生物化學(xué)課件：第四章 生物催化劑—酶

1、羧肽酶本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容4 酶的分子結(jié)構(gòu)與功能酶的分子結(jié)構(gòu)與功能4 酶促反應(yīng)的特點(diǎn)與機(jī)理酶促反應(yīng)的特點(diǎn)與機(jī)理4 酶的命名與分類酶的命名與分類4 酶反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)酶反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)4 酶活性的調(diào)節(jié)酶活性的調(diào)節(jié) 4 酶的應(yīng)用酶的應(yīng)用什么是酶什么是酶? ? 酶就是由細(xì)胞合成的，在機(jī)體內(nèi)行使催化功能的生物催化酶就是由細(xì)胞合成的，在機(jī)體內(nèi)行使催化功能的生物催化劑劑，能通過(guò)降低反應(yīng)的活化能加快反應(yīng)速度，但不改變反，能通過(guò)降低反應(yīng)的活化能加快反應(yīng)速度，但不改變反應(yīng)的平衡點(diǎn)。應(yīng)的平衡點(diǎn)。沒(méi)有酶的反應(yīng)沒(méi)有酶的反應(yīng)有酶催化的反應(yīng)有酶催化的反應(yīng) 公元前兩千多年，我國(guó)已有釀酒公元前兩千多年，我國(guó)已有釀酒 記載。記載。

2、 1783年，意大利科學(xué)家斯帕蘭扎尼年，意大利科學(xué)家斯帕蘭扎尼 （L.Spallanzani，17291799）推斷）推斷 胃液中一定含有消化肉塊的物質(zhì)。但是什么，他不清楚胃液中一定含有消化肉塊的物質(zhì)。但是什么，他不清楚 1836年，德國(guó)科學(xué)家施旺（年，德國(guó)科學(xué)家施旺（T.Schwann，18101882）從胃液中提取出了消化蛋白質(zhì)的物質(zhì)。解開(kāi)胃的消化從胃液中提取出了消化蛋白質(zhì)的物質(zhì)。解開(kāi)胃的消化之謎。之謎。 一百余年前，一百余年前，Pasteur認(rèn)為認(rèn)為 發(fā)酵是酵母細(xì)胞生命活動(dòng)的結(jié)果。發(fā)酵是酵母細(xì)胞生命活動(dòng)的結(jié)果。酶學(xué)研究簡(jiǎn)史酶學(xué)研究簡(jiǎn)史 1877年，年，Kuhne首次提出首次提出Enzym

3、e一一詞，希臘詞的原意詞，希臘詞的原意是是 in yeast。 1897年，年，Buchner兄弟用不含細(xì)胞的酵母提取液，實(shí)現(xiàn)兄弟用不含細(xì)胞的酵母提取液，實(shí)現(xiàn)了發(fā)酵。了發(fā)酵。 1926年，年，Sumner首次從刀豆中提純出脲酶結(jié)晶。首次從刀豆中提純出脲酶結(jié)晶。 1982年，年，Cech首次發(fā)現(xiàn)首次發(fā)現(xiàn)RNA也具有酶的催化活性，提也具有酶的催化活性，提出出核酶核酶(ribozyme)的概念。的概念。 1995年，年，Jack W.Szostak研究室首先報(bào)道了具有研究室首先報(bào)道了具有DNA連連接酶活性接酶活性DNA片段，稱為片段，稱為脫氧核酶脫氧核酶(deoxyribozyme)。酶的化學(xué)本質(zhì)酶

4、的化學(xué)本質(zhì) 主要是蛋白質(zhì)，極少數(shù)是主要是蛋白質(zhì)，極少數(shù)是RNARNA和和DNADNA（核酶（核酶ribozyme ）DNA絕大多數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)。具有催化效率高、專絕大多數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)。具有催化效率高、專一性強(qiáng)、可調(diào)節(jié)、作用條件溫和等特點(diǎn)。一性強(qiáng)、可調(diào)節(jié)、作用條件溫和等特點(diǎn)。 絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，酶有特殊的催化絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，酶有特殊的催化作用。作用。 酶是催化劑，與普通化學(xué)催化劑有相同酶是催化劑，與普通化學(xué)催化劑有相同之處，又有獨(dú)特的催化特點(diǎn)：之處，又有獨(dú)特的催化特點(diǎn)： 高效率高效率 高專一性高專一性 高度不穩(wěn)定性高度不穩(wěn)定性 活力可調(diào)節(jié)活力可調(diào)節(jié)三高一調(diào)三高一調(diào)酶的重要性

5、 酶在國(guó)外被稱為是生命的源泉酶在國(guó)外被稱為是生命的源泉 酶參與人體所有的生命活動(dòng)酶參與人體所有的生命活動(dòng) 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和細(xì)胞活動(dòng)的調(diào)控都離不開(kāi)酶（激酶和磷酸酶）信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和細(xì)胞活動(dòng)的調(diào)控都離不開(kāi)酶（激酶和磷酸酶） 特殊活動(dòng)：熒光素酶可以為螢火蟲(chóng)發(fā)光特殊活動(dòng)：熒光素酶可以為螢火蟲(chóng)發(fā)光 病毒中含有酶，如病毒中含有酶，如HIVHIV整合酶和逆轉(zhuǎn)錄酶、流感病毒的神經(jīng)氨酸酶整合酶和逆轉(zhuǎn)錄酶、流感病毒的神經(jīng)氨酸酶 缺酶是現(xiàn)代人健康的第一殺手缺酶是現(xiàn)代人健康的第一殺手 人體細(xì)胞每天進(jìn)行人體細(xì)胞每天進(jìn)行60006000種以上的種以上的“生物化學(xué)反應(yīng)生物化學(xué)反應(yīng)”，相對(duì)應(yīng)必須有，相對(duì)應(yīng)必須有60006000種以上的酶

