[理學(xué)]第六章酶(已修改)
2024-12-20 01:14 本頁面
【正文】 第六章 酶 第一節(jié) 酶的概述 （一）酶的 概念 6CO2+6H2O+能量 C6H12O6+6O2↑ 植物 動(dòng)物 N2+3H2 500℃ ,300大氣壓 Fe 2NH3 N2 + 3H2 2NH3 某些微生物 酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生的一類具有催化功能的生物大分子物質(zhì)， 有稱生物催化劑 酶催化的生物化學(xué)反應(yīng)，稱為酶促反應(yīng)。 在酶的催化下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)稱為底物，反應(yīng)后生成的物質(zhì)成為產(chǎn)物 酶分胞內(nèi)酶、胞外酶。 二、酶的催化特點(diǎn) 酶與一般催化劑的共同點(diǎn) （ 1）用量少而催化效率高 （ 2）能加快化學(xué)反應(yīng)的速度，但不改變平衡點(diǎn)，反 應(yīng)前后本身不發(fā)生變化 如 CO2+H2O H2CO3 （ 3）降低反應(yīng)所需的活化能 例 2H2O2→2H2O+O2 反 應(yīng) 活化能 非催化反應(yīng) 鈀催化反應(yīng) H2O2酶催化 酶作為生物催化劑的特殊點(diǎn) 高的催化效率 以摩爾為單位進(jìn)行比較，酶的催化效率比化學(xué)催化劑高 107～ 1013倍，比非催化反應(yīng)高 108～ 1020倍。 例 2H2O2→2H2O+O2 1mole H2O2酶 能催化 5 106mole H2O2的分解 1mole Fe3+ 只能催化 6 104mole H2O2的分解 高度的專一性 一種酶只能作用于某一類或某一種特定物質(zhì)這就是酶的專一性 可分為： 絕對(duì)專一性：有些酶只作用于一種底物，催化一個(gè)反應(yīng)，而不作用于任何其它物質(zhì)。 相對(duì)專一性：這類酶對(duì)結(jié)構(gòu)相近的一類底物都有作用。包括鍵的專一性和基團(tuán)的專一性。 立體異構(gòu)專一性：這類酶只對(duì)底物的某一種構(gòu)型起作用，而不催化其他異構(gòu)體。包括旋光異構(gòu)專一性和幾何異構(gòu)專一性。 酶反應(yīng)條件溫和： 反應(yīng)條件： 室溫、常壓、溫和的 PH。酶是蛋白質(zhì)，酶促反應(yīng)要求一定的 pH、溫度等溫和的條件。凡是超出這些范圍酶就會(huì)喪失活性。 酶易失活： 在劇烈條件反而使酶失活，如強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、有機(jī)溶劑、重金屬鹽、高溫、紫外線、劇烈震蕩等 任何使蛋白質(zhì)變性的理化因素 都可能使酶變性而失去其催化活性。 酶活性的可調(diào)節(jié)性： 酶是生物體的組成成份，和體內(nèi)其他物質(zhì)一樣，不斷在體內(nèi)新陳代謝，酶的催化活性也受多方面的調(diào)控。 例如，酶的生物合成的誘導(dǎo)和阻遏、酶的化學(xué)修飾、抑制物的調(diào)節(jié)作用、代謝物對(duì)酶的反饋調(diào)節(jié)、酶的別構(gòu)調(diào)節(jié)以及神經(jīng)體液因素的調(diào)節(jié)等，這些調(diào)控保證酶在體內(nèi)新陳代謝中發(fā)揮其恰如其分的催化作用，使生命活動(dòng)中的種種化學(xué)反應(yīng)都能夠有條不紊、協(xié)調(diào)一致地進(jìn)行。