酶工程緒論ppt課件(編輯修改稿)
2025-05-10 22:59 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ? 精細化工品或醫(yī)藥合成技術的放大 ? 輔因子再生 ? 生物催化劑的修飾 ? 生物催化劑的固定化 退出 生物催化劑高效生產(chǎn)與 催化功能研究 ? 強化微生物細胞培養(yǎng)與發(fā)酵的調(diào)控措施，研究酶的誘導策略 ? 實現(xiàn)生物催化劑的自主和規(guī)模生產(chǎn) ? 分析生物催化劑所催化的特定基團 開辟全新的生物催化反應 退出 酶的基本特性 酶的活性中心 (active center) 又稱活性部位 (active site)，具有特定空間結(jié)構的區(qū)域，能與底物特異結(jié)合并將底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物。 退出 （一） 酶促反應具有極高的效率 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 。 2H2O2 2H2O + O2 1mol過氧化氫酶 5 106molH2O2 1mol離子鐵 6 104molH2O2 退出 活化能：底物分子從初態(tài)轉(zhuǎn)變到活化態(tài)所需的能量。 退出 根據(jù)酶對其底物結(jié)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(jié)構的底物，進行一種專一的反應，生成一種特定結(jié)構的產(chǎn)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(jié)構特異性 (stereo specificity)： 作用于立體異構體中的一種。 退出 酶作用的專一性 結(jié)構專一性 立體異構專一性 族（基團）專一性 絕對專一性 退出 族專一性：可作用于一類或一些結(jié)構很相似的底物。 RCOO +R OH + H+ ′酯酶 ： R— C— O— R′ + H2O O O CH2OH OH OH OH 1 5 α葡萄糖苷酶 O R +H2O O CH2OH OH OH OH OH 1 5 + ROH 絕對專一性：只能作用于某一底物。 脲酶 ： H2N— C— NH2 + H2O O 2NH3 + CO2 退出 （三） 酶促反應的條件溫和 近中性、常溫、常壓、含水 退出 （一）底物濃度的影響 影響酶催化作用的因素 Ｖ Vmax[S] Km + [S] ＝ ── [S]： 底物濃度 V： 不同 [S]時的反應速度 Vmax： 最大反應速度 (maximum velocity) Ｋ m： 米氏常數(shù) (Michaelis constant) [S] V Vmax 退出 （二）酶濃度對反應速度的影響 ? 當 [S]＞＞ [E]， 酶可被底物飽和的情況下 ，反應速度與酶濃度成正比 。 ? 關系式為： V = K3 [E] 0 V [E] 當 [S][E]時， Vmax = k3 [E] 酶濃度對反應速度的影響 退出 ?雙重影響 溫度升高 ， 酶促反應速度升高；由于酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì) ，溫度升高 ， 可引起酶的變性 ， 從而反應速度降低 。 （三）溫度對反應速度的影響 ?最適溫度 (optimum temperature)： 酶促反應速度最快時的環(huán)境溫度。 * 低溫的應用 酶 活 性 0 10 20 30 40 50 60 溫度 186。C 溫度對淀粉酶活性的影響 退出 （四） pH對反應速度的影響 ?最適 pH (optimum pH)： 酶催化活性最大時的環(huán)境 pH。 0 酶 活 性 pH pH對某些酶活性的影響 胃蛋白酶 淀粉酶 膽堿酯酶 2 4 6 8 10 退出 pH對酶作用的影響機制 ： 、過堿使酶變性失活； ； 。 退出 （五）抑制劑的影響 ? 酶的抑制劑 (inhibitor) 凡能使酶的催化活性下降而不引起酶蛋白變性的物質(zhì)稱為酶的抑制劑。 ? 區(qū)別于酶的變性 ? 抑制劑對酶有一定選擇性 ? 引起變性的因素對酶沒有選擇性 退出 ? 抑制作用的類型 不可逆性抑制 (irreversible inhibition) 可逆性抑制 (reversible inhibition)： 競爭性抑制 (petitive inhibition) 非競爭性抑制 (nonpetitive inhibition) 反競爭性抑制 (unpetitive inhibition) 退出 (一 ) 不可逆性抑制作用 * 概念 抑制劑通常以共價鍵與酶活性中心的必需基團相結(jié)合 ， 使酶失活 。 * 舉例 有機磷化合物 ?? 羥基酶 解毒 解磷定 (PAM) 重金屬離子及砷化合物 ?? 巰基酶 解毒 二巰基丙醇 (BAL) 退出 （二） 可逆性抑制作用 * 概念 抑制劑通常以非共價鍵與酶或酶 底物復合物可逆性結(jié)合 ， 使酶的活性降低或喪失；抑制劑可用透析 、超濾等方法除去 。 競爭性抑制 非競爭性抑制 反競爭性抑制 * 類型 退出 + + + E E S I ES EI E P １ . 競爭性抑制作用 + I EI E + S E + P ES 反應模式 退出 * 舉例 ? 丙二酸 與琥珀酸競爭琥珀酸脫氫酶 COOH CH2 CH2COOH COOH COOH CH 2 丙二酸琥珀酸 琥珀酸脫氫酶 FAD FADH2 延胡索酸 退出 ? 磺胺類藥物的抑菌機制 與 對氨基苯甲酸 競爭 二氫葉酸合成酶 二氫蝶呤啶 ＋ 對氨基苯甲酸 ＋ 谷氨酸 二氫葉酸 合成酶 二氫葉酸 CO O H H 2 N SO 2 NHR H 2 N 磺 胺 類 藥 物退出 2. 非競爭性抑制 * 反應模式 E+S ES E+P + S － S + S － S + ESI EI E ES E P + I EI+S EIS + I 退出 ３ . 反競爭性抑制 * 反應模式 E+S E+P ES + I ESI
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