生物化學(xué)簡(jiǎn)明教程第四版05酶化學(xué)

1、1 主要介紹酶的化學(xué)本質(zhì)、結(jié)構(gòu)和特性；酶的作主要介紹酶的化學(xué)本質(zhì)、結(jié)構(gòu)和特性；酶的作用動(dòng)力學(xué)；酶的作用機(jī)理；酶的應(yīng)用；還介紹了別用動(dòng)力學(xué)；酶的作用機(jī)理；酶的應(yīng)用；還介紹了別構(gòu)酶、共價(jià)調(diào)節(jié)酶、同工酶等的概念、性質(zhì)、生物構(gòu)酶、共價(jià)調(diào)節(jié)酶、同工酶等的概念、性質(zhì)、生物學(xué)意義。學(xué)意義。 主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：6 6 酶酶 化化 學(xué)學(xué) 2酶的發(fā)展史酶的發(fā)展史 公元前公元前1212世紀(jì)周代人們就會(huì)釀酒，制作飴糖和醬；世紀(jì)周代人們就會(huì)釀酒，制作飴糖和醬；20002000多年前，春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期用曲治療消化不良的疾病。多年前，春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期用曲治療消化不良的疾病。 18101810年年Jaseph GaylussacJ

2、aseph Gaylussac發(fā)現(xiàn)酵母可將糖轉(zhuǎn)化為酒精。發(fā)現(xiàn)酵母可將糖轉(zhuǎn)化為酒精。 18571857年，年，PasteurPasteur認(rèn)為發(fā)酵是活細(xì)胞活動(dòng)的結(jié)果；認(rèn)為發(fā)酵是活細(xì)胞活動(dòng)的結(jié)果； 18781878年年, Kuhne, Kuhne給酶一個(gè)統(tǒng)一的名詞，叫給酶一個(gè)統(tǒng)一的名詞，叫EnzymeEnzyme，這個(gè)，這個(gè)字來(lái)自希臘文，其意思字來(lái)自希臘文，其意思“在酵母中在酵母中”。 18971897年，年，BuchnerBuchner兄弟制備了不含酵母細(xì)胞的抽提液使兄弟制備了不含酵母細(xì)胞的抽提液使糖發(fā)酵，說(shuō)明發(fā)酵與細(xì)胞的活動(dòng)無(wú)關(guān)。從而說(shuō)明了發(fā)糖發(fā)酵，說(shuō)明發(fā)酵與細(xì)胞的活動(dòng)無(wú)關(guān)。從而說(shuō)明了發(fā)酵是酵

3、是酶作用的化學(xué)本質(zhì)酶作用的化學(xué)本質(zhì)，為此，為此BuchnerBuchner獲得了獲得了19111911年諾年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。 3 19261926年，年，SumnerSumner從刀豆中提取得到脲酶的結(jié)晶從刀豆中提取得到脲酶的結(jié)晶, ,證實(shí)酶是證實(shí)酶是一種蛋白質(zhì)；獲一種蛋白質(zhì)；獲19491949年化學(xué)諾貝爾獎(jiǎng)年化學(xué)諾貝爾獎(jiǎng). . 8080年代初發(fā)現(xiàn)了具有催化功能的年代初發(fā)現(xiàn)了具有催化功能的RNARNA核酶核酶(ribozyme)(ribozyme)，這一發(fā)現(xiàn)打破了酶是蛋白質(zhì)的傳統(tǒng)觀念，開辟了酶學(xué)研究這一發(fā)現(xiàn)打破了酶是蛋白質(zhì)的傳統(tǒng)觀念，開辟了酶學(xué)研究的新領(lǐng)域，獲的新領(lǐng)域，獲198919