6、，不管缺了哪一種，不是生病就是死亡！種以上的酶，不管缺了哪一種，不是生病就是死亡！ 人類人類99%99%慢性病都與酵素不足或缺乏有關(guān)慢性病都與酵素不足或缺乏有關(guān) 。 絕大多數(shù)現(xiàn)代人都需要補(bǔ)充酶。絕大多數(shù)現(xiàn)代人都需要補(bǔ)充酶。研究酶的醫(yī)學(xué)重要性研究酶的醫(yī)學(xué)重要性理解酶的作用機(jī)制是認(rèn)知大多數(shù)疾病的生理基礎(chǔ)，理解酶的作用機(jī)制是認(rèn)知大多數(shù)疾病的生理基礎(chǔ)，為研制治療這些疾病藥物的提供理論指導(dǎo)為研制治療這些疾病藥物的提供理論指導(dǎo) 許多疾病是缺乏某一種酶引起的。許多疾病是缺乏某一種酶引起的。 酶是許多藥物作用的目標(biāo)。酶是許多藥物作用的目標(biāo)。 酶有時(shí)可直接被用來(lái)治療某種疾病。酶有時(shí)可直接被用來(lái)治療某種疾病。 存

7、在一種酶或缺乏一種酶經(jīng)常被用來(lái)診斷某些疾病。存在一種酶或缺乏一種酶經(jīng)常被用來(lái)診斷某些疾病。 病毒性肝炎病毒性肝炎谷丙轉(zhuǎn)氨酶谷丙轉(zhuǎn)氨酶 心肌梗塞心肌梗塞谷草轉(zhuǎn)氨酶、肌酸激酶、谷草轉(zhuǎn)氨酶、肌酸激酶、LDHLDH（H4H4） 急性胰腺炎急性胰腺炎淀粉酶、脂肪酶淀粉酶、脂肪酶 第一第一節(jié)節(jié)酶的分子結(jié)構(gòu)與功能酶的分子結(jié)構(gòu)與功能The Molecular Structure and Function of Enzyme 根據(jù)酶的存在狀態(tài)分為：根據(jù)酶的存在狀態(tài)分為：I.I. 胞內(nèi)酶胞內(nèi)酶：在合成分泌后定位于細(xì)胞內(nèi)發(fā)生作用：在合成分泌后定位于細(xì)胞內(nèi)發(fā)生作用的酶，大多數(shù)的酶屬于此類。的酶，大多數(shù)的酶屬于此類。

8、線粒體：三羧酸循環(huán)酶系和氧化磷酸化酶系線粒體：三羧酸循環(huán)酶系和氧化磷酸化酶系 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的核糖體：蛋白質(zhì)合成的酶系內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的核糖體：蛋白質(zhì)合成的酶系II.II.胞外酶胞外酶：在合成后分泌到細(xì)胞外發(fā)生作用的酶，：在合成后分泌到細(xì)胞外發(fā)生作用的酶，主要為水解酶。主要為水解酶。 根據(jù)酶蛋白的特點(diǎn)，可將酶分為根據(jù)酶蛋白的特點(diǎn)，可將酶分為4類：類：A. 單體酶單體酶（monomeric enzyme）：）：a) 僅有一個(gè)活性中心的多肽鏈構(gòu)成的酶，一般是由一條多僅有一個(gè)活性中心的多肽鏈構(gòu)成的酶，一般是由一條多肽鏈組成，如牛胰島素、胰核糖核酸酶、溶菌酶等。肽鏈組成，如牛胰島素、胰核糖核酸酶、溶菌酶等。b) 有的單

9、體酶是由多條多肽鏈組成，如胰凝乳蛋白酶，由有的單體酶是由多條多肽鏈組成，如胰凝乳蛋白酶，由三條肽鏈組成，鏈間由二硫鍵相連構(gòu)成一個(gè)共價(jià)整體。三條肽鏈組成，鏈間由二硫鍵相連構(gòu)成一個(gè)共價(jià)整體。這類含幾條肽鏈的單體酶往往是由一條前體肽鏈經(jīng)活化這類含幾條肽鏈的單體酶往往是由一條前體肽鏈經(jīng)活化斷裂而生成。斷裂而生成。c) 單體酶種類很少，一般多是催化水解反應(yīng)的酶，相對(duì)分單體酶種類很少，一般多是催化水解反應(yīng)的酶，相對(duì)分子質(zhì)量在子質(zhì)量在35，000以下。以下。（黃色圓球是（黃色圓球是ZnZn2+2+）羧基肽酶羧基肽酶牛核糖核酸酶牛核糖核酸酶B. 寡聚酶（寡聚酶（oligomeric enzyme）：）：是由兩

10、個(gè)或兩是由兩個(gè)或兩個(gè)以上的亞基組成的酶，這些亞基可以是相同個(gè)以上的亞基組成的酶，這些亞基可以是相同的，也可以是不同的的，也可以是不同的C. 多酶復(fù)合體（多酶復(fù)合體（multienzyme complex）：）：是由幾是由幾種酶非共價(jià)鍵彼此嵌合而成種酶非共價(jià)鍵彼此嵌合而成D. 多功能酶多功能酶(multifunctional enzyme)或串聯(lián)酶或串聯(lián)酶(tandem enzyme)：一些多酶體系在進(jìn)化過(guò)程中一些多酶體系在進(jìn)化過(guò)程中由于基因的融合，多種不同催化功能存在于一由于基因的融合，多種不同催化功能存在于一條多肽鏈中，這類酶稱為多功能酶條多肽鏈中，這類酶稱為多功能酶（一）單純酶（一）單純酶

