【正文】 第六章 酶 第六章 酶 第一節(jié) 酶是生物催化劑 一、酶特點：①酶的主要成分是蛋白質，極易受外界條件的影響，所以酶作用一般都要求比較溫和的條件，如常溫、常壓、接近中性的酸堿度。②酶的催化效應非常高，酶促反應比相應的非酶促反應要快 106~1012倍，如存在于血液中的碳酸酐酶，其催化效率是每個酶分子在一秒鐘內可以使 105個二氧化碳分子發(fā)生水合反應生成碳酸，比非酶促反應要快 107倍。③酶具有高度的專一性，即酶對催化的反應和所作用的物質有嚴格的選擇性。一種酶往往只能催化一種或一類化學反應，作用于某一類或某一種特定的物質。酶作用的專一性是酶最重要的特點之一，也是和一般化學催化劑最主要的區(qū)別。④酶的催化活性是受到調節(jié)和控制的。它的調控方式很多，包括變構調節(jié)、抑制劑調節(jié)、共價修飾調節(jié)、酶原激活及激素控制等。⑤酶可催化某些特異的化學反應，體內某些物質的合成只能由酶促反應完成。 （一）酶促反應具有極高的效率 二、酶促反應的特點 ?酶的催化效率通常比非催化反應高 108～ 1020倍，比一般催化劑高 107～ 1013倍。 ?酶的催化不需要較高的反應溫度。 ?酶和一般催化劑加速反應的機理都是降低反應的活化能 (activation energy)。酶比一般催化劑更有效地降低反應的活化能。 一種酶僅作用于一種或一類化合物 ， 或一定的化學鍵 ， 催化一定的化學反應并生成一定的產物 。 酶的這種特性稱為酶的特異性或專一性 。 ? 酶的特異性 (specificity) （二）酶促反應具有高度的特異性 ? 根據酶對其底物結構選擇的嚴格程度不同，酶的特異性可大致分為以下 3種類型： ? 絕對特異性 (absolute specificity)：只能作用于特定結構的底物，進行一種專一的反應，生成一種特定結構的產物 。 ? 相對特異性 (relative specificity)：作用于一類化合物或一種化學鍵。 ? 立體結構特異性 (stereospecificity)：作用于立體異構體中的一種。 （三）酶促反應的可調節(jié)性 酶促反應受多種因素的調控，以適應機體對不斷變化的內外環(huán)境和生命活動的需要。 第三 節(jié) 酶的命名與分類 The Naming and Classification of Enzyme （一）酶可根據其催化的反應類型予以分類 1. 氧化還原酶類 (oxidoreductases) 2. 轉移酶類 (transferases ) 3. 水解酶類 (hydrolases) 4. 裂解酶類 (lyases) 5. 異構酶類 (isomerases) 6. 合成酶類 (synthetases, ligases) ? 根據酶反應的類型，酶可分為六大類，其排序如下 : （二）每一種酶均有其系統(tǒng)名稱和推薦名稱 ? 系統(tǒng)名稱 (systematic name) ? 推薦名稱 (remended name) 酶的分類 催化的化學反應舉 例 系統(tǒng)名稱 EC編號 推薦名稱 氧化還原酶類 乙醛 + NADH + H+ 乙醇： NAD+ 氧化還原酶 EC 乙醇脫氫酶 轉移酶類 草酰乙酸 +L谷氨酸 L天冬氨酸： ?酮戊二酸 氨基轉移酶 EC 天冬氨酸轉 氨酶 水解酶類 D葡萄糖 + H3PO4 D葡糖 6磷酸水解酶 EC 葡糖 6磷酸酶 裂解酶類 磷酸二羥丙酮 + 醛 酮糖 1磷酸裂解酶 EC 醛縮酶 異構酶類 D果糖 6磷酸 D葡糖 6磷酸 酮 醇異構酶 EC 磷酸果糖異 構酶 連接酶類 L谷氨酰胺 + ADP + 磷酸 L谷氨酸：氨連接酶 EC 谷氨酰胺合 成酶 一些酶的分類與命名 第二節(jié) 酶的化學本質與結構 一、酶的化學本質與分子組成 蛋白質部分：酶蛋白 (apoenzyme) 輔助因子 (cofactor) 金屬離子小分子有機化合物 全酶 (holoenzyme) ? 結合酶 (conjugated enzyme) ? 單純酶 (simple enzyme) 二、酶蛋白的結構 酶分子中氨基酸殘基側鏈的化學基團中，一些與酶活性密切相關的化學基團。 ? 必需基團 (essential group) 必 需 基 團活 性 中 心 或 活 性 部 位活 性 中 心 外 的 必 需 基 團底 物 結 合 部 位催 化 部 位指必需基團在空間結構上彼此靠近，組成具有特定空間結構的區(qū)域，能與底物特異結合并將底物轉化為產物。 ? 酶的活性中心 (active center) ? 活性中心內的必需基團 結合基團 (binding group) 與底物相結合 催化基團 (catalytic group) 催化底物轉變成產物 位于活性中心以外，維持酶活性中心應有的空間構象和（或）作為調節(jié)劑的結合部位所必需。 ? 活性中心外的必需基團 底 物 活性中心以外的必需基團 結合基團 催化基團 活性中心 ? 溶菌酶的活性中心 ? 溶菌酶的活性中心是一裂隙 ， 可以容納肽多糖的 6個單糖基 （ A，B， C， D， E， F） ，并與之形成氫鍵和van derwaals力 。 ? 催化基團是 35位 Glu，52位 Asp； ? 101位 Asp和 108位 Trp是結合基團 。 ?金屬酶 (metalloenzyme) 金屬離子與酶結合緊密，提取過程中不易丟失。 ?金屬激活酶 (metalactivated enzyme) 金屬離子為酶的活性所必需，但與酶的結合不甚緊密。 （一）金屬離子是最多見的輔助因子 三、酶的輔助因子與功能 ?金屬 離子的作用： 參與催化反應，傳遞電子； 在酶與底物間起橋梁作用； 穩(wěn)定酶的構象； 中和陰離子，降低反應中的靜電斥力等。 （二）小分子有機化合物是一些化學穩(wěn)定的小分子物質，稱為輔酶 (coenzyme)。 ?其主要作用是參與酶的催化過程，在反應中傳遞電子、質子或一些基團。 ?輔酶的種類不多，且分子結構中常含有維生素或維生素類物質。 轉移的基團 小分子有機化合物（輔酶或輔基） 名 稱 所含的維生素 氫原子（質子） NAD＋ （尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸，輔酶 I 尼克酰胺（維生素 PP）之一 NADP＋ （尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸，輔酶 II 尼克酰胺（維生素 PP）之