4、89年化學(xué)諾貝爾獎(jiǎng)年化學(xué)諾貝爾獎(jiǎng). . 現(xiàn)已鑒定出現(xiàn)已鑒定出40004000多種酶，數(shù)百種酶已得到結(jié)晶，而且每年多種酶，數(shù)百種酶已得到結(jié)晶，而且每年都有新酶被發(fā)現(xiàn)。都有新酶被發(fā)現(xiàn)。 46.1 酶的概念與特點(diǎn)酶的概念與特點(diǎn)6.1.1 酶的概念酶的概念5 2. 能能顯著地改變顯著地改變化學(xué)反應(yīng)的速率，但不改變平衡化學(xué)反應(yīng)的速率，但不改變平衡 點(diǎn)，反應(yīng)前后本身不發(fā)生變化。點(diǎn)，反應(yīng)前后本身不發(fā)生變化。 6.1.2 酶的特性酶的特性1. 用量少而催化效率高用量少而催化效率高 共性：共性：6 3. 降低反應(yīng)所需的活化能降低反應(yīng)所需的活化能 78例例 : 2H2O22H2O+O2 反反 應(yīng)應(yīng)活化能活化能非催

5、化反應(yīng)非催化反應(yīng)75.24kJ/mol鈀催化反應(yīng)鈀催化反應(yīng)48.9kJ/molH2O2酶催化酶催化8.36kJ/mol9又叫又叫過(guò)渡態(tài)學(xué)說(shuō)過(guò)渡態(tài)學(xué)說(shuō)10酶與底物通過(guò)形成中間產(chǎn)物使反應(yīng)沿一個(gè)低酶與底物通過(guò)形成中間產(chǎn)物使反應(yīng)沿一個(gè)低活化能的途徑進(jìn)行。活化能的途徑進(jìn)行。111213酶的特殊性質(zhì)：酶的特殊性質(zhì)： 1. 極高的催化效率極高的催化效率 以摩爾為單位進(jìn)行比較，酶的催化效率比化學(xué)催化劑高以摩爾為單位進(jìn)行比較，酶的催化效率比化學(xué)催化劑高1071013倍，比非催化反應(yīng)高倍，比非催化反應(yīng)高1051017倍。倍。 例例: 2H2O22H2O+O2 1mole H2O2酶酶 能催化能催化 5106mol

6、e H2O2的分解的分解 1mole Fe3+ 只能催化只能催化610-4mole H2O2的分解的分解 143、酶易失活、酶易失活4、容易調(diào)節(jié)控制容易調(diào)節(jié)控制 2、 高度的專一性（特異性）高度的專一性（特異性） 概念：是指酶對(duì)催化的類型和底物有嚴(yán)格的概念：是指酶對(duì)催化的類型和底物有嚴(yán)格的選擇性選擇性。15 1926年美國(guó)年美國(guó)Sumner脲酶脲酶的結(jié)晶，的結(jié)晶，并指出酶是蛋白質(zhì)。并指出酶是蛋白質(zhì)。 1930年年Northrop等得到了等得到了胃蛋白胃蛋白酶、胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶酶、胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶的結(jié)晶，的結(jié)晶，并進(jìn)一步證明了酶是蛋白質(zhì)。并進(jìn)一步證明了酶是蛋白質(zhì)。 1是蛋白質(zhì)是蛋白質(zhì)

7、 6.2 酶的化學(xué)本質(zhì)與酶的組成酶的化學(xué)本質(zhì)與酶的組成6.2.1 6.2.1 酶的化學(xué)本質(zhì)酶的化學(xué)本質(zhì)16 酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)的主要依據(jù)是：酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)的主要依據(jù)是： 酶經(jīng)酸堿水解后的最終產(chǎn)物是氨基酸，酶能被蛋酶經(jīng)酸堿水解后的最終產(chǎn)物是氨基酸，酶能被蛋白酶水解而失活；白酶水解而失活； 酶是具有空間結(jié)構(gòu)的生物大分子，凡使蛋白質(zhì)變酶是具有空間結(jié)構(gòu)的生物大分子，凡使蛋白質(zhì)變性的因素都可使酶變性失活；性的因素都可使酶變性失活； 酶是兩性電解質(zhì)，在不同酶是兩性電解質(zhì)，在不同pHpH下呈現(xiàn)不同的離子狀下呈現(xiàn)不同的離子狀態(tài)，各自具有特定的等電點(diǎn)；態(tài)，各自具有特定的等電點(diǎn)； 酶和蛋白質(zhì)一樣，具有不能