11、有些酶其分子結(jié)構(gòu)僅由氨基酸組成，沒(méi)有非有些酶其分子結(jié)構(gòu)僅由氨基酸組成，沒(méi)有非蛋白質(zhì)成分。這類酶稱為蛋白質(zhì)成分。這類酶稱為單純酶單純酶（simple enzymesimple enzyme）如脲酶、一些蛋白酶、淀粉酶、酯酶和核糖如脲酶、一些蛋白酶、淀粉酶、酯酶和核糖核酸酶等。核酸酶等。一、一、 酶的分子組成酶的分子組成按照酶的化學(xué)組成可將酶分為單純酶和結(jié)合酶兩大類。（二）結(jié)合酶（二）結(jié)合酶結(jié)合酶（結(jié)合酶（conjugated enzyme）是除了在其組成中含有是除了在其組成中含有由氨基酸組成的蛋白質(zhì)部分外，還含有非蛋白質(zhì)部分由氨基酸組成的蛋白質(zhì)部分外，還含有非蛋白質(zhì)部分 。如。如金屬離子、鐵卟啉

12、或含金屬離子、鐵卟啉或含B族維生素的小分子有機(jī)物。族維生素的小分子有機(jī)物。蛋白質(zhì)部分：酶蛋白蛋白質(zhì)部分：酶蛋白 (apoenzyme)(apoenzyme)輔助因子輔助因子(cofactor) (cofactor) 金屬離子金屬離子小分子有機(jī)化合物小分子有機(jī)化合物全酶全酶(holoenzyme)(holoenzyme)q只有全酶才有催化活性只有全酶才有催化活性q酶蛋白酶蛋白決定反應(yīng)的特異性決定反應(yīng)的特異性q輔助因子輔助因子決定反應(yīng)的種類與性質(zhì)決定反應(yīng)的種類與性質(zhì)輔助因子分類輔助因子分類（按其與酶蛋白結(jié)合的緊密程度）（按其與酶蛋白結(jié)合的緊密程度） 輔酶輔酶 (coenzyme): 非蛋白質(zhì)成分與

13、酶蛋白結(jié)合以非共價(jià)鍵結(jié)非蛋白質(zhì)成分與酶蛋白結(jié)合以非共價(jià)鍵結(jié)合合，結(jié)合結(jié)合疏松，疏松，可用透析或超濾的方法除去。可用透析或超濾的方法除去。 輔基輔基 (prosthetic group): 非蛋白質(zhì)成分與酶蛋白結(jié)合非蛋白質(zhì)成分與酶蛋白結(jié)合緊密，緊密，不能用不能用透析或超濾的方法除去透析或超濾的方法除去。 金屬酶金屬酶(metalloenzyme)金屬離子與酶結(jié)合緊密，提取過(guò)程中不易丟金屬離子與酶結(jié)合緊密，提取過(guò)程中不易丟失。金屬離子通常為失。金屬離子通常為活性活性中心中心 金屬激活酶金屬激活酶(metal-activated enzyme) 金屬離子為酶的活性所必需，但與酶的結(jié)合金屬離子為酶的活

14、性所必需，但與酶的結(jié)合不甚緊密。金屬離子是酶活性的不甚緊密。金屬離子是酶活性的激活劑激活劑. 金屬離子的作用金屬離子的作用穩(wěn)定酶的構(gòu)象；穩(wěn)定酶的構(gòu)象； 參與催化反應(yīng)，傳遞電子；參與催化反應(yīng)，傳遞電子；在酶與底物間起橋梁作用；在酶與底物間起橋梁作用；等。等。 金屬酶金屬酶金屬離子金屬離子金屬激活酶金屬激活酶金屬離子金屬離子過(guò)氧化氫酶過(guò)氧化氫酶Fe2+丙酮酸激酶丙酮酸激酶K+，Mg2+過(guò)氧化物酶過(guò)氧化物酶Fe2+丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶Mn2+，Zn2+谷胱苷肽過(guò)氧化物酶谷胱苷肽過(guò)氧化物酶Se蛋白激酶蛋白激酶Mg2+,Mn2+己糖激酶己糖激酶Mg2+精氨酸酶精氨酸酶Mn2+固氮酶固氮酶Mo2+磷脂

15、酶磷脂酶CCa2+核糖核苷酸還原酶核糖核苷酸還原酶Mn2+細(xì)胞色素氧化酶細(xì)胞色素氧化酶Cu2+羧基肽酶羧基肽酶Zn2+脲酶脲酶Ni2+碳酸酐酶碳酸酐酶Zn2+檸檬酸合酶檸檬酸合酶K+金屬酶和金屬激活酶金屬酶和金屬激活酶金屬酶種類很多，以含金屬酶種類很多，以含鋅、鐵、銅鋅、鐵、銅的酶最多的酶最多尼克酰胺（維生素尼克酰胺（維生素PP之一）之一）尼克酰胺（維生素尼克酰胺（維生素PP之一）之一）維生素維生素B2（核黃素）（核黃素）維生素維生素B2（核黃素）（核黃素）維生素維生素B1（硫胺素）（硫胺素）泛酸泛酸硫辛酸硫辛酸維生素維生素B12生物素生物素吡哆醛（維生素吡哆醛（維生素B6之一）之一）葉酸葉酸

16、NAD+（尼克酰胺腺嘌呤二核（尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸，輔酶苷酸，輔酶I）NADP+（尼克酰胺腺嘌呤二核（尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸，輔酶苷酸磷酸，輔酶II）FMN （黃素單核苷酸）（黃素單核苷酸）FAD（黃素腺嘌呤二核苷酸）（黃素腺嘌呤二核苷酸）TPP（焦磷酸硫胺素）（焦磷酸硫胺素）輔酶輔酶A（CoA）硫辛酸硫辛酸鈷胺素輔酶類鈷胺素輔酶類生物素生物素磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛四氫葉酸四氫葉酸氫原子（質(zhì)子）氫原子（質(zhì)子）醛基醛基酰基?；榛榛趸级趸及被被谆⒓紫┗?、甲基、甲烯基、甲炔基、甲?；兹不?、甲?；纫惶紗挝坏纫惶紗挝凰木S生素所含的維生素名名稱稱小分子有機(jī)化合物小分子有機(jī)化

