《《糖酶和蛋白酶》ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《糖酶和蛋白酶》ppt课件（62页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第三篇 食品工业酶,第六章 糖酶,糖酶（Carbohydrases）的作用是裂解多糖中将单糖结合在一起的化学键，使多糖降解成较小的分子。糖酶还能催化糖单位结构上的重排，形成新的糖类化合物，这类反应被称为转糖苷作用 (由糖基（G）与糖苷配基（R）组成的糖苷RG，把糖基转移给别的物质（A）生成AG的反应：RG+AR+AG )。 一些酯酶能作用于酯化糖类，例如果胶酯酶。,主要的糖酶：淀粉酶、果胶酶、转化酶、乳糖酶、纤维素酶,第一节 淀粉酶,淀粉酶(Amylases)不仅存在于动物中, 也存在于高等植物和微生物中,能够分解淀粉糖苷键的一类酶的总称。 淀粉酶作用于淀粉、糖原、多糖衍生物。,三类淀粉酶：
2、-淀粉酶，从底物分子内部将糖苷键裂开； -淀粉酶，从底物分子的非还原性末端将麦芽糖水解下来； 葡萄糖淀粉酶，从底物的非还原性末端将葡萄糖单位水解下来。,一、-淀粉酶（-1,4-葡聚糖-4-葡萄糖水解酶EC3.2.1.1） 存在于植物、哺乳类动物组织和微生物。 -淀粉酶以随机方式作用于淀粉而产生还原糖。 -淀粉酶作用于淀粉时，将- 1，4糖苷键裂开，产物的构型保持不变 -淀粉酶:是一种内切酶,只能水解-1, 4糖苷键,不能水解-1,6糖苷键,但可越过-1,6糖苷键水解-1,4糖苷键,但不能水解麦芽糖中的-1,4糖苷键,-淀粉酶以直链淀粉为底物时，反应一般按两个阶段进行： 直链淀粉寡糖，快速，随机
3、机制 寡糖葡萄糖和麦芽糖，缓慢 直链淀粉：葡萄糖+麦芽糖+麦芽三糖+低聚糖的混合物,-淀粉酶作用支链淀粉时，产生葡萄糖、麦芽糖和一系列-限制糊精（4个或更多个葡萄糖基构成的寡糖，含有-1,6糖苷键）。 支链淀粉：葡萄糖+麦芽糖+麦芽三糖+ -极限糊精 一般分解限度以葡萄糖为准是35-50，但在细菌的淀粉酶中，亦有呈现高达70分解限度的（最终游离出葡萄糖） 极限糊精是指淀粉酶不能再分解的支链淀粉残基. -极限糊精是指含-1,6糖苷键由3个以上葡萄糖基构成的极限糊精.,1、分子大小 相对分子质量为50,000左右，每一个分子含有一个Ca 可能存在相对分子质量为100,000的二聚体，二聚体中锌原子
4、在两个单体之间形成了交联。,2、钙的作用 Ca 没有直接参与形成酶-底物络合物，但是它起着维持酶的最适宜构象的作用，从而使酶具有最高活力和最高的稳定性。 在低pH和存在螯合剂的条件下，将酶分子中的钙完全除去，会导致酶基本上失活和对热、酸或脲等变性因素的稳定性降低。,3、温度对-淀粉酶作用的影响 在与钙相结合的条件下，-淀粉酶的热稳定性高于-淀粉酶。 不同来源的-淀粉酶具有不同的热稳定性，某些细菌-淀粉酶的最适温度可达70以上。 在超过糊化温度时使用细菌-淀粉酶特别适宜，淀粉颗粒糊化后对于酶的作用变得非常敏感，往往在酶失活前淀粉已被完全水解。,高浓度的淀粉糊（3040%）能显著提高-淀粉酶的稳定
5、性，它使地衣形芽孢杆菌淀粉酶和淀粉液化芽孢杆菌淀粉酶在110和8590下具有短时间的作用能力。,4、在-淀粉酶作用下淀粉分解速度 -淀粉酶以随机的方式作用于淀粉，因而酶反应动力学比Michaelis-Menten方程所描述的要复杂得多。 酶作用的淀粉底物在反应过程中分子量逐渐下降，因而Km和Vmax随底物分子量变化而变化。 -淀粉酶水解葡聚糖的速度随聚合度的减小而很快地下降； 它水解直链淀粉的速度比水解分支分子（支链淀粉和糖原）要高。,5、-淀粉酶活力测定的方法 底物可溶性淀粉或糊精 测定参数底物与碘显色能力下降(蓝至红棕色)的速度 粘度下降的速度,二、-淀粉酶（-1,4-葡聚糖麦芽糖水解酶E