8、通過(guò)半透膜等膠體性酶和蛋白質(zhì)一樣，具有不能通過(guò)半透膜等膠體性質(zhì)；質(zhì)； 酶也有蛋白質(zhì)所具有的化學(xué)呈色反應(yīng)。酶也有蛋白質(zhì)所具有的化學(xué)呈色反應(yīng)。17 1982年美國(guó)年美國(guó)T. Cech等人發(fā)現(xiàn)四膜蟲的等人發(fā)現(xiàn)四膜蟲的rRNA前體前體能能在完全沒有蛋白質(zhì)的情況下進(jìn)行自我加工，發(fā)現(xiàn)在完全沒有蛋白質(zhì)的情況下進(jìn)行自我加工，發(fā)現(xiàn)RNA有有催化活性。催化活性。 Thomas Cech18催化過(guò)程圖19 1983年美國(guó)年美國(guó)S.Altman等研究等研究RNaseP（由（由20%蛋白質(zhì)和蛋白質(zhì)和80%的的RNA組成），發(fā)現(xiàn)組成），發(fā)現(xiàn)RNaseP中的中的RNA可催化可催化E. coli tRNA的前體加工。的前體加

9、工。 Sidney Altman 2021 Cech和和Altman各自獨(dú)立各自獨(dú)立地發(fā)現(xiàn)了地發(fā)現(xiàn)了RNA的催化的催化活性，并命名這一類酶為活性，并命名這一類酶為ribozyme（核酶），（核酶），2人人共同獲共同獲1989年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。 2某些某些RNA有催化活性有催化活性 核酶研究的意義及應(yīng)用前景核酶研究的意義及應(yīng)用前景226.2.2 酶的組成酶的組成 1.單純蛋白質(zhì)酶類單純蛋白質(zhì)酶類 2.綴合蛋白質(zhì)酶類綴合蛋白質(zhì)酶類 全酶全酶=脫輔酶脫輔酶+輔因子（輔酶、輔基或金屬離子）輔因子（輔酶、輔基或金屬離子） 輔酶（輔酶（coenzyme） 輔基（輔基（prosthetic g

10、roup） 23輔酶和輔基輔酶和輔基1 1、輔酶和輔基的區(qū)別、輔酶和輔基的區(qū)別 2 2、輔酶和輔基的功能、輔酶和輔基的功能 本質(zhì)：小分子有機(jī)化合物本質(zhì)：小分子有機(jī)化合物 具有氧化還原性或轉(zhuǎn)移基團(tuán)的能力具有氧化還原性或轉(zhuǎn)移基團(tuán)的能力2425266.2.3 根據(jù)酶蛋白分子的特點(diǎn)將酶分成三類根據(jù)酶蛋白分子的特點(diǎn)將酶分成三類 1單體酶（單體酶（monomeric enzyme） 2寡聚酶（寡聚酶（oligomeric enzyme） 3多酶體系（多酶體系（multienzyme complex） 276.3 酶的命名與分類酶的命名與分類 1961年國(guó)際酶學(xué)委員會(huì)（年國(guó)際酶學(xué)委員會(huì)（enzyme com

