生物化学6.ppt

1、第4章：酶、酶辅酶的酶促反应动力学、酶的结构与功能的关系、4.1酶-生物催化剂、酶的概念、酶的命名和分类、酶的概念、酶：一类由活细胞产生的具有催化功能的生物分子，因此也称之为生物催化剂。在酶的作用下，许多生化反应过程可以在温和的条件下进行(如室温、常压和水溶液)。酶促反应：酶催化的生化反应底物：物质、底物、产物、辅酶、酶的化学本质大多数酶是蛋白质。1930年，诺斯罗普等人获得了胃蛋白酶、胰蛋白酶和糜蛋白酶的结晶，并进一步证明了酶是蛋白质。1926年，美国的萨姆纳得到了尿素酶的晶体，并指出酶是蛋白质。20世纪80年代，人们发现一些核糖核酸具有催化活性，一些抗体也具有催化活性，甚至一些脱氧核糖核酸

2、也具有催化活性，这极大地冲击了酶是蛋白质的传统观念。1982年，T. Cech等人发现四膜虫的rRNA前体可以在完全没有蛋白质的情况下进行自我加工，并发现RNA具有催化活性。在1982年，第31卷，147-157页，他们命名这种酶为核酶，并获得了1989年的诺贝尔化学奖。Cuenoud等人在1995年发现一些DNA分子也具有催化活性。酶的命名法，习惯命名法，系统命名法，1。根据酶催化的反应类型和底物命名的习惯命名法，目前已对2000多种酶进行了分类和命名。例如，催化淀粉水解的酶叫淀粉酶，催化蛋白质水解的酶叫蛋白酶。习惯命名法简单易用，但缺乏系统性。2.系统命名法，(1961，国际生物化学会议酶

3、委员会)，系统命名法包括，底物名称，反应性质，参与反应时应同时列出两种底物，用冒号(:)隔开。丙氨酸：-酮戊二酸氨基转移酶、丙氨酸氨基转移酶、习惯名称、系统名称、丙氨酸-酮戊二酸、谷氨酸丙酮酸、酶分类、水解酶、淀粉酶、蛋白酶、核酸酶、脂肪酶、abh20aohbh、氧化还原酶(脱氢酶、氧化酶)、转移酶、裂解酶从底物上除去一个基团形成双键。实施例1:实施例2:异构酶催化异构体的相互转化，即底物分子中基团或原子的重排过程。例如：合成酶(连接酶)催化碳碳、碳氧、碳氮、C-S键、核酸酶等的形成反应。酶-生物催化剂与一般化学催化剂的共同之处在于，它能改变化学反应的速率，但不能改变化学反应的平衡。酶催化的本

4、质：它可以稳定底物形成的过渡态，降低反应的活化能，从而加速反应。酶催化的特点是：1 .高效率。温和的反应条件。选择性，反应特异性，底物特异性，结构特异性，手性特异性，几何特异性，1。高效率。酶是自然界中催化活性最高的一种催化剂。在没有催化剂的情况下，生命系统中的许多化学反应实际上很难进行。酶催化可使反应速率提高1061012倍，比普通化学催化剂至少高几倍。催化效率高，例如：2 H2O2 H2O2，1摩尔过氧化氢酶可以催化5106摩尔H2O 2的分解，1摩尔Fe3只能催化610-4摩尔H2O 2的分解，2。选择性，(1)反应特异性：酶只能选择性催化一种或一种同类型的化学反应。酶催化的反应几乎不产

5、生副反应。例如，蛋白酶可以选择性水解蛋白质或多肽中的特定肽键，而酶只能作用于具有相似结构和性质的某种或一类物质。结构特异性绝对特异性：酶的作用对象是特定的底物。例如，脲酶只能催化尿素水解，但对尿素类似物没有影响。相对特异性：酶作用于一类化合物或化学键。例如，糜蛋白酶可以选择性水解由含有芳香侧链的氨基酸残基形成的肽键。(2)底物特异性，(2)底物特异性：b .手性特异性：酶能与手性底物特异性结合并催化这类底物的反应。在实施例1中，胰蛋白酶只能水解由左旋氨基酸形成的肽键，而不能水解由右旋氨基酸形成的肽键。实施例2:淀粉酶只能水解由右旋葡萄糖形成的1，4-糖苷键，但不能影响由左旋葡萄糖形成的糖苷键。