6、C3.2.1.2） 也称糖化淀粉酶，存在于高等植物，不存在于哺乳类动物。 1、-淀粉酶的作用 外切酶，从淀粉分子的非还原性端裂开-1,4-糖苷键，依次将一个麦芽糖单位水解下来，将C(1)的构形转变为-型。-淀粉酶不能绕过-1,6-糖苷键。以支链淀粉为底物时，5060%转变成麦芽糖，其余部分称为-限制糊精。作用于直链淀粉时也只有7080%转变成麦芽糖。 当底物直链淀粉分子含奇数葡萄糖基时，-淀粉酶作用的最终产物除含有麦芽糖外，还含有麦芽三糖和葡萄糖。酶作用于麦芽三糖的速度是很慢的。,支链淀粉产物： 麦芽糖+-极限糊精 -极限糊精是指-淀粉酶作用到离分支点2-3个葡萄糖基为止的剩余部分.,2. -
7、淀粉酶性质,耐酸,pH3时仍保持活性 不耐高温,7015分钟失活 钙离子对-淀粉酶有降低稳定性的作用 酶蛋白中的巯基是-淀粉酶活力必需 -淀粉酶是一种巯基酶,它能被许多巯基试剂抑制,2、-淀粉酶的作用机制 酶的活性部位中至少含有三个特异基团、A和B 基团淀粉分子非还原性末端C(4)上的OH基 当基团和C(4)上的OH基发生相互作用时，底物分子的第二个糖苷键恰到好处地配置在催化基团A和B的邻近处，这样就形成了具有反应力的酶-底物络合物。 3、-淀粉酶活力的测定 测定反应中麦芽糖形成的速度，或者用3,5-二硝基水杨酸、铁氢化钾或碱性铜盐溶液测定还原基团形成的速度。,三、葡萄糖淀粉酶 外切酶，它从淀
8、粉分子非还原性末端逐个地将葡萄糖单位水解下来，当它裂开淀粉分子中的-1,4-糖苷键时，将C(1)的构型从型转变成。 较低的特异性，它能作用于-1,4-糖苷键、-1,3-糖苷键和-1,6-糖苷键，相对速度分别为100、6.6和3.6 实际上单独使用葡萄糖淀粉酶并不能将支链淀粉完全降解。然而当有-淀粉酶参与作用时，它可将支链淀粉完全降解。 葡萄糖淀粉酶水解-1,4-糖苷键的速度随底物分子量的增加而提高，当分子量超过麦芽五糖时，这个规律不存在。,四、淀粉酶在食品工业中的应用 淀粉的液化 从淀粉生产结晶葡萄糖,课堂练习,试比较-淀粉酶、-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶的异同并论述他们在水解淀粉的方式和产物上有何
9、区别。,课堂讨论,人们在嚼馒头时为什么会感觉到甜味？,第二节 果胶酶,PMG-polymethylgalacturonase PG- polygalacturonase PMGL- polymethylgalacturonidelyase PGL- polygalacturonidelyase,果胶酶的分类,有二价离子Ca2+存在时，Ca2+和果胶酸分子中的羧基形成交联，从而提高果蔬的质构强度。,1果胶甲酯酶（Methylesterase）,命名：果胶 果胶基水解酶（EC 3.1.1.11），也被称为果胶酯酶（Pectinesterase，PE） 存在：高等植物和微生物中,使一些食品原料（例如
10、番茄）的质构显著变弱。 有内切（endo-）和端解（exo-）两种。,命名：聚-1,4-半乳糖醛酸苷糖基-水解酶 存在: 高等植物和微生物中。 催化的反应: 水解-1,4 糖苷键,2.聚半乳糖醛酸酶(Po1ygalacturonase ),命名：聚（-1,4-半乳糖醛酸苷）裂解酶, EC 4.2.2.2 存在：微生物，非高等植物。 催化作用：裂开果胶和果胶酸分子中的-1,4 糖苷键。遵循-消去机制，水不参与反应。生成一个含还原基团的产物和一个含双键（235 nm 有特征吸收）的产物。,有内切和端解两种类型,3.果胶酸裂解酶(pectate lyases),分解果胶的一个多酶复合物，通常包括原果
11、胶酶、果胶甲酯水解酶、果胶酸酶。通过它们的联合作用使果胶质得以完全分解。天然的果胶质在原果胶酶作用下，转化成水可溶性的果胶；果胶被果胶甲酯水解酶催化去掉甲酯基团，生成果胶酸；果胶酸经果胶酸水解酶类和果胶酸裂合酶类降解生成半乳糖醛酸。,第三节 纤维素酶EC（ 3.2.1.4 ）,作用于纤维素和从纤维素派生出来的产物 （1） 水解1.4糖苷键 （2） pH4-5 （3） T = 50-55 葡萄糖酸内酯、重金属离子（铜、汞离子）抑制纤维素酶 半胱氨酸能消除它们的抑制作用， 且激活纤维素酶,纤维素酶并不是一种单一组分的酶，而是一个由多种酶组成的复合酶体系，一般将纤维素酶分为3类：,(1) 葡聚糖内切
