【正文】 的有關基團的酶量表示）。因為底物濃度降低、酶部分失活產(chǎn)物抑制和逆反應等因素，會使反應速度隨反應時間的延長而下降。 酶量 — 酶活力一反應速度 酶促反應速度的表示方法：單 位時間、單位體積中底物的減少量或產(chǎn)物的增加量。 一、 酶的量度 酶的含量不能直接用重量和摩爾數(shù)表示（不純、失活、分子量不知），而采用酶的活力單位表示 酶活力與酶促反應速度 酶活力：用在一定條件下，酶催化某一反應的反應速度表示。 因此，在討論一個具體的酶時，應對它的來源與名稱一并加以說明。 酶的物種和組織的差異 來自不同物種或同一物種不同組織或不同 細胞器的同一種酶，雖然它們催化同一個生化反應，但它們的一級結構可能不相同，有時反應機制也可能不同，可是無論是酶的系統(tǒng)命名法還是習慣命名法，對這些均不加以區(qū)別，而定為相同的名稱，這是因為命名酶的根據(jù)是酶所催化的反應。 P241 表 48 酶的國際分類 —— 大類和亞類 舉例：乙醇脫氫酶的分類編號是 ，乳酸脫氫酶 ， 蘋果酸脫氫酶 第一個數(shù)字表示大類： 氧化還原 第二個數(shù)字表示反應基團：醇基 第三個數(shù)字表示電子受體： NAD+或 NADP+ 第四個數(shù)字表示此酶底物：乙醇，乳酸，蘋果酸。 亮氨酸氨基肽水解酶（ ）， 習慣名： Ile 氨肽酶。 2H+B=A+B第一個數(shù)字表示大類，第二個數(shù)字表示亞類，第三個表示亞 亞類，第四個數(shù)字表示在亞 亞中的編號。 每一個酶的編號由 4 個數(shù)字組成，中間以“ 如：草酸氧化酶（習慣名），系統(tǒng)名稱： 草酸：氧氧化酶 又如：谷丙轉氨酶（習慣名），系統(tǒng)名： 丙氨酸：α 酮戊二酸氨基轉移酶 反應：丙氨酸 +α 酮戊二酸→ Glu+丙酮酸 三、 國際系統(tǒng)分類法及編號（ EC 編號） 原則：將所有酶促反應按性質分為六類，分別用 6 表示 。 4. 有時加上酶的來源 如：胃蛋白酶、牛胰凝乳蛋白酶 習慣命名較簡單，但缺乏系統(tǒng)性。催化淀粉水解的酶稱淀粉酶。 五、 酶 在細胞中的分布 一個細胞內(nèi)含有上千種酶，互相有關的酶往往組成一個酶體系，分布于特定的細胞組分中，因此某些調(diào)節(jié)因子可以比較特異地影響某細胞組分中的酶活性，而不使其它組分中的酶受影響。 例如：大腸桿菌丙酮酸脫氫酶復合體由三種酶組成 ①丙酮酸脫氫酶（ E1） 以二聚體存在 2 9600 ②二氫硫辛酸轉乙?；福?E2） 70000 ③二氫硫辛酸脫氫酶（ E3） 以二聚體存在 2 56000 復合體： 12 個 E1二聚體 24 96000 24 個 E2單體 24 70000 6 個 E3二聚體 12 56000 總分子量 560 萬 多酶融合體 一條多肽鏈上含有兩種或兩種以上催化活性的酶，這往往是基因融合的產(chǎn)物。 多酶復合體 由兩個或兩個以上的酶，靠非共價鍵結合而成，其中每一個酶催化一個反應，所有反應依次進行，構成一個代謝途徑或代謝途徑的一部分。 ①含相同亞基的寡聚酶 蘋果脫胱氫酶（鼠肝）， 2 個相同的亞基 ②含不同亞基的寡聚酶 琥珀酸脫氫酶（牛心），αβ 2 個亞基 寡聚酶中亞基的聚合，有的與酶的專一性有關，有的與酶活性中心形成有關，有的與酶的調(diào)節(jié)性能有關。 ribozyme 種類： ①自我剪接 ribozyme ②自我剪切 ribozyme ③催化分子間反應 ribozyme 后邊細講 四、 按酶蛋白的亞基組成及結構特點分類 單體酶 由一條或多條共價相連的肽鏈組成的酶分子 ４ 牛胰 RNase 單鏈 雞卵清溶菌酶 單鏈 胰凝乳蛋白酶 三條肽鏈 單體酶種類較少，一般多催化水解反應。 （二） ribozyme 核酶（具有催化功能的 RNA） 1980 以前，已知所有的生物催化劑，其化學本質都是蛋白質。比如， NAD+可與 多種酶蛋白結合，構成專一性強的乳酸脫氫酶、醇脫氫酶、蘋果酸脫氫酶、異檸檬酸脫氫酶。 