第四章酶學(xué)概論

1、 量變過(guò)程量變過(guò)程 質(zhì)變過(guò)程質(zhì)變過(guò)程 u能與蛋白質(zhì)氨基酸中的多種基團(tuán)(如 NH2、OH、COOH和SH 等 ) 共價(jià)結(jié)合而使其變性。 u甲醛在高濃度下可殺死芽孢，其缺 點(diǎn)是對(duì)眼睛及粘膜組織有刺激作用， 穿透性能差，作用慢,有令人不愉快的 氣味。 u戊二醛具有較小的刺激性和異味， 用2的溶液可以在10min內(nèi)殺死細(xì)菌 、結(jié)核分枝桿菌和病毒，在310h內(nèi) 可殺死細(xì)菌芽孢 ，是目前殺菌能力較 高的一種化學(xué)藥劑，常用于醫(yī)用器械 和用具的消毒 u重金屬離子具有很強(qiáng)的殺菌 效力，其中尤以Hg、Ag和 Cu 2最強(qiáng)。重金屬離子進(jìn)入 細(xì)胞后主要與酶或蛋白質(zhì)使 之變性。 u微量的重金屬離子還能在細(xì) 胞內(nèi)不斷累積

2、并最終對(duì)生物 發(fā)生毒害作用。 uH值或氫離子濃度對(duì)微生物的作用 表現(xiàn)在:(1)影響細(xì)胞質(zhì)膜電荷和養(yǎng)料吸 收。如在酸性環(huán)境中，乙酸能進(jìn)入細(xì) 胞，而在中性或堿性環(huán)境中，乙酸離 子化，不能進(jìn)入細(xì)胞；(2) 影響酶的活 性；(3)改變環(huán)境中養(yǎng)料的可給性或有 害物質(zhì)的毒性。 u苯甲酸、乳酸等有機(jī)酸常用作防腐 劑。 u石灰常用于衛(wèi)生消毒。 制革酶化學(xué)制革酶化學(xué) 以酶反以酶反應(yīng)應(yīng)的催化的催化類類型分：型分： 氧氧化化還還原酶原酶 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移酶移酶類類 水解酶水解酶類類 裂合酶裂合酶類類 異構(gòu)異構(gòu)酶酶類類 連連接（合成）酶接（合成）酶類類 以酶反以酶反應(yīng)應(yīng)的催化的催化類類型分：型分： 以酶反以酶反應(yīng)應(yīng)的催化的催化

3、類類型分：型分： 酶酶與與一般催化一般催化劑劑的共同點(diǎn)：的共同點(diǎn)： 酶酶與與一般催化一般催化劑劑的不同點(diǎn)：的不同點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)專一性結(jié)構(gòu)專一性：有些酶對(duì)底物的要求非常嚴(yán)格，只作 用于一個(gè)特定的底物。這種專一性稱為絕對(duì)專一性 結(jié)構(gòu)專一性結(jié)構(gòu)專一性：有些酶對(duì)底物的要求非常嚴(yán)格，只作 用于一個(gè)特定的底物。這種專一性稱為絕對(duì)專一性 結(jié)構(gòu)專一性結(jié)構(gòu)專一性：有些酶對(duì)底物的要求非常嚴(yán)格，只作 用于一個(gè)特定的底物。這種專一性稱為絕對(duì)專一性 ；如尿酶 誘導(dǎo)誘導(dǎo)契合契合學(xué)說(shuō)學(xué)說(shuō)（1964） u酶促反應(yīng)一般在酶促反應(yīng)一般在pH 5-8 水溶液中進(jìn)行，水溶液中進(jìn)行， 反應(yīng)溫度范圍為反應(yīng)溫度范圍為20-40。 u凡能使蛋白

4、質(zhì)變性的因素如強(qiáng)酸、強(qiáng)堿凡能使蛋白質(zhì)變性的因素如強(qiáng)酸、強(qiáng)堿 高溫等條件都能使酶破壞而完全失去活高溫等條件都能使酶破壞而完全失去活 性。所以酶作用一般都要求比較溫和的性。所以酶作用一般都要求比較溫和的 條件如常溫、常壓和接近中性的酸堿度。條件如常溫、常壓和接近中性的酸堿度。 p 鄰近作用鄰近作用提高了酶活性中心的底物濃度 p 定向作用定向作用縮短了底物與催化基團(tuán)間的距離 p 提高反應(yīng)速度（成功率）108倍 酶 底物 同時(shí)形變 底物分子發(fā)生形變 p催化劑（酶）通過(guò)與底物形成反應(yīng)活性 很高的共價(jià)過(guò)渡產(chǎn)物，使反應(yīng)活化能降 低，從而提高反應(yīng)速度的過(guò)程，稱為共 價(jià)催化。 廣廣義義酸基酸基團(tuán)團(tuán) （質(zhì)質(zhì)子供體

