我所认识的酶

1、刖言公元前800年，古老的烹调方法中已使用来自微生物的酶。1887年，德国科学家Hans B uchner和Eduard B uchner兄弟首次 成功地用不含细胞的酵母提取液实现了发酵，从而证明发酵过程 并不需要完整的细胞。这一贡献打开了通向现代酶学与现代生物 化学的大门。从此，人们开始真正的了解了酶，并开始了对酶的 研究，今天酶在我们的身边无处不在，我们的生活中已经离不开 了酶。由于酶的应用广泛，酶的提取和合成就成了重要的研究课 题。目前酶可以从生物体内提取，但由于酶在生物体内的含量很 低，因此，它不能适应生产上的需要。工业上大量的酶是采用微 生物的发酵来制取的。一般需要在适宜的条件下，选

2、育出所需的 菌种，让其进行繁殖，获得大量的酶制剂。另外，人们正在研究 酶的人工合成.总之随着科学水平的提高，酶的应用将具有非常 广阔的前景。刖言一、概述目录二、酶的概念、特点、分类及命名1、概念2、作用特点(1)催化效率高(2)专一性高(3)反应条件温和(4)活性可调节：。(5)酶的催化活性离不开辅酶、辅基、金属离子3、酶的分类氧化还原酶类转移酶类水解酶类裂解酶类异构酶类合成酶类 4、酶的命名 习惯命名法: 系统命名法:三、酶的结构特征 1、酶的化学组成 2、酶的分子结构与催化活性的关系 3酶的活性中心四、酶促反应的特点1、酶促反应具有高度的催化速率2、酶催化具有高度特异性3、酶活性的可调节性

3、4、酶促反应的作用机制105、酶加速反应的机理10五、影响酶促反应速度的主要因素101、运用酶技术生产有重要价值的产品。112、利用酶制剂改进生产工艺，提高产品质量和产率，降低生产成123、酶技术在医疗卫生和环保方面，亦发挥着极其重要的作用12.后记1311六、酶技术的应用第二章酶一、概述酶，早期是指在酵母中的意思，指由生物体内活细胞产生的一种 生物催化剂。大多数由蛋白质组成（少数为RNA）。能在机体中 十分温和的条件下，高效率地催 化各种生物化学反应，促进生物 体的新陈代谢。生命活动中的消 化、吸收、呼吸、运动和生殖都 是酶促反应过程。酶是细胞赖以 生存的基础。细胞新陈代谢包括 的所有化学反

4、应几乎都是在酶的 催化下进行的。二、酶的概念、特点、分类及命名1、概念酶是由活细胞产生的一类具有催化作用的蛋白质，故又有生物催 化剂之称。与一般催化剂相比，酶的催化作用有高度专一性、高 度催化效率及其催化活性的可调节性和高度的不稳定性（变性失 活）等特点.酶的这些性质使细胞内错综复杂的物质代谢过程能 有条不紊地进行，使物质代谢与正常的生理机能互相适应.若因 遗传缺陷造成某个酶缺损，或其它原因造成酶的活性减弱，均可 导致该酶催化的反应异常，使物质代谢紊乱，甚至发生疾病.因 此酶与医学的关系十分密切，自1982年以来随着具有催化功能的RNA和DNA的陆续发现，目 前认为生物体内除了存在酶这类催化剂

5、外，另一类则是核酸催化 剂，因此现代科学认为酶是由活细胞所产生，能在体内或体外发 挥相同催化作用的一类具有活性中心和特殊结构的生物大分子。 2、作用特点酶是生物体新陈代谢必不可少的催化物质，没有酶就没有生命活 动。（1）催化效率高：酶催化反应速度是相应的无催化反应的 108-1020倍，并且至少高出非酶催化反应速度几个数量级。（2）专一性高：酶对反应的底物和产物都有极高的专一性，几 乎没有副反应发生。（3）反应条件温和：酶通常是在接近生物体温和接近中性的环 境下催化反应。酶的这一特点可以使一些产品的生产免去高温高压耐腐蚀设备， 从而降低成本。（4）活性可调节：酶活力受多种因素的调节和控制。根据