酶 輔助因子 CuZnSOD Cu2+ Zn2+ MnSOD Mn2+ 過氧化物酶 Fe2+或 Fe3+ II 型限制性核酸內(nèi)切酶 Mg2+ 羧肽酶 Zn2+ P235 表 41 一些酶的輔助因子（金屬離子） P237 表 42 基團反應中的輔酶和輔基。 輔酶：與酶蛋白結合較松，可透析除去。 酶的蛋白質組成 有些酶僅由蛋白質組成，例如，脲酶、溶菌酶、淀粉酶、脂肪酶、核糖核 酸酶等 ３ 有些酶不僅含有蛋白質（酶蛋白），還含有非蛋白質成分（輔助因子），只有酶蛋白與輔助因子結合形成復合物（全酶）才表現(xiàn)出酶活性，如超氧化物歧化酶 Cu2+、 Zn2+）、乳酸脫氫酶（ NAD+） 酶的專一性由酶蛋白的結構決定，輔助因子傳遞電子或某些化學基團。 催化劑改變了化學反應的途徑，使反應通過一條活化能比原途徑低的途徑進行，催化劑的效應只反映在動力學上（反應速度），不影響反應的熱力學（化學平衡）。 ③降低反應活化能。 （ 5）、 酶的催化活性離不開輔酶、輔基、金屬離子 酶與非生物催化劑相比的幾點共性： ①催 化效率高，用量少（細胞中含量低）。 （ 3）、 反應條件溫和 溫度低于 100℃，正常大氣壓，中性 pH 環(huán)境。 生物催化劑 ：酶 (enzyme)，核（糖）酶 (ribozyme)，脫氧核（糖）酶 (deoxyribozyme) ２ 酶催化反應的特點 （ 1）、 催化效率高 酶催化反應速度是相應的無催化反應的 1081020 倍，并且至少高出非酶催化反應速度幾個數(shù)量級。沒有酶，生長、發(fā)育、運動等等生命活動就無法繼續(xù)。 1986 Cech發(fā)現(xiàn)四膜蟲細胞大核期間 26S rRNA 前體具有自我剪接功能。 1969 化學合成核糖核酸酶。 1913 Michaelis 和 Menten提出米氏學說 — 酶促動力學原理。 1 分子 Glc→ 2 分子乙醇 +2 分子 CO2 從 Glc 開始，經(jīng)過 12 種酶催化， 12 步反應，生成乙醇。 １ 第四章 酶 酶是一類具有高效率、高度專一性、活性可調(diào)節(jié)的高分子生物催化劑。 1957 巴斯德提出酒精發(fā)酵是酵母細胞活動的結果。 1897 Buchner 兄弟證明發(fā)酵與細胞的活動無關，不含細胞的酵母汁也能進行乙醇發(fā)酵。 1926 Sumner 首次從刀豆中提出脲酶結晶，并證明具有蛋白質性質。 19671970 從 中發(fā)現(xiàn)第 I、第 II 類限制性核酸內(nèi)切酶。 ribozyme ， deoxyribozyme 5’—— GAATTC—— 3’ 3’—— CTTAAG—— 5’ 限制作用 修飾作用 5’—— GAATTC—— 3’ 5’—— GAATTC—— 3’ 3’—— CTTAAG—— 5’ 3’—— CTTAAG—— 5’ 第一節(jié) 酶學概論 一、 酶的生物學意義 大腸桿菌生命周期 20 分鐘，生物體內(nèi)化學反應變得容易和迅速進行的根本原因是體內(nèi)普通存在生物催化劑 — 酶。 限制性核酸內(nèi)切酶（限制 修飾） 二、 酶的概念及其作用特點 酶是一種生物催化劑 酶是一類具有高效率、高度專一性、活性可調(diào)節(jié)的高分子生物催化劑。 （ 2）、 專一性高 酶對反應的底物和產(chǎn)物都有極高的專一性，幾乎沒有副反應發(fā)生。 （ 4）、 活性可調(diào)節(jié) 根據(jù)據(jù)生物體的需要，許多酶的活性可受多種調(diào)節(jié)機制的靈活調(diào)節(jié)，包括：別構調(diào)節(jié)、酶的共價修飾、酶的合成、活化與降解等。 ②不改變化學反應平衡點。 P234 圖 41 非催化過程及催化過程自由能的變化 ④反應前后自身結構不變。 三、 酶的化學本質 （一） 酶的蛋白質本質 經(jīng)典概念：所有的酶都是蛋白質，酶是具有催化功能的蛋白質，因此酶具有蛋白質的一切共性。 