1-3-1 細(xì)胞代謝與酶和ATP

1、細(xì)胞代謝與酶和細(xì)胞代謝與酶和ATP 酶是生物催化劑酶是生物催化劑催化作用催化作用活細(xì)胞活細(xì)胞產(chǎn)生產(chǎn)生影響反應(yīng)影響反應(yīng)速率因素速率因素核酶核酶受體酶受體酶蛋白酶蛋白酶酶酶濃度濃度底物底物濃度濃度溫和溫和高效高效專一專一輔酶輔酶酶蛋白酶蛋白活性活性部位部位ESSE+P降低活化能降低活化能 特異性結(jié)合特異性結(jié)合pH溫度溫度調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)劑核內(nèi)核內(nèi)核糖體核糖體細(xì)胞細(xì)胞內(nèi)酶內(nèi)酶細(xì)胞細(xì)胞外酶外酶特殊特殊有機(jī)物有機(jī)物 對酶的初識（概念）對酶的初識（概念） 1.1.酶是生物催化劑酶是生物催化劑 生物體內(nèi)各種化學(xué)反應(yīng)，包括物質(zhì)轉(zhuǎn)生物體內(nèi)各種化學(xué)反應(yīng)，包括物質(zhì)轉(zhuǎn)變和能量轉(zhuǎn)化，都需要特殊的酶催化變和能量轉(zhuǎn)化，都需要特殊

2、的酶催化 酶作用下發(fā)生化學(xué)變化的物質(zhì)叫底物酶作用下發(fā)生化學(xué)變化的物質(zhì)叫底物 酶催化的化學(xué)反應(yīng)稱為酶促反應(yīng)酶催化的化學(xué)反應(yīng)稱為酶促反應(yīng) 2.2.酶概念內(nèi)涵酶概念內(nèi)涵 由活細(xì)胞產(chǎn)生的由活細(xì)胞產(chǎn)生的 具有催化活性和高度專一性具有催化活性和高度專一性 一類特殊蛋白質(zhì)或某些一類特殊蛋白質(zhì)或某些RNARNA 酶作用特性及結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)酶作用特性及結(jié)構(gòu)基礎(chǔ) 1.1.高度專一性高度專一性 一種酶只能作用于一種一種酶只能作用于一種或一類物質(zhì)，如脲酶只催化或一類物質(zhì)，如脲酶只催化尿的分解，二肽酶可水解不尿的分解，二肽酶可水解不同氨基酸組成的二肽的肽鍵同氨基酸組成的二肽的肽鍵 一般公認(rèn)，每種酶表面一般公認(rèn)，每種酶表面有個

3、活性中心，活性中心的有個活性中心，活性中心的結(jié)合基團(tuán)只能與底物分子的結(jié)合基團(tuán)只能與底物分子的特定基團(tuán)結(jié)合，生成酶特定基團(tuán)結(jié)合，生成酶- -底底物復(fù)合物物復(fù)合物 酶作用特性及結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)酶作用特性及結(jié)構(gòu)基礎(chǔ) 2.2.催化效率高催化效率高 酶催化的反應(yīng)速率比非催化反應(yīng)高酶催化的反應(yīng)速率比非催化反應(yīng)高10108 810102020倍，倍，比催化劑催化的反應(yīng)高比催化劑催化的反應(yīng)高10107 710101212倍倍 一般認(rèn)為，酶一般認(rèn)為，酶- -底物相互作用能降低活化能，使底物相互作用能降低活化能，使化學(xué)反應(yīng)在常溫、常壓和近中性條件下迅速完成?；瘜W(xué)反應(yīng)在常溫、常壓和近中性條件下迅速完成?；罨芑罨茏杂赡茏?/p>

4、由能無酶催化無酶催化有酶催化有酶催化ABCD底物底物A BC D產(chǎn)物產(chǎn)物A BC D過渡狀態(tài)過渡狀態(tài) 隨著溫度升高，隨著溫度升高，化學(xué)反應(yīng)速度加快化學(xué)反應(yīng)速度加快 低溫下酶活性低，低溫下酶活性低，隨著溫度升高，酶變隨著溫度升高，酶變性的速率加快，高溫性的速率加快，高溫使酶變性失活使酶變性失活 在適宜溫度范圍在適宜溫度范圍內(nèi)，酶活性最高內(nèi)，酶活性最高 溫度對酶促反應(yīng)的影響溫度對酶促反應(yīng)的影響 酶活性的測定酶活性的測定 酶活性指酶催化的化學(xué)反應(yīng)速率，用單位時間酶活性指酶催化的化學(xué)反應(yīng)速率，用單位時間內(nèi)底物減少量或產(chǎn)物增加量表示，實(shí)際上多用產(chǎn)物內(nèi)底物減少量或產(chǎn)物增加量表示，實(shí)際上多用產(chǎn)物增加量表示增