17、合物(輔輔 酶酶 或或 輔輔 基基)轉(zhuǎn)移的基團(tuán)轉(zhuǎn)移的基團(tuán)尼克酰胺（維生素尼克酰胺（維生素PP之一）之一）尼克酰胺（維生素尼克酰胺（維生素PP之一）之一）維生素維生素B2（核黃素）（核黃素）維生素維生素B2（核黃素）（核黃素）維生素維生素B1（硫胺素）（硫胺素）泛酸泛酸硫辛酸硫辛酸維生素維生素B12生物素生物素吡哆醛（維生素吡哆醛（維生素B6之一）之一）葉酸葉酸NAD+（尼克酰胺腺嘌呤二核（尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸，輔酶苷酸，輔酶I）NADP+（尼克酰胺腺嘌呤二核（尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸，輔酶苷酸磷酸，輔酶II）FMN （黃素單核苷酸）（黃素單核苷酸）FAD（黃素腺嘌呤二核苷酸）（黃素腺嘌呤二

18、核苷酸）TPP（焦磷酸硫胺素）（焦磷酸硫胺素）輔酶輔酶A（CoA）硫辛酸硫辛酸鈷胺素輔酶類鈷胺素輔酶類生物素生物素磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛四氫葉酸四氫葉酸氫原子（質(zhì)子）氫原子（質(zhì)子）醛基醛基?；；榛榛趸级趸及被被谆?、甲烯基、甲基、甲烯基、甲炔基、甲?；兹不⒓柞；纫惶紗挝坏纫惶紗挝凰木S生素所含的維生素名名稱稱小分子有機(jī)化合物小分子有機(jī)化合物(輔輔 酶酶 或或 輔輔 基基)轉(zhuǎn)移的基團(tuán)轉(zhuǎn)移的基團(tuán) 小分子有機(jī)化合物的作用小分子有機(jī)化合物的作用在反應(yīng)中起運(yùn)載體的作用，傳遞電子、質(zhì)子或其它基團(tuán)。在反應(yīng)中起運(yùn)載體的作用，傳遞電子、質(zhì)子或其它基團(tuán)。維生素維生素（Vitamins） 是

19、維持生物體正常生命活動(dòng)必不可少的一類小分子有機(jī)化是維持生物體正常生命活動(dòng)必不可少的一類小分子有機(jī)化合物。合物。 不構(gòu)成細(xì)胞組織的原料，不構(gòu)成細(xì)胞組織的原料， 不是供能的物質(zhì)，不是供能的物質(zhì)， 大多數(shù)以大多數(shù)以輔酶或輔基輔酶或輔基的形式參與體內(nèi)代謝過(guò)程的形式參與體內(nèi)代謝過(guò)程 需要量甚少需要量甚少 一般不能在人體內(nèi)合成一般不能在人體內(nèi)合成 必須從食物中獲取必須從食物中獲取。 國(guó)人最為缺乏的維生素排序國(guó)人最為缺乏的維生素排序 維生素維生素 維生素維生素 維生素維生素 維生素維生素 維生素維生素類別類別脂溶性維生素脂溶性維生素水溶性維生素水溶性維生素溶解性質(zhì)溶解性質(zhì) 不溶于水，溶于有機(jī)溶劑不溶于水，溶

20、于有機(jī)溶劑溶于水溶于水吸收吸收先進(jìn)入淋巴循環(huán)，然后再到血先進(jìn)入淋巴循環(huán)，然后再到血液液直接被腸道吸收，進(jìn)入血液直接被腸道吸收，進(jìn)入血液運(yùn)輸運(yùn)輸需要載體蛋白的幫助需要載體蛋白的幫助自由自由貯存貯存量多時(shí)與脂肪貯存在一起，難量多時(shí)與脂肪貯存在一起，難以排泄以排泄量多時(shí)經(jīng)腎臟排泄出去量多時(shí)經(jīng)腎臟排泄出去毒性毒性大量服用時(shí)容易達(dá)到毒性水平大量服用時(shí)容易達(dá)到毒性水平難以達(dá)到毒性水平難以達(dá)到毒性水平劑量劑量周期性地服用周期性地服用經(jīng)常少量服用（經(jīng)常少量服用（1天天3天）天）按溶解性質(zhì)分為按溶解性質(zhì)分為脂溶性維生素脂溶性維生素和和水溶性維生素水溶性維生素兩大類。兩大類。 脂溶性維生素：脂溶性維生素： A D

21、 E K 維生素維生素 水溶性維生素：水溶性維生素： Vc VB: B1 B2 B5（泛酸）（泛酸） B3(PP) B12（氰鈷胺素）（氰鈷胺素） B6 （吡哆醇（吡哆醇/醛醛/胺）胺） B7 (生物素生物素 ） B11（葉酸）（葉酸） 1. B族維生素族維生素 共同特點(diǎn)是：共同特點(diǎn)是：I.在自然界常共同存在，酵母、蔬菜和動(dòng)物肝臟在自然界常共同存在，酵母、蔬菜和動(dòng)物肝臟較豐富較豐富II. 大都含有大都含有N；III. 易溶于水，對(duì)酸穩(wěn)定，易被堿或熱破壞。易溶于水，對(duì)酸穩(wěn)定，易被堿或熱破壞。IV. 當(dāng)當(dāng)B族族維生素缺乏時(shí)，最容易受到影響的是生長(zhǎng)和分維生素缺乏時(shí)，最容易受到影響的是生長(zhǎng)和分裂旺盛的

22、細(xì)胞和組織裂旺盛的細(xì)胞和組織，神經(jīng)系統(tǒng)的功能也會(huì)受到影響神經(jīng)系統(tǒng)的功能也會(huì)受到影響I.維生素維生素B1 第一個(gè)發(fā)現(xiàn)的維生素，又名為硫胺素、第一個(gè)發(fā)現(xiàn)的維生素，又名為硫胺素、抗腳氣病維生素抗腳氣病維生素 輔酶輔酶硫胺素焦磷酸（硫胺素焦磷酸（TPP） 脫羧酶的輔酶，舉例脫羧酶的輔酶，舉例: -酮戊二酸脫氫酶酮戊二酸脫氫酶, 丙酮酸脫羧酶丙酮酸脫羧酶 缺乏癥：腳氣病缺乏癥：腳氣病主要發(fā)生在長(zhǎng)期以精白米為主食，而又缺乏其他副食主要發(fā)生在長(zhǎng)期以精白米為主食，而又缺乏其他副食補(bǔ)充的人群身上。補(bǔ)充的人群身上。腳氣病特征：腳氣病特征：手腳麻木手腳麻木肌肉無(wú)力肌肉無(wú)力癱瘓癱瘓腳氣性心臟病腳氣性心臟病治療：多食粗