12、酶。这类酶作用于纤维素分子内部的非结晶区，随机水解1,4糖苷键 ，将长链纤维素分子截短，产生大量带非还原性末端的小分子纤维素,1.纤维素酶的分类,(2)葡聚糖外切酶，包括1,4-D-葡聚糖水解酶和1,4-D-纤维二糖水解酶。这类酶作用于纤维素还原性和非还原性末端，水解1,4糖苷键 ，释放萄萄糖(葡聚糖水解酶)或纤维二糖(纤维二糖水解酶)。 (3) 葡萄糖苷酶。这类酶作用于小分子量底物时表现出最高的活力，可以将纤维二糖、纤维三糖及其他低分子纤维糊精分解为葡萄糖。,2. 纤维素酶活力测定,总纤维素酶活力,活力测定： 滤纸法、 重量法、 粘度法、 还原糖,第四节 乳糖酶EC3.2.1.23,-D-半
13、乳糖苷酶(乳糖酶) EC（3.2.1.23） 在植物、动物和微生物中都存在 存在于摄入奶产品的哺乳动物,禽没有乳糖酶 牛奶中的乳糖是很难消化的, 有人喝奶后发生腹泻,腹痛的主要原因, 牛奶用乳糖酶处理,使奶中的乳糖水解为葡萄糖和半乳糖 , 可解决上述问题,且能提高其风味品质,乳糖酶的反应机制,(1)酶+乳糖 酶-乳糖 (2)酶-乳糖 半乳糖基-酶+葡萄糖 (3)半乳糖基-酶+受体 半乳糖基-受体+酶 第3步中若受体为水，则表现为水解，生成半乳糖和葡萄糖；若受体为糖则表现为转移，生成低聚半乳糖,乳糖,-半乳糖苷酶,半乳糖,葡萄糖,+,最适pH：酵母(pH6.0)、霉菌(pH5.0)、细菌(pH7
14、.0) 酵母乳糖酶适用于牛乳、脱脂牛乳和浓缩乳制品； 霉菌乳糖酶适用于奶酪工业的副产品乳清和浓缩 乳清中乳糖的水解。,pH值为6.56.7,pH值为4.2左右,乳糖酶活力测定,测定乳糖酶活力的方法有下列几种： 根据反应过程中溶液旋光值的变化计算反应速度 采用葡萄糖氧化酶-过氧化氢酶-色素原测定反应中生成的葡萄糖量 根据反应过程中还原糖量的变化计算反应速度。 乳糖也是还原糖，反应体系具有高的空白值，给测定带来困难 采用一种生色的化合物作为底物，经乳糖酶催化水解后，转变成一种有色产物，用分光光度法测定反应的速度 邻-硝基苯-D-半乳糖苷是乳糖酶最佳的生色底物。,什么是乳糖不耐症？,糖酶复习,淀粉酶
15、(-淀粉酶、-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶) 果胶酶 纤维素酶(葡聚糖内切酶、葡聚糖外切酶、葡萄糖苷酶) 乳糖酶,思考题 一个直链淀粉分子有几个还原性末端？ 一个支链淀粉分子有几个还原性末端和几个非还原性末端？ 什么是糖酶，它主要包括哪几类，各自有何特点？ 果胶酶如何分类？在食品工业中如何合理使用果胶酶？,蛋白酶催化的最普通的反应是水解蛋白质中的肽键,第七章 蛋白酶,一、R1和R2基团 蛋白酶对R1和（或）R2基团具有特异性要求 胰凝乳蛋白酶R1：Tyr、Phe or Trp残基的侧链 胰蛋白酶R1：Arg or Lys残基的侧链 胃蛋白酶R2：Phe残基的侧链 羧肽酶 一类肽链端解酶，作用于肽链的游
16、离羧基末端释放单个氨基酸。羧肽酶A 、羧肽酶B 、羧肽酶C 二、氨基酸构型 提供R1和（或）R2基团的氨基酸必须是L型的,第一节 蛋白酶的特异性要求,三、底物分子的大小 有些蛋白酶底物分子的大小是不重要的。 -胰凝乳蛋白酶的最佳合成酰胺类底物-N-乙酰基-L-酪氨酰胺 -胰蛋白酶最佳合成酰胺类底物-N-苯甲酰-L-精氨酰胺,有一些蛋白酶对于底物分子的大小具有严格的要求，例如酸性蛋白酶。,四、X和y的性质 XH or 继续衍生出去 yOH or 继续衍生出去 从酶对X和y性质的特异性要求可以判断它们是肽链内切酶还是肽链端解酶。 内切酶X和y必须继续衍生出去 X酰基、氨基酸残基 y酰胺基或酯基、氨基酸残基 端解酶氨肽酶 X：H y不是