有胞內(nèi)酶和胞外酶之分，也有單體酶和多酶復(fù)合體之分 三、酶的化學(xué)本質(zhì)與組成 1．大多數(shù)酶是蛋白質(zhì) . 1926年美國(guó) Sumner 脲酶的結(jié)晶，并指出酶是蛋白質(zhì) 1930年 Northrop等得到了胃蛋白酶、胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶的結(jié)晶，并進(jìn)一步證明了酶是蛋白質(zhì)。 酶的化學(xué)本質(zhì) 2． 少數(shù)酶是 RNA. 1982年美國(guó) T. Cech等人發(fā)現(xiàn)四膜蟲的rRNA前體能在完全沒有蛋白質(zhì)的情況下進(jìn)行自我加工，發(fā)現(xiàn) RNA有催化活性 Thomas Cech University of Colorado at Boulder, USA 據(jù)酶分子組成分類 據(jù)酶蛋白特征分類 單純蛋白質(zhì)酶 結(jié)合 蛋白質(zhì)酶 （全酶） 酶蛋白 輔助因子 輔酶 輔基 金屬離子 單體酶 寡聚酶 多酶復(fù)合體系 （二）酶的化學(xué)組成 輔助因子的分類 根據(jù)與酶蛋白結(jié)合的緊密程度分： ? 輔酶：與酶蛋白結(jié)合疏松 (不形成共價(jià)鍵 ) ? 輔基 :與酶蛋白結(jié)合緊密 (以共價(jià)鍵相連 ) ? 輔酶與輔基無嚴(yán)格區(qū)別。 ? 輔助因子直接作為電子、原子或某些化學(xué)基團(tuán)的載體傳遞作用，參與反應(yīng)并促進(jìn)整個(gè)催化過程。 ? 酶蛋白決定酶反應(yīng)的 專一性和高效性， 輔助因子 決定酶反應(yīng)的類型 根據(jù)酶蛋白分子的特點(diǎn)將酶分成三類 1．單體酶（由一條肽鏈組成） 2．寡聚酶（ 由兩個(gè)或兩個(gè)以上相同或不相 同亞基結(jié)合組成的酶 ） 3．多酶復(fù)合物（由幾種酶依靠非共價(jià)鍵彼此 嵌合而成。） 第二節(jié)、酶的命名和分類 1961年國(guó)際酶學(xué)委員會(huì)提出的酶的命名和分類方法。 一、酶的分類 1．氧化還原酶類（ oxidoreductases） 催化氧化還原反應(yīng)的酶，包括氧化酶類、脫氫酶類、過氧化氫酶、過氧化物酶等。 （ 1）脫氫酶類：直接催化底物脫氫 A2H + B A + B2H 例：乳酸脫氫酶（ EC ， L乳酸： NAD+氧化還原酶） 乳酸 丙酮酸 C O O HC HC H 3H O + N A D +C O O HC OC H 3+ N A D H + H +乳 酸 脫 氫 酶（ 2）氧化酶類：催化底物脫氫，并氧化生成H2O a : AH2+O2 A+H2O 輔基是 FAD、 FMN b: AH2 +O A+H2O 鄰苯二酚氧化酶（ EC ，鄰苯二酚：氧氧化酶） 鄰苯二酚 鄰苯醌 C:例： O HO H+ O 2鄰 苯 二 酚 氧 化 酶OO2 + 2 H 2 O22．轉(zhuǎn)移酶類（ transferases） 催化基團(tuán)的轉(zhuǎn)移 A R + B B RA +例：谷丙轉(zhuǎn)氨酶（ GPT）（ EC ， L丙氨酸： α— 酮戊二酸氨基轉(zhuǎn)移酶 ） 3．水解酶類（ hydrolases） AB + H2O AH + BOH 4．裂合酶類（ lyases） 從底物移去一個(gè)基團(tuán)而形成雙鍵或逆反應(yīng) AB A + B 例 1： 例 2： 5．異構(gòu)酶類（ isomerase） 催化異構(gòu)化反應(yīng) 例： A B6．連接酶類（ li
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