11、mission）提出的酶的提出的酶的系統(tǒng)命名系統(tǒng)命名和和分類分類方法。方法。 28a. 底物底物( 如如: 淀粉酶淀粉酶 )b. 反應(yīng)性質(zhì)反應(yīng)性質(zhì)(如如:轉(zhuǎn)氨酶轉(zhuǎn)氨酶、脫氫酶脫氫酶等）等） c. 底物，反應(yīng)性質(zhì)（如：底物，反應(yīng)性質(zhì)（如：谷丙轉(zhuǎn)氨酶谷丙轉(zhuǎn)氨酶、乳酸脫氫酶乳酸脫氫酶等）等） d. 來(lái)源或其它特點(diǎn)（如：來(lái)源或其它特點(diǎn)（如：胰蛋白酶胰蛋白酶、堿性磷酸酯酶堿性磷酸酯酶等）等） 6.3.1 酶的命名酶的命名 6.3.1.1 習(xí)慣命名法習(xí)慣命名法 29每一種酶都有一個(gè)系統(tǒng)名稱和習(xí)慣名稱每一種酶都有一個(gè)系統(tǒng)名稱和習(xí)慣名稱 1、標(biāo)明底物，催化反應(yīng)的性質(zhì)標(biāo)明底物，催化反應(yīng)的性質(zhì) G-6-P F-6

12、-P G-6-P異構(gòu)酶異構(gòu)酶 例例:6.3.1.2 國(guó)際系統(tǒng)命名法國(guó)際系統(tǒng)命名法 系統(tǒng)名稱命名原則系統(tǒng)名稱命名原則 302、有兩個(gè)底物的應(yīng)同時(shí)列出，中間用冒號(hào)（有兩個(gè)底物的應(yīng)同時(shí)列出，中間用冒號(hào)（:）分開。）分開。如其中一個(gè)底物為水時(shí)，如其中一個(gè)底物為水時(shí)，水水可略去。可略去。 例例1：丙氨酸：丙氨酸+-酮戊二酸酮戊二酸 谷氨酸谷氨酸+丙酮酸丙酮酸 丙氨酸丙氨酸：-酮戊二酸氨基轉(zhuǎn)移酶酮戊二酸氨基轉(zhuǎn)移酶 例例2： 脂肪脂肪+H2O 脂酸脂酸+甘油甘油 脂肪脂肪：水解酶水解酶 31分類分類: 6大類酶，氧轉(zhuǎn)水裂異連大類酶，氧轉(zhuǎn)水裂異連編號(hào)編號(hào): 用用4個(gè)阿拉伯?dāng)?shù)字的編號(hào)表示，數(shù)字中用個(gè)阿拉伯?dāng)?shù)字的

13、編號(hào)表示，數(shù)字中用“”隔隔開，前面冠以開，前面冠以EC（為（為Enzyme Commission）。）。EC 類類.亞類亞類.亞亞類亞亞類.排號(hào)，如排號(hào)，如EC 1.1.1.27 乳酸丙酮酸COOHC HCH3H O+ NAD+COOHCOCH3+ NADH + H+乳乳 酸酸 脫脫 氫氫 酶酶6.3.2 系統(tǒng)分類法及編號(hào)系統(tǒng)分類法及編號(hào)321、氧化還原酶類（、氧化還原酶類（oxido-reductases） 催化氧化還原反應(yīng)的酶，包括氧化酶類、脫氫催化氧化還原反應(yīng)的酶，包括氧化酶類、脫氫酶類、過(guò)氧化氫酶、過(guò)氧化物酶等。酶類、過(guò)氧化氫酶、過(guò)氧化物酶等。 33a. 氧化酶類：氧化酶類：催化底物脫

14、氫，并氧化生成催化底物脫氫，并氧化生成H2O或或H2O2 。2A2H+O2 2A+2H2O A2H+O2 A+H2O2 34鄰苯二酚氧化酶（鄰苯二酚氧化酶（EC 1.10.3.1，鄰苯二酚：氧氧化酶），鄰苯二酚：氧氧化酶） 鄰苯二酚鄰苯二酚鄰苯醌鄰苯醌例：例：OHOH+ O2鄰鄰苯苯二二酚酚氧氧化化酶酶OO2+ 2H2O235b. 脫氫酶類：直接催化底物脫氫脫氫酶類：直接催化底物脫氫 A2H + B A + B2H 例：乳酸脫氫酶（例：乳酸脫氫酶（EC 1.1.1.27，L-乳酸：乳酸：NAD+氧化還原酶）氧化還原酶） 乳酸乳酸丙酮酸丙酮酸COOHC HCH3H O+ NAD+COOHCOCH