23、糧、豬肉、動(dòng)物內(nèi)臟。戒除大量飲酒、治療：多食粗糧、豬肉、動(dòng)物內(nèi)臟。戒除大量飲酒、飲咖啡等生活習(xí)慣，必要時(shí)口服維生素飲咖啡等生活習(xí)慣，必要時(shí)口服維生素B1片。片。土豆含豐富的土豆含豐富的B族維生素，常吃有益身體健康族維生素，常吃有益身體健康II. 維生素維生素B2由核糖醇與由核糖醇與6,7-6,7-二甲基異咯嗪結(jié)合而成。氧化型的維生素二甲基異咯嗪結(jié)合而成。氧化型的維生素B B2 2呈現(xiàn)黃呈現(xiàn)黃色，故名為核黃素。色，故名為核黃素。輔酶輔酶黃素單核苷酸（黃素單核苷酸（FMNFMN）和黃素腺嘌呤二核苷酸（）和黃素腺嘌呤二核苷酸（FADFAD）作用：作用：參與氧化還原反應(yīng)，遞氫參與氧化還原反應(yīng)，遞氫 F

24、ADHHCOOHCHCH COOH琥珀酸琥珀酸( (succinatesuccinate) )琥珀酸脫氫酶琥珀酸脫氫酶HOOCCHCHCOOH延胡索酸延胡索酸( (fumaratefumarate) )FADH2(yellow)(colorless)缺乏癥缺乏癥 口角炎、舌炎、陰囊炎、皮疹及角膜血管口角炎、舌炎、陰囊炎、皮疹及角膜血管增生和鞏膜充血等增生和鞏膜充血等。III.維生素維生素PP 即維生素即維生素B3，包括，包括尼克酸尼克酸和和尼克酰胺尼克酰胺兩種物質(zhì)，兩兩種物質(zhì)，兩者均為吡啶衍生物，在體內(nèi)可以相互轉(zhuǎn)變。者均為吡啶衍生物，在體內(nèi)可以相互轉(zhuǎn)變。 輔酶輔酶輔酶輔酶（NAD+）和輔酶）和

25、輔酶（NADP+），），是是脫氫酶脫氫酶的輔酶，在生物氧化過(guò)程中起氫傳遞體的的輔酶，在生物氧化過(guò)程中起氫傳遞體的作用，。作用，。 蘋(píng)果酸脫氫酶蘋(píng)果酸脫氫酶HOHCOOHCH2CCOOH 草酰乙酸草酰乙酸( (oxaloacetateoxaloacetate) )OCOOHCH2CCOOH蘋(píng)果酸蘋(píng)果酸( (malatemalate) )NAD+NADH+H+功能：功能：以以NAD+或或NADP+形式作為脫氫酶的輔酶形式作為脫氫酶的輔酶而起到遞氫體的作用。而起到遞氫體的作用。NCONH2RNCONH2RHH+2H-2HNAD(P)+ +2H-2HNAD(P)H + H+缺乏癥：缺乏癥：癩皮病。癩皮

26、病。Characterized by the 4 DsDermatitis （皮炎）（皮炎）Diarrhea （腹瀉）（腹瀉）Dementia （癡呆）（癡呆）Death（死亡）（死亡） 主要食物來(lái)源是肝、腎、瘦肉、家禽、魚(yú)、花生、主要食物來(lái)源是肝、腎、瘦肉、家禽、魚(yú)、花生、豆類等。豆類等。 缺乏維生素缺乏維生素B1和維生素和維生素B2均可引起煙酸缺乏癥。均可引起煙酸缺乏癥。見(jiàn)于以玉米為主食者。見(jiàn)于以玉米為主食者。IV.IV. 泛酸泛酸 即維生素即維生素B B5 5，是由，是由,-,-二羥二羥-,-,-二甲基丁酸與二甲基丁酸與-丙氨酸通過(guò)酰胺鍵縮合而成的酸性物質(zhì)，廣泛存丙氨酸通過(guò)酰胺鍵縮合而成

27、的酸性物質(zhì)，廣泛存在于動(dòng)植物組織。在于動(dòng)植物組織。 輔酶輔酶CoACoA，是乙?；饔玫妮o酶，起轉(zhuǎn)?；饔檬且阴；饔玫妮o酶，起轉(zhuǎn)酰基作用 幾乎所有的食物都含有泛酸，缺乏的問(wèn)題一般無(wú)需多幾乎所有的食物都含有泛酸，缺乏的問(wèn)題一般無(wú)需多慮。所含泛酸較多的食物：牛奶、豆?jié){。慮。所含泛酸較多的食物：牛奶、豆?jié){。輔酶輔酶A的化學(xué)結(jié)構(gòu)的化學(xué)結(jié)構(gòu)V.V. 維生素維生素B B6 6 包括吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺。包括吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺。 輔酶輔酶主要是主要是磷酸吡哆醛（磷酸吡哆醛（PLP）和磷酸吡哆胺）和磷酸吡哆胺，它們，它們?cè)隗w內(nèi)參與氨基酸的在體內(nèi)參與氨基酸的轉(zhuǎn)氨轉(zhuǎn)氨、某些氨基酸的、某些氨基酸的脫羧脫羧以