5、）子供體） 廣廣義堿義堿基基團(tuán)團(tuán)（質(zhì)質(zhì)子受體）子受體） u酸堿催化是通過(guò)瞬時(shí)的向反應(yīng)物提供質(zhì)子或從反 應(yīng)物接受質(zhì)子以穩(wěn)定過(guò)渡態(tài)，加速反應(yīng)的一類催化 機(jī)制。 u酶分子中存在很多可以作為廣義酸、堿的基團(tuán) 酚羥基 咪唑基 也就是說(shuō)： 酶與底物結(jié)合時(shí)，由于酶的變形（誘導(dǎo)契 合）或底物變形使二者相互適合，并依靠離 子鍵、氫鍵、范德華力的作用和水的影響， 結(jié)合成中間產(chǎn)物，在酶分子的非極性區(qū)域內(nèi)， 由于酶與底物的鄰近、定向，使二者可以通 過(guò)親核親電催化、一般酸堿催化或金屬離 子催化方式進(jìn)行多元催化，從而大大降低反 應(yīng)所需的活化能，使酶促反應(yīng)迅速進(jìn)行。 Henri. V法國(guó) CA Wurtz法國(guó) 在低底物濃度

6、時(shí)： 反應(yīng)速度與底物濃度成正比，表現(xiàn) 為一級(jí)反應(yīng)特征。 底物濃度對(duì)酶反應(yīng)速率的影響底物濃度對(duì)酶反應(yīng)速率的影響-米氏學(xué)說(shuō)米氏學(xué)說(shuō) 隨著底物濃度的增高 反應(yīng)速度不再成正比例加速；反應(yīng)為混 合級(jí)反應(yīng)。 當(dāng)?shù)孜餄舛冗_(dá)到一定值 反應(yīng)速度達(dá)到最大值（Vmax），此時(shí)再增 加底物濃度，反應(yīng)速度不再增加，表現(xiàn)為零 級(jí)反應(yīng)。 加拿大 德國(guó) V= Vmax S Km + S 米氏常數(shù) 關(guān)于米氏常數(shù)Km的幾點(diǎn)說(shuō)明： 米氏常數(shù)的應(yīng)用 V= Vmax S Km + S S= Km Vmax- V V 溫度的影響 u溫度升高,酶的高級(jí)結(jié)構(gòu) 將發(fā)生變化或變性，導(dǎo)致 酶活性降低甚至喪失，反 應(yīng)速度很快下降 溫度的影響 pH對(duì)

7、酶促反應(yīng)速度的影響 pH對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響 p酶的最適pH不是一個(gè)固定的常數(shù)， p它受到底物的種類、濃度; 緩沖液的種類、 濃度; 酶的純度;反應(yīng)的溫度、時(shí)間等的影響 酶濃度對(duì)酶反應(yīng)速度的影響 0 0 酶酶濃濃度度 反反 應(yīng)應(yīng) 速速 度度 激活劑對(duì)酶反應(yīng)速度的影響 激活劑的種類 n（1）無(wú)機(jī)離子： p金屬離子(鉀、鈉、鎂、鋅、鈣） p陰離子(氯離子)、 p氫離子 n（2）簡(jiǎn)單有機(jī)分子： 某些還原劑、乙二胺四乙酸（EDTA） n (3)具有蛋白質(zhì)性質(zhì)的大分子物質(zhì) p主要是激活酶原 無(wú)活性的酶原 有活性的酶 激活作用激活作用 激活劑對(duì)酶反應(yīng)速度的影響 不可逆抑制作用 可逆抑制作用 競(jìng)爭(zhēng)性抑制 非