15、3+ NADH + H+乳乳酸酸脫脫氫氫酶酶362、轉(zhuǎn)移酶類（、轉(zhuǎn)移酶類（transferases） 催化基團(tuán)的轉(zhuǎn)移催化基團(tuán)的轉(zhuǎn)移 AR+ BBRA +例：谷丙轉(zhuǎn)氨酶（例：谷丙轉(zhuǎn)氨酶（GPT）（）（EC 2.6.1.2，L-丙氨酸：丙氨酸： 酮戊二酸氨基轉(zhuǎn)移酶）酮戊二酸氨基轉(zhuǎn)移酶） 373、水解酶類（、水解酶類（hydrolases） AB + H2O AOH + BH 384、裂合酶類（、裂合酶類（lyases） 催化催化非水解非水解地除去底物分子中的基團(tuán)及其逆反應(yīng)的酶地除去底物分子中的基團(tuán)及其逆反應(yīng)的酶.AB A + B 例例1：39例例2：405、異構(gòu)酶類（、異構(gòu)酶類（isomerase

16、） 催化異構(gòu)化反應(yīng)催化異構(gòu)化反應(yīng) 例：例：AB416、連接酶類（、連接酶類（ligases, synthetases合成酶類）合成酶類） 將兩個(gè)小分子合成一個(gè)大分子，通常需要將兩個(gè)小分子合成一個(gè)大分子，通常需要ATP供能。供能。 例：例： 乙酸+CoASH+ATP 乙酰SCoA+AMP+PPiA + B + ATP AB + ADP + PiA + B + ATP AB + AMP + PPi42 絕對(duì)專一性（絕對(duì)專一性（absolute specificity） 例例: CONH2NH2H2O脲脲酶酶CO2 + 2NH3CONH2NHCH3H2O脲脲酶酶X6.4 酶的專一性酶的專一性 6.4

17、.1 酶的專一性類型酶的專一性類型 1. 結(jié)構(gòu)專一性結(jié)構(gòu)專一性43a. 基團(tuán)專一性（基團(tuán)專一性（group specificity） 相對(duì)專一性（相對(duì)專一性（relative specificity） A B 或或 A B如如 -D-葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶 OCH2OHOHOHOOHR44b. 鍵專一性鍵專一性 A BR1COOR2+ H2O酯酯酶酶R1COOH + R2OH45462.立體異構(gòu)專一性（立體異構(gòu)專一性（stereospecificity） 旋光異構(gòu)專一性旋光異構(gòu)專一性 幾何異構(gòu)專一性幾何異構(gòu)專一性 CCHHHOOCCOOH+ H2O延延胡胡索索酸酸水水化化酶酶CH2COOHCHO

18、HCOOH47立體專一性在實(shí)踐中的意義立體專一性在實(shí)踐中的意義 某些藥物的不對(duì)稱合成和拆分。如用乙?；改承┧幬锏牟粚?duì)稱合成和拆分。如用乙?；钢苽渲苽銵-L-氨基酸：有機(jī)合成的氨基酸：有機(jī)合成的D D、L-L-氨基酸經(jīng)?；螅被峤?jīng)?；?，用乙?；柑幚恚@時(shí)只有乙酰用乙?；柑幚?，這時(shí)只有乙酰-L-L氨基酸被水解，氨基酸被水解，于是便可將于是便可將L-L-氨基酸與乙酰氨基酸與乙酰- -氨基酸分開。氨基酸分開。48 鎖鑰學(xué)說(shuō)（鎖鑰學(xué)說(shuō)（lock and Key theory） 1894年年 Fisher 提出提出 關(guān)于酶作用專一性的假說(shuō)關(guān)于酶作用專一性的假說(shuō)6.4.2 酶的專一性的學(xué)說(shuō)酶的