5、加量表示 化學(xué)反應(yīng)法是多種酶活性測定方法之一。具體化學(xué)反應(yīng)法是多種酶活性測定方法之一。具體操作是：每間隔一定時間取一定體積的反應(yīng)液，幾操作是：每間隔一定時間取一定體積的反應(yīng)液，幾次取樣后，用加熱或次取樣后，用加熱或5%5%三氯醋酸終止酶反應(yīng)，然后三氯醋酸終止酶反應(yīng)，然后用顯色劑與產(chǎn)物（或底物）進(jìn)行顯色反應(yīng)，用分光用顯色劑與產(chǎn)物（或底物）進(jìn)行顯色反應(yīng)，用分光光度計(jì)在一定波長下測定光吸收值，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線光度計(jì)在一定波長下測定光吸收值，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線求出產(chǎn)物增加量求出產(chǎn)物增加量 淀粉酶活性的測定，樣液加入菲林試劑既終止淀粉酶活性的測定，樣液加入菲林試劑既終止酶反應(yīng)，又使產(chǎn)物顯色，這是為什么？酶反應(yīng)，又

6、使產(chǎn)物顯色，這是為什么？ ATPATP是細(xì)胞的能量是細(xì)胞的能量“通貨通貨”ATPADP能量能量能量能量能源物質(zhì)能源物質(zhì)CO2 + H2O生生物物氧氧化化釋放釋放合成合成水解水解利用利用肌肉收縮肌肉收縮神經(jīng)傳導(dǎo)神經(jīng)傳導(dǎo)生物合成生物合成主動運(yùn)輸主動運(yùn)輸生物發(fā)光生物發(fā)光放能反應(yīng)放能反應(yīng)吸能反應(yīng)吸能反應(yīng)ATP-ADPATP-ADP循環(huán)循環(huán)分子分子組成組成生成生成途徑途徑Pi 腺苷三磷酸分子（腺苷三磷酸分子（ATPATP）由一分子核糖、一分）由一分子核糖、一分子腺嘌呤和子腺嘌呤和3 3個磷酰基團(tuán)組成，其末端個磷?；鶊F(tuán)組成，其末端P-OP-O鍵斷裂則鍵斷裂則生成腺苷二磷酸（生成腺苷二磷酸（ADPADP）

7、ATPATP水解時釋放的能量，不是來自斷裂的水解時釋放的能量，不是來自斷裂的P-OP-O鍵，鍵，而是轉(zhuǎn)移的磷酰基團(tuán)勢能，又稱為轉(zhuǎn)移能而是轉(zhuǎn)移的磷酰基團(tuán)勢能，又稱為轉(zhuǎn)移能 ATPATP分子的磷酰基團(tuán)（分子的磷?；鶊F(tuán)（-PO-PO3 32-2-）轉(zhuǎn)移能）轉(zhuǎn)移能 ATP ATP是細(xì)胞的能量通貨，通過是細(xì)胞的能量通貨，通過ADP-ATPADP-ATP循環(huán)保循環(huán)保證生命能量的源源不絕供應(yīng)證生命能量的源源不絕供應(yīng) ATP ATP通過通過ADPADP磷酸化反應(yīng)形成，其途徑磷酸化反應(yīng)形成，其途徑有：光合磷酸化、底物磷酸化和氧化磷酸化。有：光合磷酸化、底物磷酸化和氧化磷酸化。ADP ADP 磷酸化反應(yīng)是個吸能反

8、應(yīng)，需要偶聯(lián)發(fā)磷酸化反應(yīng)是個吸能反應(yīng)，需要偶聯(lián)發(fā)生的一個放能反應(yīng)提供能量，如光反應(yīng)過程生的一個放能反應(yīng)提供能量，如光反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)移的高能電子釋放部分能量，推動光合中轉(zhuǎn)移的高能電子釋放部分能量，推動光合磷酸化反應(yīng)，生成磷酸化反應(yīng)，生成ATPATP ATP ATP水解反應(yīng)形成水解反應(yīng)形成ADPADP，釋放能量供各，釋放能量供各種生命活動需要。種生命活動需要。ATPATP末端的末端的P-OP-O鍵斷裂時，鍵斷裂時，釋放的能量來自轉(zhuǎn)移的磷?；鶊F(tuán)位能，而不釋放的能量來自轉(zhuǎn)移的磷?；鶊F(tuán)位能，而不是所謂的高能磷酸鍵。是所謂的高能磷酸鍵。 放能反應(yīng)指細(xì)胞內(nèi)富含能量的營養(yǎng)物放能反應(yīng)指細(xì)胞內(nèi)富含能量的營養(yǎng)物降解并釋放能量的代謝反應(yīng)，部分能量以降解并釋放能量的代謝反應(yīng)，部分能量以ATPATP形式貯存或被還原型電子載體傳遞，剩形式貯存或被還原型電子載體傳遞，剩余能量以熱能形式散失余能量以熱能形式散失 吸能反應(yīng)指細(xì)胞利用吸能反應(yīng)指細(xì)胞利用ATPATP和還原型電子和還原型電子載體傳遞的能