6、生物体的需要，许多酶的活性可受多种调节机制的灵活调 节，包括：酶的生物合成的诱导和阻遏，抑制剂调控、共价修饰 调控、反馈调控、酶原激活及激素调控等。这些调控保证酶在体 内新陈代谢中发挥其适当的催化作用，使生命活动中的种种化学 反应都能够有条不紊、协调一致地进行。（5）酶的催化活性离不开辅酶、辅基、金属离子有些酶是复合 蛋白，由酶蛋白和非蛋白小分子物质一一辅助因子组成，只有二 者结合酶才有活性。辅酶Co :非共价结合，能透析去； 辅基：共价结合、金属离子3、酶的分类根据酶促反应的性质，酶可分为六大类：氧化还原酶类：氧化-还原酶催化氧化-还原反应。主要包括 脱氢酶和氧化酶。例如，乳酸脱氢酶催化乳酸

7、的脱氢反应。转移酶类：转移酶催化基团转移反应，即将一个底物分子的 基团或原子转移到另一个底物的分子上。例如，谷丙转氨酶 催化的氨基转移反应水解酶类：水解酶催化底物的加水分解反应。主要包括淀粉酶、 蛋白酶、核酸酶及脂酶等。例如，脂肪酶催化的脂的水解反应：裂解酶类：裂合酶催化从底物分子中移去一个基团或原子形成 双键的反应及其逆反应。主要包括醛缩酶、水化酶及脱氨酶等。 例如，延胡索酸水合酶催化的反应。异构酶类：异构酶催化各种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。例如，6-磷酸葡萄糖异构酶催化的 反应。合成酶类：合成酶，又称为连接酶，能够催化C-C、C-O、C-N 以及C-S键的形

8、成反应。这类反应必须与ATP分解反应相互偶 联。4、酶的命名根据国际酶学委员会的建议，每个酶允许有两个名称：习惯名和 系统名。习惯命名法：（1）底物名+反应类型+ “酶”。如己糖激酶、乳酸脱氢 酶、DNA聚合酶。（2）若反应为水解，常把“反应性质”省略。如脲酶、酯酶（3）有时在名字前加上酶的来源。如胃蛋白酶习惯名一般比较简短，使用方便；但缺乏系统性，不够精确，有 时会一酶数名或一名数酶的现象。系统命名法：底物名+反应类型+ “酶”若底物不至一个，则所有底物都需写出，各底物间以冒号隔开。 若底物中有水，可省略。所有底物的构型都应标明。例如：“己糖激酶”的系统名为“ATP : D-己糖-6-磷酸转

9、移酶”“乳酸脱氢酶”的系统名为“L-乳酸：NAD+氧化还原酶”系统名能确切地表明底物的化学本质和酶的催化性质，但一般很 长，使用不够方便。三、酶的结构特征1、酶的化学组成按照酶的化学组成可将酶分为单纯酶和结合酶两大类。单纯酶分子中只有氨基酸残基 组成的肽链，结合酶分子中则除了多肽链组成的蛋白质，还有非蛋白成分，如金属离子。结合 酶的蛋白质部分称为酶蛋白，非蛋白质部分统称为辅助因子，两 者一起组成全酶；只有全酶才有催化活性，如果两者分开则酶活 力消失。非蛋白质部分的化合物若与酶蛋白以共价键相连的称为 辅基，用透析或超滤等方法不能使它们与酶蛋白分开；反之两者 以非共价键相连的称为辅酶。结合酶中的金