19、專一性的學(xué)說(shuō) 49 誘導(dǎo)契合學(xué)說(shuō)（誘導(dǎo)契合學(xué)說(shuō)（induced-fit theory） 1958年年 Koshland提出提出50降低活化能加速反應(yīng)6.5 酶的催化機(jī)制51 必需基團(tuán)：酶分子中與酶活性相關(guān)的基團(tuán)酶分子中與酶活性相關(guān)的基團(tuán)（羥基、巰基、咪唑基和羧基）（羥基、巰基、咪唑基和羧基）活性中心活性中心內(nèi)內(nèi)必需基團(tuán)必需基團(tuán)結(jié)合和催化結(jié)合和催化活性中心活性中心外外必需基團(tuán)必需基團(tuán)維持酶構(gòu)象維持酶構(gòu)象 活性中心：活性中心：酶分子表面與底物酶分子表面與底物結(jié)合結(jié)合并將底物并將底物轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的空間結(jié)構(gòu)區(qū)域?yàn)楫a(chǎn)物的空間結(jié)構(gòu)區(qū)域結(jié)合結(jié)合基團(tuán)基團(tuán)催化催化基團(tuán)基團(tuán)6.5.1 酶的活性中心52底底 物物

20、 活性中心以活性中心以外的必需基團(tuán)外的必需基團(tuán) 結(jié)合基團(tuán)結(jié)合基團(tuán) 催化基團(tuán)催化基團(tuán) 活性中心活性中心 53 組成酶活性中心的氨基酸側(cè)鏈基團(tuán)主要有組成酶活性中心的氨基酸側(cè)鏈基團(tuán)主要有Glu和和Asp的的-COOH，Lys的的-NH2，His的的咪唑咪唑基基，Ser的的-OH，Cys的的-SH，Tyr的的側(cè)鏈基團(tuán)側(cè)鏈基團(tuán)。 54一些酶活性中心的必需基團(tuán)一些酶活性中心的必需基團(tuán)名稱名稱 活性中心的必需基團(tuán)活性中心的必需基團(tuán)胰蛋白酶胰蛋白酶 His42,Ser180,Asp87彈性蛋白酶彈性蛋白酶 His57,Asp102,Ser195,Asp194,Ile16 羧基肽酶羧基肽酶 Arg145,Tyr

21、248,Glu270 溶菌酶溶菌酶 Glu35,Asp52，Trp62, Trp63 ,Asp101乳酸脫氫酶乳酸脫氫酶 Asp30,Asp53,Lys58,Tyr85,Arg101 Glu140,Arg171,His195,Lys250-胰糜蛋白酶胰糜蛋白酶 His57,Asp102,Asp194,Ser195,Ile1655酶的活性中心特點(diǎn)：1、體積小2、具三維結(jié)構(gòu)的裂隙3、底物與酶活性部位是通過(guò)次級(jí)鍵結(jié)合 4、活性部位的裂隙具有高度疏水性5、活性部位構(gòu)象上的柔性5657例例2、胰凝乳蛋白酶（、胰凝乳蛋白酶（chymotrypsin） 返回586.5.2 6.5.2 酶與底物復(fù)合物的形成酶

22、與底物復(fù)合物的形成 59 鄰近效應(yīng)與定向效應(yīng)鄰近效應(yīng)與定向效應(yīng) （proximity and orientation effect） 6.5.3 酶具有高效催化效率的分子機(jī)制酶具有高效催化效率的分子機(jī)制60鄰近效應(yīng)：鄰近效應(yīng)：指兩個(gè)反應(yīng)的分子，它們反應(yīng)的基團(tuán)需要互相指兩個(gè)反應(yīng)的分子，它們反應(yīng)的基團(tuán)需要互相 靠近，才能反應(yīng)?？拷?，才能反應(yīng)。 定向效應(yīng)定向效應(yīng): 指酶的催化基團(tuán)與底物的反應(yīng)基團(tuán)之間的正確指酶的催化基團(tuán)與底物的反應(yīng)基團(tuán)之間的正確 定向。定向。 6162促進(jìn)底物過(guò)渡態(tài)形成的非共價(jià)作用促進(jìn)底物過(guò)渡態(tài)形成的非共價(jià)作用 63酸堿催化（酸堿催化（acid-base catalysis） 狹義的