28、及半胱氨以及半胱氨酸的酸的脫巰基脫巰基作用。此外它還參與羥色胺、去甲腎上腺素、作用。此外它還參與羥色胺、去甲腎上腺素、鞘磷脂以及血紅素的合成。鞘磷脂以及血紅素的合成。 舉例：所有的舉例：所有的 轉(zhuǎn)氨酶轉(zhuǎn)氨酶 氨基酸脫羧酶：氨基酸脫羧酶： L-谷氨酸脫羧酶谷氨酸脫羧酶 絲氨酸羥甲基轉(zhuǎn)移酶絲氨酸羥甲基轉(zhuǎn)移酶轉(zhuǎn)氨酶通過(guò)磷酸吡多醛和磷酸吡多胺的相互轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)氨酶通過(guò)磷酸吡多醛和磷酸吡多胺的相互轉(zhuǎn)換，起轉(zhuǎn)移氨基的作用。起轉(zhuǎn)移氨基的作用。NH3CHOCHOCH2O P OHOOHNH3CHOCH2NH2CH2O P OHOOH磷酸吡哆醛 磷酸吡哆胺- -酮戊二酸酮戊二酸 谷氨酸谷氨酸 B6缺乏癥缺乏癥 維生

29、素維生素B6在動(dòng)植物中分布極廣，同時(shí)，腸道細(xì)菌在動(dòng)植物中分布極廣，同時(shí)，腸道細(xì)菌也能夠合成它也能夠合成它。但其量甚微，還是要從食物中補(bǔ)。但其量甚微，還是要從食物中補(bǔ)充。充。 在動(dòng)物性及植物性食物中含量均微，酵母粉含量在動(dòng)物性及植物性食物中含量均微，酵母粉含量最多，米糠或白米含量亦不少，其次是來(lái)自于肉最多，米糠或白米含量亦不少，其次是來(lái)自于肉類、家禽、魚(yú)，馬鈴薯、甜薯、蔬菜中。類、家禽、魚(yú)，馬鈴薯、甜薯、蔬菜中。 動(dòng)物缺乏維生素動(dòng)物缺乏維生素B6可發(fā)生與癩皮病相似的皮炎。可發(fā)生與癩皮病相似的皮炎。生物素生物素 又名維生素又名維生素B7,維生素維生素H，為帶有戊酸的噻吩與尿酸結(jié)，為帶有戊酸的噻吩與

30、尿酸結(jié)合的駢環(huán)。合的駢環(huán)。 輔酶輔酶作為多種羧化酶的輔酶參與作為多種羧化酶的輔酶參與CO2的固定的固定。 輔基形式輔基形式: 與酶蛋白賴氨酸殘基側(cè)鏈上的與酶蛋白賴氨酸殘基側(cè)鏈上的 氨基共價(jià)結(jié)氨基共價(jià)結(jié)合合 舉例舉例: 丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶 作用作用: 羧基載體羧基載體生物素和生物胞素的化學(xué)結(jié)構(gòu)生物素和生物胞素的化學(xué)結(jié)構(gòu)食物來(lái)源：食物來(lái)源：肝、腎、蛋黃、酵母、蔬菜和谷類中都含肝、腎、蛋黃、酵母、蔬菜和谷類中都含有。同時(shí)腸道細(xì)菌也能合成供人體需要有。同時(shí)腸道細(xì)菌也能合成供人體需要缺乏癥：缺乏癥：鱗狀皮炎、精神憂郁、脫發(fā)和無(wú)食欲等。鱗狀皮炎、精神憂郁、脫發(fā)和無(wú)食欲等。人體一般不會(huì)發(fā)生生物素缺乏。

31、過(guò)多吃生雞蛋，會(huì)造人體一般不會(huì)發(fā)生生物素缺乏。過(guò)多吃生雞蛋，會(huì)造成缺乏癥成缺乏癥 。維生素維生素 B 7在人體內(nèi)僅停留在人體內(nèi)僅停留 3 6小時(shí)，所以必須每小時(shí)，所以必須每天補(bǔ)充。天補(bǔ)充。 葉酸葉酸 又名維生素又名維生素B11,是由蝶酸和谷氨酸縮合構(gòu)成，米切爾是由蝶酸和谷氨酸縮合構(gòu)成，米切爾（HKMitchell，1941）從菠菜葉中提取純化的，因在）從菠菜葉中提取純化的，因在植物綠葉中含量豐富而得名。植物綠葉中含量豐富而得名。 輔酶輔酶5,6,7,8-四氫葉酸（四氫葉酸（FH4或或THF）。）。 作用：作用：一碳單位載體一碳單位載體 參與體內(nèi)參與體內(nèi)“一碳單位一碳單位”的轉(zhuǎn)移，充當(dāng)甲基、亞甲

32、基、甲酰的轉(zhuǎn)移，充當(dāng)甲基、亞甲基、甲酰基、甲川基和亞胺甲基等基團(tuán)的載體，在體內(nèi)很多重要物基、甲川基和亞胺甲基等基團(tuán)的載體，在體內(nèi)很多重要物質(zhì)的合成中起重要作用。質(zhì)的合成中起重要作用。 綠色植物、豆類、花生等綠色植物、豆類、花生等 作用：促進(jìn)骨髓中幼細(xì)胞成熟、影響胎兒作用：促進(jìn)骨髓中幼細(xì)胞成熟、影響胎兒神經(jīng)發(fā)育神經(jīng)發(fā)育 缺乏癥：巨紅細(xì)胞性貧血癥、白細(xì)胞減少缺乏癥：巨紅細(xì)胞性貧血癥、白細(xì)胞減少癥癥 當(dāng)體內(nèi)缺乏葉酸時(shí)，當(dāng)體內(nèi)缺乏葉酸時(shí)，“一碳單位一碳單位”的轉(zhuǎn)移發(fā)生障的轉(zhuǎn)移發(fā)生障礙，核苷酸特別是胸腺嘧啶脫氧核苷酸的合成減礙，核苷酸特別是胸腺嘧啶脫氧核苷酸的合成減少，進(jìn)而影響到骨髓中幼紅細(xì)胞少，進(jìn)而影

