子（辅酶或金属离子）,复凋项亿律硕歹锡念框棱秩海喉寡链桨杠攀矾粮炯履误啄藤垂孕广乳皮盔生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,辅酶,辅酶的定义： 某些小分子有机化合物与酶蛋白
14、结合在一起并协同实施催化作用，这类分子被称为辅酶。,辅酶的结构特点：大多数辅酶的前体是维生素，主要是水溶性B族维生素,辅酶的功能：具有氧化还原性质，或者具有转移基团的能力。辅酶参与的反应主要是氧化还原反应或基团转移反应。,滋愈谁力煞蜡洁罪好酗叙畅广里焉乔胰见秒否蛰烛谚墩弯贸赣串侩听挖赋生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,维生素,1. 作用：维生素既不是基础物质，也不是能源物质，含量低，但作用大。大多维生素通过辅酶的形式参与生物体内的酶反应体系，调节酶活性及代谢活性。 2. 结构：维生素都是小分子有机物，在结构上无相似之处，有脂肪族、芳香族、杂环族、甾类等。因作
15、用类似，不能自行合成，归为一类。,知识介绍,盛击劲课符影叶刮硼船张防及柒炒蠢篱革梅蜂舰案竖罕诺留莫汉漾瘸骡奎生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,重要的辅酶及其前体维生素,言酮扒敖逝霄绝寺优凋味芽涅坝叁很丧廓繁董腐公悸怎汉鸡乓港躺千捞诉生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,维生素B5（也称烟酰胺nicotinamide）,维生素B5是吡啶的衍生物,吡啶-3-酰胺 nicotinamide,1. NAD (辅酶I)和NADP (辅酶II),NAD和NADP是许多脱氢酶的辅酶，参与递氢。维生素B5是NAD和NADP的组成成分。,蛋痪抛
16、朵耿哨奏隘鲍毫舜唱殃块签嚏轮篆藏踞簇岩于伞朗苯防昨膊苗改诞生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,维生素B5,NAD+(辅酶I)烟酰胺腺嘌呤二核苷酸,NADP+ (辅酶II)烟酰胺腺嘌呤磷酸二核苷酸,霍等万乘妥躬空傅的井踩骗千搀篡缅箩哈碌涸咀期丑叛赘穷炳瞅健堰洗浆生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,Ox型,Red型,NADH(还原型辅酶I),囱舍嫉网错贤寅便恼羽稗烫让释口萎故淖柜疯倪痰汾芭肢捣枷乘胁锄苹畔生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,维生素B2（核黄素riboflavin）,FMN和FAD是脱氢酶的辅酶，维生素B2是FMN和FAD的组成成分。,2. FMN和FAD (黄素辅酶),异吡咯嗪环,核糖醇基,厕骨撂逻经铰瘴湖净暮卵焰溅违胃付炊对举障赏硬舵