10、属离子有多方面功 能，它们可能是酶活性中心的组成成分；有的可能在稳定酶分子 的构象上起作用；有的可能作为桥梁使酶与底物相连接。2、酶的分子结构与催化活性的关系酶的分子结构的基础是其氨基酸的序列，它决定着酶的空间结构 和活性中心的形成以及酶催化的专一性。3酶的活性中心酶分子上具有一定空间构象的部位，该部位化学基团集中，直接 参与将底物转变为产物的反应过程，这一部位就称为酶的活性中 心。参与构成酶的活性中心的化学基团，有些是与底物相结合 的，称为结合基团，有些是催化底物反应转变成产物的，称为催 化基团，这两类基团统称为活性中心内必需基团。在酶的活性中 心以外，也存在一些化学基团，主要与维系酶的空间

11、构象有关， 称为酶活性中心外必需基团。酶的活性中心由酶作用的必需基团 组成，这些必需基团在空间位置上接近组成特定的空间结构，能 与底物特异地结合并将底物转化为产物。对结合酶来说，辅助因 子参与酶活性中心的组成。四、酶促反应的特点1、酶促反应具有高度的催化速率酶是高效生物催化剂，比一般催化剂的效率高10 710 13倍。酶 能加快化学反应的速度，但酶不能改变化学反应的平衡点，也就 是说酶在促进正向反应的同时也以相同的比例促进逆向的反应， 所以酶的作用是缩短了到达平衡所需的时间，但平衡常数不变， 在无酶的情况下达到平衡点需几个小时，在有酶时可能只要几秒 钟就可达到平衡。2、酶催化具有高度特异性酶的

12、催化特异性表现在它对底物的选择性和催化反应的特 异性两方面。体内的化学反应除了个别自发进行外，绝大多数都 由专一的酶催化，一种酶能从成千上万种反应物中找出自己作用 的底物，这就是酶的特异性。根据酶催化特异性程度上的差别， 分为绝对特异性、相对特异性和立体异构特异性三类。一种酶只 催化一种底物进行反应的称绝对特异性，；若一种酶能催化一类 化合物或一类化学键进行反应的称为相对特异性。具有立体异构 特异性的酶对底物分子立体构型有严格要求。3、酶活性的可调节性有些酶的催化活性 可受许多因素的影 响，如别构酶受别 构剂的调节，有的 酶受共价修饰的调 节，激素和神经体 液通过第二信使对 酶活力进行调节，以

13、及诱导剂或阻抑剂对细胞内酶含量（改变酶 合成与分解速度）的调节等。4、酶促反应的作用机制酶(E)与底物(S)形成酶-底物复合物(ES)；酶的活性中心与底物 定向结合生成ES复合物是酶催化作用的第一步。定向结合的能 量来自酶活性中心功能基团与底物相互作用时形成的多种非共 价键。它们结合时产生的能量称为结合能。5、酶加速反应的机理酶加速反应的机理是降低反应的活化能五、影响酶促反应速度的主要因素1底物浓度在底物浓度较低时，反应速度随底物浓度的增加而上升，加大底 物浓度，反应速度趋缓，底物浓度进一步增高，反应速度不再随 底物浓度增大而加快，达最大反应速度，此时酶的活性中心被底 物饱合。2、酶浓度在酶促

14、反应系统中，当底物浓度大大超过酶浓度，使酶被底物饱 和时，反应速度与酶的浓度成正比关系。3、温度温度对酶促反应速度具有双重影响。升高温度一方面可加快酶促 反应速度，同时也增加酶的变性。酶促反应最快时的环境温度称 为酶促反应的最适温度。酶的活性虽然随温度的下降而降低，但 低温一般不使酶破坏。酶的最适温度不是酶的特征性常数，它与反应进行的时间有关。4、pH 值酶活性受其反应环境的pH影响，且不同的酶对pH有不同要求， 酶活性最大的某一 pH值为酶的最适pH值。最适pH不是酶的特征性常数，它受底物浓度、缓冲液的种类与 浓度、以及酶的纯度等因素影响。5、激活剂使酶由无活性或使酶活性增加的物质称为酶的激

