第三章-酶

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1、酶 般化学反应的条件： 高温、高压、 催化剂等。 高温 3 2 催化剂 细胞所处的环境 反应在常温、常压、水溶液环境中进行！ 生物细胞内时刻进行着一系列有序的化学反应， 思考： 细胞内成千上万个化学反应为什么能在常温、常压下高效有序地进行呢？ 生活中的酶 第一节 酶的概述 酶的发现 1773年 ,意大利科学家斯帕兰札尼的实验 推断胃液中一定含有消化肉块的物质 具有化学性消化的作用 提出问题：胃里除物理性消化，还有化学性消化吗？ 1836年，德国科学家施旺从胃液中提取了 胃蛋白酶 ； 1853年 巴斯德 （微生物学家） 发现 酒精产量与活酵母菌的繁殖量成 正比 认为 酒精发酵是 酵母菌代谢活动

2、的结果，离不开酵母菌的生命活动。 李比希 （化学家） 认为 酒精发酵仅是一种 化学反应 ，与酵母菌活动无关，最多只需其中的 某物质 参与，但这种物质只有在细胞死亡裂解后才发挥作用。 酵母细胞研磨 加水搅拌 加压过滤 无细胞的酵母汁 加入葡萄糖 过程 ： 现象 ：冒出气泡 资料 结论 ： 促使酒精发酵的是酵母中的某种物质 ,而不是酵母菌本身 . 毕希纳的研究过程（ 1897年） 1926年，美国科学家萨姆纳 从刀豆种子中提取出脲酶的结晶， 并通过实验 证明 : 脲酶是一种 蛋白质 ； 这时科学家指出酶是一类具有生物催化作用的 蛋白质 。 20世纪 80年代，美国 科学家切赫和奥特曼 发现 少数

3、生物催化作用 一路走来 18世纪末 斯帕兰扎尼 喂食鹰实验 19世纪，巴斯德和李比希的争论 1897年，毕希纳的重大发现 1926年，美国萨母纳尔得到脲酶结晶 （蛋白质） 20世纪 80年代初，发现 核酶（ 酶的概念 : 绝大多数酶是蛋白质 , 极少数的酶是 是 活细胞 产生的一类具有 催化作用 的 有机物 ，其中绝大多数酶是 蛋白质 。 本质 来源 功能 几个有关名词 酶所催化的化学反应称为酶促反应。 酶促反应中 本身用 以酶促反应表示为 S P 底物 (S)：酶作用的物质。 产物 ( P)：反应生成的物质。 E 下图是人体内某个化学反应的示意图。 图中的哪个英文字母代表酶？ A 科学研究表

4、明，酶在一定的条件下，能使生物体内复杂的化学反应迅速地进行，而酶本身并不发生变化。 S（底物） E（酶） P（产物） 酶活性 ：酶具有的催化能力 酶失活 ：酶丧失催化能力 淀粉 麦芽糖 淀粉酶 酶促反应 （变性而失去活性） 蛋白质部分 ：酶蛋白 (辅助因子 ( 金属离子 小分子有机化合物 全酶 (结合酶 (由酶蛋白和辅助因子共 同构成的酶 单纯酶 (基本组成单位为氨基酸的一类酶 一 酶的化学组成 (如 决定反应的特异性 决定反应的种类与性质 辅酶和辅基的化学本质 主要是两类物质： 乎全是 维生素、铁卟啉等； 作用： 辅酶或辅基在酶催化的反应中主要起着传递氢、传递电子、传递原子或化学基团等作用。

5、 辅助因子分类 （按其 与酶蛋白结合的紧密程度 ） 辅酶 ( 与酶蛋白结合 疏松 ，可用透析或超滤的方法除去。 辅基 ( 与酶蛋白结合 紧密 ，不能用透析或超滤的方法除去。 维生素 辅酶或辅基形式 作用 羧基 递 H 递 H 泛酸 移酰基 叶酸 移一碳单位 二、酶的分类 根据酶所催化反应的性质，将酶分为六大类： 氧化还原酶 转移酶 水解酶 裂合酶 异构酶 合成酶 活性中心（ 与酶活力直接相关的区域 局限在酶分子的特定部位 三、酶的活性中心 ( 定义：位于酶分子表面凹陷处，与底物接触 并且发生反应的部位。 底 物 活性中心以外的必需基团 结合基团 催化基团 活性中心 活性中心是 直接将底物转化为

6、产物的部位。包含一些与活性有关的集团，称为必需基团。 ： （ 1）中心内的必需基团 ： （ 2）中心外的必需基团： 结合基团（结合底物） 催化基团 （催化底物转变为产物） 维持活性中心的空间 结构 四、酶原和酶原的激活 1、酶原： 无活性的酶的前体。 实质： 酶的活性中心形成或暴露的过程。 2、酶原的激活： 酶原在一定条件下转变成有活性的酶，称为酶原的激活。 原因：活性中心尚未形成或隐藏 酶原激活的机理 : 酶原 分子构象发生改变 形成或暴露出酶的活性中心 一个或几个特定的肽键断裂，水解掉一个或几个短肽 在特定条件下 赖 缬 天 天 天 天 甘 异 赖 缬 天 天 天 天 缬 组 丝 S S