23、酸堿催化劑：狹義的酸堿催化劑： H H+ +和和 OH OH的催化的催化廣義的酸堿催化劑：廣義的酸堿催化劑： 質(zhì)子供體和質(zhì)子受體的催化（氨基、羧基、質(zhì)子供體和質(zhì)子受體的催化（氨基、羧基、巰基、酚羥基、巰基、酚羥基、咪唑基咪唑基等）等） 6465 共價(jià)催化（共價(jià)催化（covalent catalysiscovalent catalysis） 什么是共價(jià)催化？什么是共價(jià)催化？ 共價(jià)催化共價(jià)催化 親電子催化親電子催化 親核催化親核催化 親核的酶或親電的酶能親核的酶或親電的酶能放出電子放出電子或或汲取電子并作用于底并作用于底物的缺電子中心或負(fù)電子中心，迅速形成不穩(wěn)定的共價(jià)中間物的缺電子中心或負(fù)電子中心

24、，迅速形成不穩(wěn)定的共價(jià)中間絡(luò)合物，降低反應(yīng)活化能，加速反應(yīng)。絡(luò)合物，降低反應(yīng)活化能，加速反應(yīng)。66金屬離子催化金屬離子催化676.5.4 酶作用機(jī)制的實(shí)例酶作用機(jī)制的實(shí)例-胰凝乳蛋白酶胰凝乳蛋白酶68胰凝乳蛋白酶分子中胰凝乳蛋白酶分子中催化三聯(lián)體構(gòu)象催化三聯(lián)體構(gòu)象His57Asp102Ser195Asp102His57Ser195His57102AspSer195A.酶分子中的電荷中繼網(wǎng)酶分子中的電荷中繼網(wǎng)B.加上底物后，從加上底物后，從Ser轉(zhuǎn)移一個(gè)質(zhì)子給轉(zhuǎn)移一個(gè)質(zhì)子給His，帶正電荷的咪唑基通過(guò)帶負(fù)電荷的帶正電荷的咪唑基通過(guò)帶負(fù)電荷的Asp靜電靜電相互作用被穩(wěn)定相互作用被穩(wěn)定Ser1951

25、02AspHis57底物底物69胰凝乳蛋白酶反應(yīng)的詳細(xì)機(jī)制（胰凝乳蛋白酶反應(yīng)的詳細(xì)機(jī)制（1）結(jié)合底物結(jié)合底物His57 質(zhì)子供體質(zhì)子供體形成共價(jià)形成共價(jià)ES復(fù)合物復(fù)合物C-N鍵斷裂鍵斷裂底物底物70胰凝乳蛋白酶反應(yīng)的詳細(xì)機(jī)制（胰凝乳蛋白酶反應(yīng)的詳細(xì)機(jī)制（2）羰基產(chǎn)物釋放羰基產(chǎn)物釋放四面體中間物四面體中間物的瓦解的瓦解水親核攻擊水親核攻擊羧基產(chǎn)物釋放羧基產(chǎn)物釋放716.6 酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)（酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)（kinetics） 什么是酶作用動(dòng)力學(xué)？什么是酶作用動(dòng)力學(xué)？ 研究酶促反應(yīng)的研究酶促反應(yīng)的速率速率以及以及影響反應(yīng)速率的各種影響反應(yīng)速率的各種因素的科學(xué)因素的科學(xué), ,其中酶與底物之間作用問(wèn)題是