33、響到骨髓中幼紅細(xì)胞DNADNA的合成，使的合成，使得幼紅細(xì)胞細(xì)胞分裂的速度明顯下降。幼紅細(xì)胞得幼紅細(xì)胞細(xì)胞分裂的速度明顯下降。幼紅細(xì)胞因分裂障礙體積增大，形成巨幼紅細(xì)胞，最終導(dǎo)因分裂障礙體積增大，形成巨幼紅細(xì)胞，最終導(dǎo)致巨紅細(xì)胞性貧血。致巨紅細(xì)胞性貧血。巨紅細(xì)胞性貧血癥巨紅細(xì)胞性貧血癥維生素維生素B12 含有復(fù)雜的咕啉環(huán)結(jié)構(gòu)，可謂自然界最復(fù)雜的輔助因含有復(fù)雜的咕啉環(huán)結(jié)構(gòu)，可謂自然界最復(fù)雜的輔助因子，因其分子中含有金屬元素鈷和若干酰氨基，故又子，因其分子中含有金屬元素鈷和若干酰氨基，故又稱為鈷胺素。稱為鈷胺素。 輔酶輔酶甲基鈷胺素和甲基鈷胺素和5-脫氧腺苷鈷胺素脫氧腺苷鈷胺素。 作用作用: 甲基

34、載體甲基載體 是是N5-甲基四氫葉酸甲基移換酶的輔酶。此酶催化甲基四氫葉酸甲基移換酶的輔酶。此酶催化N5-甲基四氫葉酸和高半胱氨酸之間不可逆的甲基移換反甲基四氫葉酸和高半胱氨酸之間不可逆的甲基移換反應(yīng)，產(chǎn)生四氫葉酸和甲硫氨酸；應(yīng)，產(chǎn)生四氫葉酸和甲硫氨酸； 5-脫氧腺苷鈷胺素脫氧腺苷鈷胺素 在體內(nèi)作為幾種變位酶的輔酶。在體內(nèi)作為幾種變位酶的輔酶。缺乏缺乏癥：癥：惡性貧血和神經(jīng)系統(tǒng)受損惡性貧血和神經(jīng)系統(tǒng)受損。 Other symptoms include:a. 惡心，食欲不振，體重減輕惡心，食欲不振，體重減輕b. 唇、舌及牙齦發(fā)白，牙齦出血唇、舌及牙齦發(fā)白，牙齦出血c.頭痛，記憶力減退，癡呆頭痛，

35、記憶力減退，癡呆 食物來(lái)源：自然界中的維生素食物來(lái)源：自然界中的維生素B12都是微生物合成的，高都是微生物合成的，高等動(dòng)植物不能制造維生素等動(dòng)植物不能制造維生素B12。B12主要存在于主要存在于肉類肉類中，中，植物中的大豆以及一些草藥也含有植物中的大豆以及一些草藥也含有B12，腸道細(xì)菌可以合，腸道細(xì)菌可以合成，故一般情況下不缺乏。成，故一般情況下不缺乏。 易患人群：消化道疾病者、嚴(yán)格素食主義者易患人群：消化道疾病者、嚴(yán)格素食主義者需要量小但有重要作用功能緊密相關(guān)缺乏其中的一種，常常影響另一種的功能 過(guò)量服用補(bǔ)充劑會(huì)導(dǎo)致毒性，食物攝入不會(huì)導(dǎo)致毒性B B族維生素及其輔酶形族維生素及其輔酶形式式B族

36、維生素族維生素輔酶形式輔酶形式酶促反應(yīng)中的主要作用酶促反應(yīng)中的主要作用硫胺素硫胺素(B1)硫胺素焦磷酸酯硫胺素焦磷酸酯(TPP)-酮酸氧化脫羧酮基轉(zhuǎn)移作用酮酸氧化脫羧酮基轉(zhuǎn)移作用核黃素核黃素(B2)黃素單核苷酸黃素單核苷酸(FMN) 黃素腺嘌呤二核苷酸黃素腺嘌呤二核苷酸(FAD)氫原子轉(zhuǎn)移氫原子轉(zhuǎn)移 氫原子轉(zhuǎn)移氫原子轉(zhuǎn)移尼克酰胺尼克酰胺(PP)(B5)尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+) 尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP+)氫原子轉(zhuǎn)移氫原子轉(zhuǎn)移 氫原子轉(zhuǎn)移氫原子轉(zhuǎn)移吡哆醇吡哆醇(醛、胺醛、胺) (B6)磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛氨基轉(zhuǎn)移氨基轉(zhuǎn)移泛酸泛

37、酸(B3)輔酶輔酶A(CoA)?；D(zhuǎn)移?；D(zhuǎn)移葉酸（葉酸（B11）四氫葉酸四氫葉酸一碳基團(tuán)一碳基團(tuán)轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移生物素生物素(H)(B7)生物素生物素羧化作用羧化作用鈷胺素鈷胺素(B12)甲基鈷胺素甲基鈷胺素 5-脫氧腺苷鈷胺素脫氧腺苷鈷胺素甲基轉(zhuǎn)移甲基轉(zhuǎn)移硫辛酸硫辛酸 有氧化型和還原型兩種形式，通過(guò)其羧基與有氧化型和還原型兩種形式，通過(guò)其羧基與硫辛酸轉(zhuǎn)硫辛酸轉(zhuǎn)乙?；敢阴；傅馁嚢彼釟埢系牡馁嚢彼釟埢系?NH-NH2 2形成的酰胺鍵相連形成的酰胺鍵相連 作為脂酰基的載體參與作為脂?；妮d體參與-酮酸的氧化脫羧。酮酸的氧化脫羧。* 硫辛酸是一種存在于線粒體的酶，兼具脂溶性與硫辛酸是一種存在于線粒

