江南大学《食品酶学》课件1-4章

1、V=Vmax(A)Km + (A)holoenzymeApoenzymeLow molecular weight organic compoundMetal ionNonprotein part CofactorFigure4NxC C N C CyH H OH H ORyRxOOOOOO 如果需要研究一个酶的氨基酸组成、分子量、三级结构、底物特异性、如果需要研究一个酶的氨基酸组成、分子量、三级结构、底物特异性、动力学参数，那么必须将酶和其他物质完全分开，即纯化。动力学参数，那么必须将酶和其他物质完全分开，即纯化。制备丙酮粉制备丙酮粉第四章第四章 活性部位和影响酶催化的因素活性部位和影响酶催化

2、的因素第一节第一节 酶活性部位的本质酶活性部位的本质活性部位分为结合部位和催化部位活性部位分为结合部位和催化部位（binding locus and trans forming locus）没有催化仍能产生结合，没有结合则不能产生催化。没有催化仍能产生结合，没有结合则不能产生催化。Serine CysteineOH NH2CH2 CH COOH OHSH NH2CH2 CH COOH SHHistidine NNHCH2 CH COOHNH2NHNAspartic acid COOH NH2CH2 CH COOH COOHGlutamic acidCOOH NH2CH2 CH2 CH COOH

3、 COOHlysineNH2 NH2CH2 CH2 CH2 CH2 CH COOH NH2TyrosineHOCH2CHCOOHNH2HOHOOC C CH2 CH2 CH2 N CNH2 NH2H NH NH NH2N CArginine 对某些酶来说对辅助因子还有特异性的要求对某些酶来说对辅助因子还有特异性的要求醛缩酶（醛缩酶（aldolase）E-NH2 + O=CCH2 O O OCH2OHO-OE-N=CCH2 O P OCH2OH-OO-(lysine的的-NH2) 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 Schiffs base（不稳定）（不稳定）OOCH2OHCH2 O P OE-N=C-N

4、aBH4CH2OHCH2 O P OOO-E-N-C-HH (稳定稳定)O C CH3O H2O(CH3)3N:OH + CH3COO + H-+分子内反应分子内反应O C CH2OCH2CH2N CH3CH3 H2O OH. 反应速度因从分子间反应转变成分子内反应而提反应速度因从分子间反应转变成分子内反应而提高高1000倍，定向和接近因子使双分子反应速度增加倍，定向和接近因子使双分子反应速度增加5.5104倍，三分子反应速度增加倍，三分子反应速度增加11022倍。倍。*()*SFHE SE SE SE P *groundSSS2熵对反应的影响（熵对反应的影响（Effect of Entrop

5、y on Reaction）如果酶和底物相结合，则反应体系的自由度下降，如果酶和底物相结合，则反应体系的自由度下降，Sground下降，下降，S*增大（相对于没有酶催化的增大（相对于没有酶催化的反应体系而言）反应体系而言）*FHTS F*下降或者说活化能下降。下降或者说活化能下降。NO2OCCH3OHOCH2CH CNHCCH3OOO CH2CH3胰凝乳蛋白酶催化的反应胰凝乳蛋白酶催化的反应对硝基乙酸苯酯对硝基乙酸苯酯 N乙酰乙酰L酪氨酸乙酯酪氨酸乙酯 （1）NO2OCCH3OENO2OHHN+C.HCCH2 O O.COCH3deacelation（2）HOCH2CH CNHOO CH2O

6、CH2CH3OCH3CNHCH2CH CHOE CH3CH2OH + OCH CNH O. C CH3Odeacelation两个酰基胰凝乳蛋白酶脱酰基反应的活化参数两个酰基胰凝乳蛋白酶脱酰基反应的活化参数造成造成S*在两个反应中差别的原因是当在两个反应中差别的原因是当bulky N-acetyl-L-tyrosyl基结合到酶的结合部位上去之后失去了基结合到酶的结合部位上去之后失去了自由度，而小的乙酰基不能适合结合部位，因而仍保留着自由度，而小的乙酰基不能适合结合部位，因而仍保留着相当的自由度。相当的自由度。在一个体系中熵和几率具有相同的变化方向。在一个体系中熵和几率具有相同的变化方向。S=k

7、lnW 玻兹曼玻兹曼-普朗克公式普朗克公式如体系具有较高的自由度也即有较大的自由度，它的熵如体系具有较高的自由度也即有较大的自由度，它的熵值也就比较大。值也就比较大。3 反应基团的有效浓度反应基团的有效浓度在分子内反应中，由于攻击基团能处于正确在分子内反应中，由于攻击基团能处于正确的位置，使得反应基团的有效浓度比起分子间反应的位置，使得反应基团的有效浓度比起分子间反应来高得多。它的浓度并没有被反应体系整体相的水来高得多。它的浓度并没有被反应体系整体相的水所稀释。所稀释。二二 通过扭曲达到催化通过扭曲达到催化（Catalysis by Distortion）（3）参与催化作用的酶基团）参与催化作

8、用的酶基团残基残基D的的C1和糖苷键的和糖苷键的O之间的键被裂开。最有可能参与催化之间的键被裂开。最有可能参与催化的基团是的基团是hydrogen-bond donors or acceptors。在大多数酶催化反应中，给出一个氢离子和接受一个在大多数酶催化反应中，给出一个氢离子和接受一个氢离子是关键的一步。唯一可能参与催化作用的氨基酸残基氢离子是关键的一步。唯一可能参与催化作用的氨基酸残基一靠近被裂开的糖苷键是天门冬氨酸一靠近被裂开的糖苷键是天门冬氨酸52和谷氨酸和谷氨酸35，它们分，它们分别位于糖苷键的两侧。别位于糖苷键的两侧。Asp52是处在一个极性环境，而是处在一个极性环境，而Glu35处在一个非极性环境。处在一个非极性环境