酶 Enzymeppt课件

1、。1，第2章，酶)。2，1 2，1。酶的概念是一种由活细胞产生的具有催化作用和高度特异性的特殊蛋白质。简而言之，酶是由活细胞产生的一种生物催化剂。首先，酶的概念，3，2。酶催化的特点(1)酶与一般催化剂的共性：加快反应速度；不要改变平衡常数；不要参与反应。(2)酶催化特性：温和条件：常温常压，pH7；高效：反应速度比无催化剂时提高1081020，比普通催化剂提高1071013；特异性：即酶只能作用于特定种类的底物，这是由酶蛋白的三维结构决定的。它可以分为绝对特异性：一些酶只作用于一种底物并催化一种反应，但不作用于任何其他物质。相对特异性：这种酶对一类具有相似结构的底物有作用。包括键特异性和簇(

2、群)特异性。立体异构特异性：这种酶不能区分底物的不同立体异构体，只能作用于一种构型，不能催化其他异构体。包括光学异构特异性和几何异构特异性。易变：易受各种因素影响，并受活细胞中精确而严格的调节控制。酶的化学性质、结构和功能特性。发展历史(1)酶是蛋白质： 1926年，詹姆斯萨默从豆类中提取脲酶晶体，并确立了酶是蛋白质的观点，它具有蛋白质的所有特性。(2)核酶的发现：1981-1982年，托马斯塞赫发现了具有催化活性的天然核糖核酶。L19核糖核酸和核糖核酸酶P的核糖核酸组分具有酶活性，这是两个最著名的例子。1955年，发现了DNA的催化活性。(3)抗体酶：1986年，理查德勒鲁和彼得沙尔茨利用单

3、克隆抗体技术制备了具有酶活性的催化抗体。酶类：脲酶、蛋白酶、淀粉酶、核糖核酸酶等。双组分酶，酶蛋白，辅因子，(简单蛋白)，(结合蛋白)，(脱辅酶)，(辅因子)，辅酶，辅基，全酶)=酶蛋白辅因子，2。酶的组成。嘿。(1)电子传输体：如卟啉铁和铁硫簇；(2)氢转移(氢化氢):如FMN/法德、NAD/NADP、C0Q和硫辛酸；(3)转移酰基基质：如C0A、TPP和硫辛酸；(4)转移一个碳基团，如四氢叶酸；(5)转移磷酸基团，如三磷酸腺苷和ATP；(6)其他影响：转氨作用，如VB6转移CO2，如生物素。维生素和辅酶维生素是人体维持正常生活活动所必需的一种小分子有机物质。大多数维生素，作为辅酶和辅助组的

4、组成部分，参与体内物质的代谢。维生素通常分为脂溶性和水溶性两类。其中，脂溶性维生素可以直接参与体内代谢的调节，而水溶性维生素可以通过转化为辅酶来调节代谢。一些小分子有机化合物与酶蛋白结合，一起进行催化。这些分子被称为辅酶(或辅基)。辅酶是一种具有特殊化学结构和功能的化合物。涉及的主要酶促反应是氧化还原反应或基团转移反应。大多数辅酶前体主要是水溶性维生素B。许多维生素的生理功能与辅酶的作用密切相关。脂溶性维生素维生素维生素A、D、E和K都溶于脂类溶剂，但不溶于水。它们通常与食物中的脂肪一起存在。为了吸收它们，脂肪和胆汁酸是必需的。维生素A维生素A分为A1、A2，它们是不饱和一元醇。维生素A1也被

5、称为视黄醇，A2被称为去氢视黄醇。主要功能：维持健康的上皮组织和正常的视力，促进幼畜的正常生长。维生素D维生素D是一种甾醇化合物，主要包括D2、D3、D4和D5。其中，D2和D3的活性最高。维生素D的结构在生物体中，但D2和D3没有生物活性。它们在肝脏和肾脏中被羟基化形成1，25-二羟基维生素D.其中，1，25-二羟基维生素D3具有最强的生物活性。主要功能：调节钙磷代谢，维持血液中正常的钙磷浓度，促进骨骼的正常发育。维生素E维生素E，也称为生育酚，已在六种物种中发现，其中四种具有生理活性。主要功能：具有抗氧化功能，可作为食品添加剂，还能保护细胞膜的完整性；同时，它还具有抗不育的作用。维生素K有

