【正文】 第二章 酶 (Enzyme) 酶 是一類由活性細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用和高度專一性的特殊 蛋白質(zhì) 。簡單說，酶是一類由活性細(xì)胞產(chǎn)生的 生物催化劑 。 一、酶的概念 (1) 酶和一般催化劑的 共性 ： ? 加快反應(yīng)速度； ? 不改變平衡常數(shù)； ? 自身不參與反應(yīng)。 (2) 酶催化作用 特性 ： ? 條件溫和 ：常溫、常壓、 pH=7； ? 高效率 ：反應(yīng)速度與不加催化劑相比可提高 108～ 1020，與加普通催化劑相比可提高 107～ 1013； ? 專一性 ：即酶只能對特定的一種或一類底物起作用，這種專一性是由酶蛋白的立體結(jié)構(gòu)所決定的?？煞譃椋? 絕對專一性：有些酶只作用于一種底物，催化一個反應(yīng)， 而不作用于任何其它物質(zhì)。 相對專一性：這類酶對結(jié)構(gòu)相近的一類底物都有作用。包括鍵專一性和簇（基團）專一性。 立體異構(gòu)專一性：這類酶不能辨別底物不同的立體異構(gòu)體，只對其中的某一種構(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。 ? 易變敏感性 ：易受各種因素的影響，在活細(xì)胞內(nèi)受到精密嚴(yán)格的調(diào)節(jié)控制。 二、酶的化學(xué)本質(zhì)及結(jié)構(gòu)功能特點 (1)酶是蛋白質(zhì) : 1926年 ,James Summer由刀豆制出脲酶結(jié)晶確立酶是蛋白質(zhì)的觀念，其具有蛋白質(zhì)的一切性質(zhì)。 (2)核酶的發(fā)現(xiàn)： 1981～ 1982年， Thomas RNA—Ribozyme。 L19 RNA和核糖核酸酶 P的 RNA組分具有酶活性是兩個最著名的例子。 1955年，發(fā)現(xiàn) DNA的催化活性。 (3)抗體酶（ abzyme）： 1986年， Richard Lerrur和 Peter Schaltz運用單克隆抗體技術(shù)制備了具有酶活性的抗體（ catalytic antibody）。 酶 單成份酶 ：脲酶、蛋白酶、淀粉酶、核糖核酸酶等。 雙成份酶 酶蛋白 輔因子 （ 簡單蛋白質(zhì) ） （結(jié)合蛋白質(zhì)） （ apoenzyme） （ cofacter) 輔酶 （ coenzyme) 輔基 (prosthetic group) 全酶 (holoenzyme） = 酶蛋白 + 輔因子 ? 酶的輔因子是酶的對熱穩(wěn)定的非蛋白小分子物質(zhì)部分，其主要作用是作為電子、原子或某些基團的載體參與反應(yīng)并促進整個催化過程。 (1)傳遞電子體： 如 卟啉鐵 、 鐵硫簇 ； (2)傳遞氫（遞氫體）： 如 FMN/FAD、 NAD/NADP、 C0Q、硫辛酸 ； (3)傳遞?；w： 如 C0A、 TPP、 硫辛酸 ； (4)傳遞一碳基團： 如 四氫葉酸 ； (5)傳遞磷酸基： 如 ATP， GTP； (6)其它作用： 轉(zhuǎn)氨基，如 VB6 ； 傳遞 CO2，如 生物素 。 ?維生素和輔酶 ? 維生素是機體維持正常生命活動所 必不可少 的一類小分子有機物質(zhì)。 ? 多數(shù)維生素維生素作為輔酶和輔基的組成成分，參與體內(nèi)的物質(zhì)代謝。 ? 維生素一般習(xí)慣分為 脂溶性 和 水溶性 兩大類。其中脂溶性維生素在體內(nèi)可直接參與代謝的調(diào)節(jié)作用，而水溶性維生素是通過轉(zhuǎn)變成輔酶對代謝起調(diào)節(jié)作用。 ? 某些小分子有機化合物與酶蛋白結(jié)合在一起并協(xié)同實施催化作用 ， 這類分子被稱為 輔酶 （ 或輔基 ） 。 ? 輔酶是一類具有特殊化學(xué)結(jié)構(gòu)和功能的化合物 。 參與的酶促反應(yīng)主要為 氧化 還原反應(yīng)或基團轉(zhuǎn)移反應(yīng) 。 ? 大多數(shù)輔酶的 前體 主要是水溶性 B 族維生素。許多維生素的生理功能與輔酶的作用密切相關(guān)。 I. 脂溶性維生素 ? 維生素 A,D,E,K均溶于脂類溶劑，不溶于水，在食物中通常與脂肪一起存在，吸收它們，需要脂肪和膽汁酸。 ① 維生素 A ? 維生素 A分 A1, A2兩種，是不飽和一元醇類。維生素 A1又稱為視黃醇， A2稱為脫氫視黃醇。 ? 主要功能：維持上皮組織健康及正常視覺，促進年幼動物的正常生長。 C H 2 O HC H 2 O HA 1A 2② 維生素 D ? 維生素 D是固醇類化合物，主要有 D2,D3, D4, D5。其中D2,D3活性最高。 麥角固醇7 脫氫膽固醇22 雙氫麥角固醇7 脫氫谷固醇維生素 D2維生素 D3維生素 D4維生素 D5? 維生素 D的結(jié)構(gòu) ? 在生物體內(nèi)， D2和 D3本身不具有生物活性。它們在肝臟和腎臟中進行羥化后，形成 1， 25二羥基維生素 D。其中 1，25二羥基維生素 D3是生物活性最強的。 ? 主要功能：調(diào)節(jié)鈣、磷代謝，維持血液中鈣、磷濃度正常，促使骨骼正常發(fā)育。 H OR③ 維生素 E ? 維生素 E又叫做生育酚，目前發(fā)現(xiàn)的有 6種，其中 ?， ?， ?，?四種有生理活性。 ? 主要功能：具有抗氧化劑的功能，可作為食品添加劑使用，還可保護細(xì)胞膜的完整性；同時還有抗不育的作用。 OH OR 2R 1R 3④ 維生素 K ? 維生素 K有 3種： K1,K2,K3。其中 K3是人工合成的。維生素 K是 2甲基萘醌的衍生物。 ? 主要功能：促進肝臟合成凝血酶原，促進血液的凝固。 OOOOC H 2 [ C H C ( C H 3 ) C H 2 C H 2 ] 5 C H C ( C H 3 ) 2II. 水溶性維生素 ① 維生素 B1和羧化輔酶 ? 維生素 B1又稱硫胺素，在體內(nèi) 以焦磷酸硫胺素 (TPP)形式存在。缺乏時表現(xiàn)出多發(fā)性神經(jīng)炎、皮膚麻木、心力衰竭、四肢無力、下肢水腫 。 C lN+SC H 3C H 2 C H 2 O HNNN H 2H 3 CC H 2? 焦磷酸硫胺素 (TPP)是脫羧酶的輔酶，催化丙酮酸或 α–酮戊二酸的氧化脫羧反應(yīng)，所以又稱為羧化輔酶。 NNN H 2H 3 CC H 2 N+SC H 3C H 2 C H 2 O P OOPO HO HOO HC l② 維生素 B2和黃素輔酶 ? 維生素 B2又稱核黃素 ， 由核糖醇和 6， 7二甲基異咯嗪兩部分組成 。 ? 缺乏時組織呼吸減弱 ， 代謝強度降低 。 主要癥狀為口腔發(fā)炎 ， 舌炎 、 角膜炎 、 皮炎等 。 NCCN HNNOOC H 2 C H C H C H C H 2 O P O HO H O H O H OO HC H 3C H 3? FAD(黃素 腺嘌呤二核苷酸 )和 FMN(黃素單核苷酸 )是核黃素 (維生素 B2)的衍生物 。 它們在脫氫酶催化的氧化 還原反應(yīng)中 ， 起著電子和質(zhì)子的傳遞體作用 。 C H 3C H 3NCCN HNNOOC H 2 C H C H C H C H 2 O P OO H O H O H OO HOC H 2O H O HNNN H 2NNF M N F A D③ 泛酸和輔酶 A（ CoA） ? 維生素 B3又稱泛酸 ， 是由 ?,?二羥基 ??二甲基丁酸和一分子 ?丙氨酸縮合而成 。 C H 2 CC H 3C H 3C HO HCON H C H 2 C H 2 CO HC O O HO? 輔酶 A