8、競(jìng)爭(zhēng)性抑制 反競(jìng)爭(zhēng)性抑制 專一性不可逆抑制作用 非專一性不可逆抑制作用 抑制作用 抑制劑對(duì)酶反應(yīng)的影響 抑制劑對(duì)酶反應(yīng)的影響 用單位時(shí)間內(nèi)、單位體積中底物的減少量 或產(chǎn)物的增加量來(lái)表示。單位：濃度/單 位時(shí)間 p制革中常用的酶制制革中常用的酶制劑劑，主要是蛋白水解酶，主要是蛋白水解酶， 其次是脂肪酶其次是脂肪酶 p目前，在準(zhǔn)目前，在準(zhǔn)備備工段的各工段的各個(gè)個(gè)工序幾乎都工序幾乎都與與酶酶 的的應(yīng)應(yīng)用，如浸水、用，如浸水、脫脫脂、脂、脫脫毛、毛、軟軟化，也可化，也可 用于鞣后用于鞣后藍(lán)濕藍(lán)濕革的革的軟軟化化與脫與脫脂脂 p工工業(yè)業(yè)用的蛋白酶一般用的蛋白酶一般純純度不高度不高 中性蛋白酶中性蛋白酶

9、p枯草桿菌枯草桿菌1.398中性蛋白酶中性蛋白酶 n主要用于脫毛，也可在軟化工序作為輔助酶軟劑和部位差 處理劑用 npH=7時(shí)最穩(wěn)定，pH10或pH5.5失活；pH=7時(shí)最適反應(yīng)溫 度為45-50，60 以上失活 nCu2+，Hg2+，Al3+，Pb2+，EDTA抑制，Ca2+無(wú)影響 p放放線線菌菌166中性蛋白酶中性蛋白酶 n主要用于脫毛及軟化時(shí)的輔助軟化劑 n最適pH=7-8；最適溫度為40 nCa2+有明顯激活作用，EDTA和明礬抑制 p棲土曲霉棲土曲霉3.942蛋白酶蛋白酶 n主要用于脫毛，也可用于軟化和浸水 n最適pH=6.8-7.5；最適溫度為45 ； n此酶還有一個(gè)堿性最適pH

10、（pH=10 ） nNa2SO3，硼酸鹽明顯激活； Hg2+ ， Pb2+抑制 堿堿性蛋白酶性蛋白酶 p2709堿堿性蛋白酶性蛋白酶 n主要用于脫毛，也可用于浸水 n最適溫度：45-50； n最適pH=911 p209堿堿性蛋白酶性蛋白酶 n主要用于脫毛 n最適pH=911 n最適溫度為4050 nCa 2 + ，Mn2+ 有激活作用， Cu2+ Mg 2 + 嚴(yán)重抑制 酸性蛋白酶酸性蛋白酶 p537酸性蛋白酶酸性蛋白酶 n生產(chǎn)菌種：宇佐美曲霉 n主要用于毛皮加工中皮板的軟化，也可用于藍(lán)濕革軟化 npH穩(wěn)定范圍2.04.0，最適pH=2.0 n適宜溫度范圍為3050 ，最適溫度：50，超過(guò)50

11、 迅 速失活； nCu2+，Hg2+，Al3+抑制，Ca2+ 、Mn2+、 Mg2+激活 p3.305酸性蛋白酶酸性蛋白酶 n生產(chǎn)菌種：黑曲霉 npH穩(wěn)定范圍2.03.0，最適pH=2.5，高于4.5迅速失活 n短時(shí)間反應(yīng)最適溫度4547 ，長(zhǎng)時(shí)間不宜超過(guò)45 ，超 過(guò)50 迅速失活； nCa2+，Mn2+ 有激活作用， Hg2+、Ag+輕微抑制 工工業(yè)胰業(yè)胰酶酶 n工業(yè)胰酶是從豬、牛、羊等哺乳動(dòng)物胰臟中提取的 一種混合酶制劑，主要成分為胰蛋白酶、胰脂肪酶、 胰淀粉酶 n工業(yè)胰酶是制革中使用量最大的酶制劑，主要軟化， 起到去除皮垢，徹底消腫，進(jìn)一步分散纖維的作用 n在軟化工序中使用pH范圍為7.58.0,溫度為3640 n在使用過(guò)程中，要嚴(yán)格控制條件，特別是在溫度升 高時(shí)，可發(fā)生軟化過(guò)渡甚至爛皮的現(xiàn)象 脂肪酶脂肪酶 n制革工業(yè)中使用的脂肪酶主要是堿性脂肪 酶，最適pH為