26、研究酶其中酶與底物之間作用問(wèn)題是研究酶促反應(yīng)的核心問(wèn)題促反應(yīng)的核心問(wèn)題. .72產(chǎn)物濃度產(chǎn)物濃度/P/P酶的反應(yīng)過(guò)程曲線酶的反應(yīng)過(guò)程曲線1、反應(yīng)的初速度（初始速率）、反應(yīng)的初速度（初始速率） 是底物轉(zhuǎn)化量是底物轉(zhuǎn)化量5%E。 產(chǎn)產(chǎn) 物物 濃濃 度度 P(t)1522酶活力和比活力表示方式酶活力和比活力表示方式 （1）酶活力（）酶活力（enzyme activity）酶活力的大小用酶活力單位來(lái)表示，簡(jiǎn)稱酶單位（酶活力的大小用酶活力單位來(lái)表示，簡(jiǎn)稱酶單位（unit, Uunit, U） 酶單位的定義：酶單位的定義：在一定條件下，一定時(shí)間內(nèi)將一定量的底物在一定條件下，一定時(shí)間內(nèi)將一定量的底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)

27、物所需的轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物所需的酶量酶量。 19611961年國(guó)際酶單位（年國(guó)際酶單位（IUIU）每分鐘轉(zhuǎn)化每分鐘轉(zhuǎn)化1mol1mol底物的酶量。底物的酶量。19721972年年KatalKatal（簡(jiǎn)稱（簡(jiǎn)稱KatKat）單位）單位每秒鐘能使每秒鐘能使1mol1mol底物轉(zhuǎn)化底物轉(zhuǎn)化 的酶量。的酶量。l1kat=6107 I.U153（2）酶的比活力（）酶的比活力（specific activity，比活性，比活性比活力：比活力：指每指每mg蛋白質(zhì)所具有的酶活力蛋白質(zhì)所具有的酶活力，一般用，一般用 U/mg 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)來(lái)表示，比活力說(shuō)明酶的純度。來(lái)表示，比活力說(shuō)明酶的純度。 比活力比活力= 酶活力

28、（酶活力（U/ml）/ 蛋白質(zhì)濃度（蛋白質(zhì)濃度（mg/ml） 比活力有時(shí)也可用每比活力有時(shí)也可用每g或每或每ml酶含多少個(gè)活力單位來(lái)表示。酶含多少個(gè)活力單位來(lái)表示。 154 在最適底物濃度時(shí)，每分鐘或每秒鐘每分子酶活性中心在最適底物濃度時(shí)，每分鐘或每秒鐘每分子酶活性中心轉(zhuǎn)換底物的分子數(shù)。轉(zhuǎn)換底物的分子數(shù)。（3）轉(zhuǎn)換數(shù)）轉(zhuǎn)換數(shù)(TN)1553. 酶活力的測(cè)定方法酶活力的測(cè)定方法 （1）化學(xué)分析法）化學(xué)分析法（2）分光光度計(jì)量法）分光光度計(jì)量法 該法要求酶的底物和產(chǎn)物在紫外或可見光部分光吸收不同。該法要求酶的底物和產(chǎn)物在紫外或可見光部分光吸收不同。 （3）量氣法）量氣法（4）pH測(cè)量法測(cè)量法（5）氧和過(guò)氧化氫的）氧和過(guò)氧化氫的質(zhì)譜測(cè)定質(zhì)譜測(cè)定1566.10.2 酶的分離與提純酶的分離與提純 1選材選材 2破碎細(xì)胞破碎細(xì)胞 3抽提抽提 4去核酸、去多糖去核酸、去多糖 5提純提純 6保存保存 157由于酶的特殊性，在提純過(guò)程中要注意由于酶的特殊性，在提純過(guò)程中要注意 :1全部操作在低溫全部操作在低溫04。 2在分離提純過(guò)程中，不能劇烈攪拌。在分離提純過(guò)程中，不能劇烈攪拌。 3在提純?nèi)軇┲屑右恍┍Ｗo(hù)劑，如少量在提純?nèi)軇┲屑右恍┍Ｗo(hù)劑，如少量EDTA、 少量少量