6、三种：K1、K2和K3。其中K3是人工合成的。维生素K是2-甲基萘醌的衍生物。主要功能：促进肝脏中凝血酶原的合成和凝血。水溶性维生素B1和羧化辅酶维生素B1，也称为硫胺素，以焦磷酸硫胺素(TPP)的形式存在于体内。缺乏的症状包括多发性神经炎、皮肤麻木、心力衰竭、四肢无力和下肢水肿。硫胺素焦磷酸(TPP)是脱羧酶的辅酶，催化丙酮酸或酮戊二酸的氧化脱羧，因此也被称为羧化辅酶。维生素B2和黄素辅酶维生素B2，也称为核黄素，由核糖醇和6，7-二甲基异噁嗪组成。当缺乏时，组织呼吸减弱，代谢强度降低。主要症状是口腔炎症、舌炎、角膜炎和皮炎。16、FAD(黄素腺嘌呤二核苷酸)和FMN(黄素单核苷酸)是核黄素

7、(维生素B2)的衍生物。它们在脱氢酶催化的氧化还原反应中充当电子和质子的传递者。泛酸和辅酶a维生素B3，也称为泛酸，由-二羟基-二甲基丁酸和-丙氨酸分子缩合而成。辅酶a是生物代谢反应中乙酰化酶的辅酶，是一种含有泛酸的复合核苷酸。其重要的生理功能是转移酰基，是形成代谢中间产物的重要辅酶。维生素PP和辅酶及辅酶维生素PP包括烟酸和烟酰胺。它在体内主要以烟酰胺的形式存在，烟酸是烟酰胺的前体。烟酸、烟酰胺、维生素PP能维持神经组织的健康。当缺乏时，表现为神经营养障碍和皮炎。NAD(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸，也称为辅酶I)和NADP(烟酰胺腺嘌呤磷酸二核苷酸，也称为辅酶II)是维生素烟酰胺的衍生物，它们是许

8、多重要脱氢酶的辅酶。维生素B6和磷酸吡哆醛维生素B6包括吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺。维生素B6在体内通过磷酸化转化为相应的磷酸盐，磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺主要参与代谢。磷酸吡哆醛是氨基酸转氨、脱羧和外消旋化的辅酶。生物素是维生素B B7，是许多羧化酶的辅酶。生物素作为CO2的介质，在生物合成中转移和固定CO2。叶酸和叶酸辅酶维生素B11也被称为叶酸。作为辅酶，四氢叶酸是叶酸氢化的还原产物。四氢叶酸的主要功能是作为一个碳基团的载体参与各种生物合成过程，如-CH3，-CH2-，-CHO等。24、维生素B12和B12辅酶维生素B12又称钴胺素。维生素B12分子中与一氧化碳相连的氰基被5-脱氧腺苷取代，形成

9、维生素B12辅酶。维生素B12辅酶的主要功能是作为变位酶的辅酶，它催化底物分子中基团(主要是甲基)的易位反应。维生素C维生素C可以预防坏血病，所以也被称为抗坏血酸。参与体内氧化还原反应和羟基化反应。人体不能合成。硫辛酸硫辛酸是少数不属于维生素的辅酶之一。硫辛酸是6，8-二硫代酸，有两种形式：硫辛酸(氧化形式)和二氢硫辛酸(还原形式)。辅酶Q(CoQ)，也称为泛醌，广泛存在于动物和细菌的线粒体中。辅酶Q的活性部分是其醌环结构，其主要功能是作为线粒体呼吸链氧化还原酶的辅酶，在酶和底物分子之间传递电子。酶的结构和功能特征蛋白质的结构特征：一级、二级、三级和四级结构根据结构不同，酶可分为：单体酶：只有

10、一个三级结构的蛋白质。寡聚酶：由多个(两个以上)具有三级结构的亚单位聚合而成。多酶复合物：由几种功能相关的酶组成的复合物。30，与催化相关的结构特征(1)活性中心：酶分子中直接与底物结合并进行催化反应的空间限制(位点)。结合位点：酶分子中与底物结合的位点或区域通常称为结合位点。31岁，32，催化位点):酶分子中促进底物化学变化的位点称为催化位点。通常，酶的结合位点和催化位点被称为酶的活性位点或活性中心。结合位点决定酶的特异性，催化位点决定酶催化反应的性质。33岁，34，调节位点):酶分子中有一些位点可以在一定程度上与其他分子结合，从而引起酶分子空间构象的改变，并激活或抑制酶.35，(2)必需基