15、活剂，大多为金 属离子，也有许多有机化合物激活剂。分为必需激活剂和非必需 激活剂。6、抑制剂凡能使酶的催化活性下降而不引起酶蛋白变性的物质统称为酶 的抑制剂。大多与酶的活性中心内、外必需基团相结合，从而抑 制酶的催化活性。可分为：不可逆性抑制剂：以共价键与酶活性中心上的必需基团相结合， 使酶失活。此种抑制剂不能用透析、超滤等方法去除。可逆性抑制剂：通常以非共价键与酶和（或）酶一底物复合物可 逆性结合，使酶活性降低或消失。采用透析或超滤的方法可将抑 制剂除去，使酶恢复活性。六、酶技术的应用在生物体内的酶是具有生物活性的蛋白质，存在于生物体内的细 胞和组织中，作为生物体内化学反应的催化剂，不断地进

16、行自我 更新，使生物体内及其复杂的代谢活动不断地、有条不紊地进行。 当然酶技术也在不断的发展，近几年酶在医学、食品、发酵、纺 织、制革、化学分析、氨基酸合成、有机酸合成、半合成抗生素 合成、能源开发以及环境工程等方面有了广泛的应用。酶技术在 工农业生产上已有日益广泛的应用，产生了较大的经济效益和社 会效益。1、运用酶技术生产有重要价值的产品。例如：利用固定化氨基 酰化酶拆分DL一酰化氨基酸，自动连续地生产L一氨基酸；利用 固定化青霉素酰化酶合成半合成青霉素；利用固定化木瓜蛋白酶 合成高甜度低热量的甜味二肽；利用a-淀粉酶、糖化酶以及固 定化葡萄糖异构酶从淀粉生产果葡萄浆。2、利用酶制剂改进生产

17、工艺，提高产品质量和产率，降低生产 成本。例如：用新的酶法代替老的石灰硫化钠法，使动物皮脱毛、 软化，提高了皮革的质量；用新的酶法代替老的碱皂法，使蚕丝 脱胶，提高了丝织物的质量；在洗衣粉中加入碱性蛋白酶，加强 了洗衣粉的去污能力；用乳糖酶从牛奶中除去乳糖，提高了牛奶 的质量；在水果加工过程中加入果胶酶，使果汁易于过滤，果汁 澄清.并提高果汁产率。3、酶技术在医疗卫生和环保方面，亦发挥着极其重要的作用。 在治疗疾病方面，不少酶制剂可以作为治疗疾病的药用酶，有很 好的疗效。酶法分析具有灵敏、准确、快速、简便等优点，在临 床化验和化学分析方面，已发挥了越来越大的重要作用。面对日益严峻的全球化环境污

18、染问题，环境工程技术与生物技术 的结合发展，为环境保护污染治理提供了新的技术手段。酶与酶 技术的开发 与应用是环境生物技术中重要的部分。现代研究表明，酶与酶技术与环境保护的关系十分密切。首 先，在产品加工过程中用酶来替代化学品（为生物过程代替化学 过程反应温和）可以降低生产活动中的污染水平，有利于实现工 艺过程生态化或无废生产，真正实现清洁生产的目标；其次，酶 作为生物催化剂，只对产品内容起作用，使产品在过程中产生的 污染大大减少，利于环境的保护；最后，酶的反应条件温和，专 一性强，催化效率高等自身的特点，决定了对污染物处理和环境 监测具有高效、快速、可靠的优点。因此，酶工程技术在环境治 理领域具有广阔的前景。几年来，环保用酶制剂与酶技术已经开 始引起学术界的关注。后记以上为我对本章节酶的了解，在学习过程中可能会存在一些 漏洞，导致论文中出现许多的错误，希望能得到老师和同学的帮 助改正，更希望从中学到更多的知识加深对酶的了解，得以在以 后的学习生活中得到应用。谢谢2010年5月22日参考文献【1 】百度知道 HYPERLINK 【2】食品伙伴网 HY