7、S S 46 183 甘 异 缬 组 丝 S S S S 肠激酶 胰蛋白酶原 活性中心 胰蛋白酶原的激活过程 胰蛋白酶 胰蛋白酶原 胰蛋白酶 六肽 肠激酶 胰蛋白酶对各种胰脏蛋白酶的激活作用 胰凝乳蛋白酶原 胰凝乳蛋白酶 弹性蛋白酶原 弹性蛋白酶 羧肽酶原 羧肽酶 3、酶原激活的意义 参与消化生理过程，避免细胞自身消化 各种消化酶在消化腺中是酶原，进入消化道后被激活为活性的酶。举例：胰蛋白酶 消化酶以酶原形式存在，可保护消化腺不被破坏 在特定的环境和条件下发挥作用 凝血因子在机体受伤时被激活为蛋白酶，参与凝血。各种凝血因子间存在激活作用，最终使凝血酶原激活。 五、同工酶（ 1、定义： 催化相同

8、的化学反应，但其蛋白质分子结构、理化性质和免疫性能等方面都不同的一组酶。 如： 2、生理及临床意义 在代谢调节上起着重要的作用； 通过测定血清同工酶谱的改变来辅助诊断病变的组织器官。 转氨酶 (辅酶 转氨酶是人体肝脏这个“化工厂”正常运转过程中必不可少的“催化剂”，是肝脏的一个“晴雨表”，肝细胞是转氨酶的主要生存地。当肝细胞发生炎症、中毒、坏死等时会造成肝细胞的受损，转氨酶便会释放到血液里，使血清转氨酶升高。 转氨酶主要包括丙氨酸转氨酶（ 天门冬氨酸转氨酶 ( 骼肌和其他器官中。当这些组织器官的细胞受损时，转氨酶便会释放到血液里，这时血清转氨酶便会升高。 第二节酶催化作用 的特点 血栓病人在注

9、射尿激酶后能 迅速将血栓溶解 ,为手术争取时间 酶的催化作用具有 _ 高效性 加酶洗衣粉广告词 : 只需 一点点 , 洁净到你家 含有 蛋白酶 的洗衣粉不宜用来洗涤 纯毛和真丝 的衣料，但是却可以洗 化纤和纯棉 的衣料 酶的催化作用具有 _ 专一性 早上起床的时候夹在牙缝中的 瘦肉丝依然存在， 馒头渣 却去无踪了 你知道下图中哪个是酶吗？ 酶 酶 酶 酶 人患感冒 发烧 时常常不思饮食 吃饭时喝 冷饮 不好 加酶洗衣粉在 温水 中的效果更好 水果、蔬菜在 冰箱 中保鲜 说明 :温度影响酶的活性 酶的催化作用具有 _ 可调节性 酶（蛋白质）的催化作用易受到 外界因素 的影响（变性） 温度、 有机

10、溶剂、重金属离子、酶浓度、酶的激活剂和抑制剂等 酶的催化作用具有 _ 不稳定性 第三节 酶的作用 机制与调节 酶的催化机理是 降低活化能 作用机理： 酶与底物结合，形成 酶 酶 态 发生改变 ，促使反应进行。 产物形成，反应完成， 酶恢复原状 。 酶的钥匙 锁学说 酶的催化机理 第四节 影响酶催化 作用的因素 影响酶活性的因素 内因 ：酶浓度、底物浓度 外因 ：温度、 活剂、 抑制剂 （影响酶的空间结构） 底物浓度： 在一定浓度 范围内，反应速率随浓 度的升高而加快，但达 到一定浓度，反应速率 不再变化 酶促反应速率 酶的浓度 酶促反应速率 底物浓度 酶量一定 酶的浓度： 当 SE时，反应速率

11、随酶浓度的升高而加快。 每种酶都有自己的 最适温度 动物： 35 植物 ： 40 细菌、真菌差别较大，有的酶最适温度可高达 70 温度的影响 因此，酶制剂适宜在低温（ 0 ）下保存！ 温度 过高 会使酶的 _ 遭 到破坏而使酶永久失去 _。 空间结构 温度 过低酶的活性 明显降低，但其空间结构没有被破坏，酶的活性可恢复。 活性 用物理降温法将患者的体温下降到一定程度，使机体代谢率降低，提高组织对缺氧及阻断血流情况下的耐受能力。在脑手术和心血管手术中有见。 例、人血液凝固是一系列酶促反应过程，血液在体外下列哪种温度条件下凝固最快（ ） A、 0摄氏度 B、 15摄氏度 C、 35摄氏度 D、 25摄氏度 C 空间结构 在过酸过碱的条件下，都会使酶的 _ 遭到破坏而永久失去_. 活性 酶的名称 最适 氧化氢酶（肝） 液淀粉酶 蛋白酶 蛋白酶 例、将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和适量水混合装入一容器内，调 ，保存于 370一段时间后，容器内剩余的物质是（ ） 淀粉、胃蛋白酶、 加酶洗衣粉中一般含有蛋白酶，请回答下面的问题： （ 1）这种洗衣粉为什么能够很好地除去衣物上的奶渍和血渍？ （ 2）使用这种洗衣粉为什么要用温水？ （ 3）含有蛋白酶的洗衣粉不宜用来洗涤下列哪些衣