6、(2)底物特异性：c .几何特异性只能选择性催化某种几何异构体底物的反应，而对另一种构型没有催化作用。例如，富马酸水合酶只能催化富马酸(即反丁烯二酸)水合生成苹果酸，但对马来酸(即顺丁烯二酸)没有影响。3.反应条件温和。酶促反应通常在水溶液中进行，溶液的酸碱度为58，反应温度为2040。由于反应条件温和，一些不希望的副反应可以尽可能减少。因为大多数酶是蛋白质，高温或其他苛刻的物理或化学条件会导致酶失活。简单蛋白酶：由单一蛋白质组成，与蛋白酶结合：除蛋白质分子外，还含有非蛋白质成分。4.2酶的非蛋白组分辅酶和金属离子、蛋白酶、全酶=酶蛋白的辅因子(辅酶或金属离子)，辅酶、辅酶的定义：一些小分子有

7、机化合物与酶蛋白结合并协同发挥催化作用，这种分子称为辅酶。辅酶的结构特征：大多数辅酶的前体是维生素，主要是水溶性维生素B。辅酶的功能是氧化还原性质或转移基团的能力。辅酶参与的反应主要是氧化还原反应或基团转移反应。功能：维生素既不是一种基础物质，也不是一种能量物质，含量低但功能大。大多数维生素以辅酶的形式参与生物体内的酶反应系统，并调节酶活性和代谢活性。2.结构：维生素都是小分子有机物质，没有结构上的相似性，如脂肪族、芳香族、杂环类和类固醇。由于它们的功能相似，它们不能自行合成，所以它们属于同一个范畴。重要的辅酶及其前体维生素泛酸钙(也称为烟酰胺烟酰胺)和泛酸钙是吡啶衍生物，吡啶-3-酰胺烟酰胺

8、，1。NAD(辅酶)和NADP(辅酶)，NAD和NADP是许多脱氢酶的辅酶，参与氢转移。泛酸钙是NAD和NADP的一种成分。泛酸钙、NAD(辅酶)烟酰胺腺嘌呤二核苷酸、NADP(辅酶)烟酰胺腺嘌呤磷酸二核苷酸、Ox型、Red型、NADH(还原型辅酶)、维生素B2(核黄素)、FMN和FAD是脱氢酶的辅酶，维生素B2是FMN和FAD的组分。2.FMN和FAD(黄素辅酶)、异吡咯嗪环、核糖醇基团、FMN-黄素单核苷酸、FAD和FMN具有与NAD相似的功能，并在脱氢酶催化的氧化还原反应中作为电子和质子转运体。FAD-黄素腺嘌呤二核苷酸、FAD和FMN通常通过共价键与酶分子相连，因此这些辅酶通常被称为辅

9、助基团。维生素B3(泛酸)，3。辅酶A(CoA)，CoA是生物体中转酰酶的辅酶(主要作为转乙酰酶的辅酶)，并参与转酰作用。维生素B3是辅酶a的一个组成部分。硫胺素焦磷酸酯TPP是脱羧酶的辅酶，其前体是维生素B1、硫胺素焦磷酸酯TPP、硫胺素)、5辅酶Q(CoQ)、泛醌，n=610，微生物n=6，动物组织n=10。功能：作为线粒体呼吸链氧化还原酶的辅酶，在酶与底物异戊烯、非维生素的辅酶之间传递氢或电子，其在酶促反应中的作用特点，辅酶在催化反应中直接参与反应。例如，辅酶NAD在催化脱氢过程中通过自身的氧化还原反应转移电子和质子。辅酶的种类并不多，每一种都有一种特殊的功能，专门催化某种反应。同一个辅

10、酶可以与许多不同的酶蛋白结合形成不同的全酶。辅酶决定酶催化的类型(反应特异性)。酶蛋白决定底物催化的类型(底物特异性)，酶分子中的金属离子，三分之一的酶需要金属作为辅助成分。1.决定酶促反应特异性的部分有：(一)酶蛋白乙、底物丙、辅酶或辅基丁、催化基团二。什么是全酶？(甲)酶乙的辅因子以外的部分，酶丙的无活性前体，酶-抑制剂复合物丁，一种需要辅因子的酶，它具有酶蛋白和辅因子的各种成分。下列关于酶特性的陈述中，哪一项是错误的？()甲、催化效率高乙、特异性强丙、反应条件温和丁、所有辅因子均参与催化反应4。具有生物催化特性的核酶的化学本质是(甲)，蛋白乙，核糖核酸丙，脱氧核糖核酸丁，糖蛋白5。在酶促反应中，NAD被转移到氨基、氢原子、氧原子和