11、团：酶显示催化活性的不可缺少的基团。亲核基团：丝氨酸的羟基、半胱氨酸的巯基和组氨酸的咪唑基。酸碱基团：天冬氨酸和谷氨酸的羧基、赖氨酸的氨基、酪氨酸的酚羟基、组氨酸的咪唑基和半胱氨酸的巯基等。亲核基团、酸碱基团。酶原和酶原的激活：酶原：失活酶的前体。酶原激活：在一定条件下，酶原可以通过适当的物质转化为活性酶。将酶原转化为酶的过程称为酶原激活。本质：酶原的激活本质上是酶活性位点的形成或暴露过程。(4)同功酶：能催化同一化学反应的一类酶。活性中心相似或相同：它们催化相同的化学反应。不同的分子结构：理化性质和免疫学性质不同。3.酶的分类和命名。酶的分类氧化还原酶氧化还原酶催化氧化还原反应。主要包括脱氢

12、酶和氧化酶。例如，乳酸脱氢酶催化乳酸脱氢。转移酶转移酶催化基团转移反应，即一个底物分子的基团或原子转移到另一个底物分子。例如，转氨酶催化的转氨反应。水解酶水解酶水解酶水解酶催化底物的水解。主要包括淀粉酶、蛋白酶、核酸酶和脂肪酶。例如，脂肪酶催化的脂肪水解。40，(4)裂合酶裂合酶催化从底物分子中除去基团或原子以形成双键的反应及其逆反应。主要包括醛缩酶、水合酶和脱氨酶。例如，由富马酸水合酶催化的反应。异构酶异构酶催化各种异构体的相互转化，即底物分子中基团或原子的重排。例如，葡萄糖6-磷酸异构酶催化的反应。连接酶或合成酶合成酶，也称为连接酶，可以催化碳-碳、碳-氧、碳-氮和C-S键的形成。这种反应

13、必须与三磷酸腺苷分解反应相结合。例如，丙酮酸羧化酶催化的反应丙酮酸CO2草酰乙酸。43、核酸酶(催化核酸)核酶核酸酶是唯一的非蛋白酶。它是一种特殊的核糖核酸，能催化核糖核酸分子中磷酸键的水解及其逆反应。44，2。酶的命名，(1)习惯命名法：是根据其催化底物命名的；根据催化反应的性质命名；结合上述两个原则命名；有时，根据这些命名法，添加酶的来源或其他特性。国际系统命名系统名称包括底物名称、构型和反应性质，最后添加一个酶词。例如：习惯名称：谷氨酸丙酮酸-酮戊二酸转氨酶酶催化反应：谷氨酸丙酮酸-酮戊二酸丙氨酸，46，1。酶催化的本质：降低反应2的活化能。酶催化的中间产物(复合物)理论在酶催化反应中，

14、第一步是酶和底物形成酶-底物中间复合物。当底物分子在酶的作用下发生化学变化时，中间复合物分解成产物和酶。许多实验事实已经证明了E S复合体的存在。胚胎干细胞复合物的形成速率与酶和底物的性质有关。4。酶的作用机制，47，3。酶与底物结合形成中间复合物的模式(理论)锁和关键假设：认为整个酶分子的自然构象具有刚性结构，酶表面具有特定的形状。酶和底物的结合就像一把锁的钥匙。(2)诱导剂假说):)这一理论认为，酶的表面不具有与底物互补的固定形状，而只是由于底物的诱导而形成互补的形状。48、4。使酶有效催化的因素。(1)邻近取向效应：在酶促反应中，底物分子与酶的活性中心结合。另一方面，由于活性中心的三维结

15、构以及相关基团的诱导和定向，底物分子中参与反应的基团相互靠近且定向严格，使得酶促反应具有高效性和特异性的特点。(2)“张力”和“变形”:底物和酶的结合引起酶分子的构象变化，变化的酶分子使底物分子的敏感键产生“张力”甚至“变形”，从而促使酶底物的中间产物进入过渡状态。酸碱催化：酸碱催化可分为狭义酸碱催化和广义酸碱催化。涉及酶的酸碱催化反应通常是广义的酸碱催化反应。广义的酸碱催化是指通过用质子酸提供一些质子或用质子碱接受一些质子来降低反应活化能的过程。酶活性位点上的一些基团可以作为良好的质子供体或受体，用酸和碱催化底物。组氨酸残基的咪唑基是酶的酸碱催化中最活跃的催化官能团。共价催化：其中催化剂和底物形成具有高反应性的共价过渡产物，从而降低反应的活化能并提高反应速度的过程称为共价催化。酶中参与共价催化的基团主要有组氨酸的咪唑基、环硫烷基