酶的輔助因子 酶的輔助因子主要有金屬離子（ Fe2+、 Fe3+ 、 Cu+、 Cu2+、 Mn2+、 、 Mn3+、 Zn2+、 Mg2+ 、 K+、 Na+ 、Mo6+ 、 Co2+等）和有機化合物。 輔基：與酶蛋白結合較緊。 酶蛋白決定酶專一性，輔助因子決定酶促反應的類型和反應的性質。 生物體內(nèi)酶種類很多，而輔助因子種類卻很少，原因是一種輔助因子可與多種酶蛋白結合。 80 年代初，美國科羅拉多大學博爾德分校的 Thomas Cech 和美國耶魯大學 Sidney Altman各自獨立發(fā)現(xiàn) RNA 具有生物催化功能，此發(fā)現(xiàn)被認為是近十年生化領域最令人鼓舞的發(fā)現(xiàn)，此二人分亨 1989 諾貝爾化學獎。 寡聚酶 由兩個或兩個以上亞基組成的酶，亞基可以相同或不同，一般是偶數(shù)，亞基間以非共價鍵結合。 大多數(shù)寡聚酶是胞內(nèi)酶，而胞外酶一般是單體酶。如脂肪酸合成酶復合體。 例如：天冬氨酸激酶 I高絲氨酸脫氫酶 I 融合體（雙頭酶） 該酶是四聚體α 4，每條肽鏈含兩個活性區(qū)域： N端區(qū)域是 Asp激酶， C 端區(qū)域是高 Ser 脫氫酶。 ５ 1. 分布于細胞核的酶 核被膜 酸性磷酸酶 染色質 三磷酸核苷酶 核仁 核糖核酸酶 核內(nèi)可溶性部分 酵解酶系、乳酸脫氫酶 2. 分布于細胞質的酶 參與糖代謝的酶 酵解酶系 磷酸戊糖途徑酶系 參與脂代謝的酶 脂肪酸合成酶復合體 參與 蛋白質的酶 Asp 氨基轉移酶 參與核酸合成的酶 核苷激酶 核苷酸激酶 3. 分布于內(nèi)質網(wǎng)的酶 光滑內(nèi)質網(wǎng) 膽固醇合成酶系 粗糙內(nèi)質網(wǎng) 蛋白質合成酶系 （細胞質一側） 4. 分布于線粒體的酶 外膜：?；o酶 A 合成酶 內(nèi)膜： NADH 脫氫酶 基質：三羧酸循環(huán)酶系 脂肪酸β 氧化酶系 5. 分布于溶酶體的酶 水解蛋白質 的酶 水解糖苷類的酶 水解核酸的酶 水解脂類的酶 6. 標志酶 有些酶只分布于細胞內(nèi)某種特定的組分中， 核： 尼克酰胺單核苷酸腺苷酰轉移酶，功能： DNA、 RNA 生物合成 線粒體：琥珀酸脫氫酶（電子轉移、三羧酸循環(huán)） 溶酶體：酸性磷酸酶（細胞成分的水解） 微粒體：（核蛋白體、多核蛋白體、內(nèi)質網(wǎng)） Glc6磷酸酶 上清液：乳酸脫氫酶 第二節(jié) 酶的國際分類及命名 一、 習慣命名 1961 年 6 以前使用的酶沿用習慣命名 ６ 1.（絕大多數(shù)酶）依據(jù)底物來命名 如：催化蛋白質水解的酶稱蛋白酶。 2. 依據(jù) 催化反應的性質命名 如：水解酶、轉氨酶 3 結合上述兩個原則命名，琥珀酸脫氫酶。 二、 國際系統(tǒng)命名 系統(tǒng)名稱應明確標明酶的底物及催化反應的性質。 再根據(jù)底物中被作用的基團或鍵的特點，將每一大類分為若干個亞類，編號用 3??，每個亞類又可分為若干個亞一亞類，用編號 3??表示。”隔開。 氧化還原酶類 催化氧化還原反應： A 2H 乳酸： NAD+氧化還原酶（ ）， 習慣名：乳酸脫氫酶 圖 轉移酶類 AB+C=A+BC Ala：酮戊二酸氨基移 換酶（ ）， 習慣名： 谷丙轉氨酶 圖 水解酶類 ７ 催化水解反應，包括淀粉酶、核酸酶、蛋白酶、脂酶。 裂合酶類（裂解酶） 催化從底物上移去一個基團而形成雙鍵的反應或其逆反應 二磷酸酮糖裂合酶（ ）， 習慣名：醛縮酶 異構酶（ ） 催化同分異構體相互轉化， 6磷酸 Glc 異構酶 合成酶（連接酶） 催化一切必須與 ATP 分解相偶聯(lián)、并由兩種物質合成一種物質的反應 。 前面三個編號表明這個酶的特性：反應性質、底物性質（鍵的類型）及電子或基團的受體，第四個編號用于區(qū)分不同的底物。 例如， SOD 不管來源如何，均催化如下反應 2O2+2H+→ H2O2+O2 H2O2再由過氧化氫酶催化、分解 它們有同一個名稱和酶的編號 實際此酶可分三類： CuZnSOD 真核生物細胞質中