38、體的酶，兼具脂溶性與水溶性的特性，因此可以在全身通行無(wú)阻。水溶性的特性，因此可以在全身通行無(wú)阻。* 消除加速老化與致病的自由基，是萬(wàn)能抗氧化劑消除加速老化與致病的自由基，是萬(wàn)能抗氧化劑* 食物來(lái)源：馬鈴薯、菠菜、花椰菜、蕃茄、紅蘿食物來(lái)源：馬鈴薯、菠菜、花椰菜、蕃茄、紅蘿卜等蔬菜及肝臟等肉類卜等蔬菜及肝臟等肉類維生素維生素C C 又名抗壞血酸又名抗壞血酸 輔酶輔酶羥化酶。羥化酶。維生素維生素C C的功能的功能1. 參與體內(nèi)的羥基化反應(yīng)參與體內(nèi)的羥基化反應(yīng) （1）膠原的合成）膠原的合成（2）腎上腺素的合成）腎上腺素的合成2. 抗氧化作用抗氧化作用 （1）保護(hù)水溶性化合物巰基）保護(hù)水溶性化合物巰基

39、 （2）防止鐵的氧化、促進(jìn)鐵的吸收）防止鐵的氧化、促進(jìn)鐵的吸收3.治療感冒和癌癥治療感冒和癌癥 食物來(lái)源食物來(lái)源:新鮮蔬菜、水果新鮮蔬菜、水果 缺乏維生素缺乏維生素C，使膠原蛋白不能正常合成，使膠原蛋白不能正常合成導(dǎo)致細(xì)胞聯(lián)結(jié)障礙，導(dǎo)致毛細(xì)血管的脆性導(dǎo)致細(xì)胞聯(lián)結(jié)障礙，導(dǎo)致毛細(xì)血管的脆性增加，從而引起皮、粘膜下出血，醫(yī)學(xué)上增加，從而引起皮、粘膜下出血，醫(yī)學(xué)上稱為壞血病。稱為壞血病。2. 脂溶性維生素脂溶性維生素（ 維生素維生素A,D,E,K均溶于脂類溶劑，不溶于水，均溶于脂類溶劑，不溶于水，在食物中通常與脂肪一起存在，吸收它們，在食物中通常與脂肪一起存在，吸收它們，需要脂肪和膽汁酸。需要脂肪和膽

40、汁酸。維生素維生素A 維生素維生素A是由是由-白芷酮環(huán)和兩分子異戊二烯單白芷酮環(huán)和兩分子異戊二烯單位縮合而成的不飽和一元醇，有位縮合而成的不飽和一元醇，有A1和和A2兩種。兩種。A1即視黃醇，即視黃醇，A2為為3-脫氫視黃醇。脫氫視黃醇。keratomalacia角膜軟化癥角膜軟化癥 xerophthalmia干眼病干眼病夜盲癥夜盲癥食物來(lái)源：牛奶、肝臟、黃油食物來(lái)源：牛奶、肝臟、黃油 維生素維生素D屬于固醇類衍生物屬于固醇類衍生物 人體內(nèi)人體內(nèi)7-脫氫膽固醇經(jīng)紫外線照射而轉(zhuǎn)變維生素脫氫膽固醇經(jīng)紫外線照射而轉(zhuǎn)變維生素D3 植物中的麥角固醇經(jīng)紫外線照射可產(chǎn)生維生素植物中的麥角固醇經(jīng)紫外線照射可產(chǎn)

41、生維生素D2功能：功能：a. 促進(jìn)小腸對(duì)食物中鈣和磷的吸收促進(jìn)小腸對(duì)食物中鈣和磷的吸收b. 維持血中鈣和磷的正常含量維持血中鈣和磷的正常含量c. 促進(jìn)骨和齒的鈣化作用。促進(jìn)骨和齒的鈣化作用。缺乏癥：缺乏癥：軟骨病、佝僂病、骨質(zhì)疏軟骨病、佝僂病、骨質(zhì)疏松癥松癥食物來(lái)源：食物來(lái)源：牛奶、黃油、蛋黃、魚(yú)牛奶、黃油、蛋黃、魚(yú)肝油等肝油等維生素維生素E 又稱為生育酚，又稱為生育酚，是是苯駢二氫吡喃的衍生物。苯駢二氫吡喃的衍生物。分子式分子式 反應(yīng)性基團(tuán)反應(yīng)性基團(tuán)抗氧化劑抗氧化劑O2分子氧分子氧維生素維生素A，-胡蘿卜素，維生素胡蘿卜素，維生素EO2OHRO超氧化物自由超氧化物自由基基羥基自由基羥基自由基

42、烷氧基自由基烷氧基自由基超氧化物岐化酶，維生素超氧化物岐化酶，維生素E，-胡蘿胡蘿卜素卜素ROO過(guò)氧自由基過(guò)氧自由基維生素維生素E，維生素，維生素CH2O2過(guò)氧化氫過(guò)氧化氫過(guò)氧化氫酶，谷胱甘肽過(guò)氧化物酶過(guò)氧化氫酶，谷胱甘肽過(guò)氧化物酶LOOH 脂質(zhì)過(guò)氧化物脂質(zhì)過(guò)氧化物谷胱甘肽過(guò)氧化物酶谷胱甘肽過(guò)氧化物酶生理功能生理功能：A. 強(qiáng)抗氧化劑強(qiáng)抗氧化劑，保護(hù)細(xì)胞膜免受氧化損傷保護(hù)細(xì)胞膜免受氧化損傷B. 參與生物氧化，在呼吸鏈中參與生物氧化，在呼吸鏈中協(xié)助協(xié)助輔酶輔酶Q，C. 與動(dòng)物生殖機(jī)能有關(guān)與動(dòng)物生殖機(jī)能有關(guān) 食物來(lái)源：植物油、水果和食物來(lái)源：植物油、水果和蔬菜、麥芽蔬菜、麥芽缺乏癥：缺乏癥：a)a

43、) 雄性睪丸退化，雌性流產(chǎn)雄性睪丸退化，雌性流產(chǎn)b)b) 肌肉萎縮肌肉萎縮c)c) 貧血貧血維生素維生素K 2-甲基甲基1,4-萘醌的衍生物，存于綠葉植物中的是維生素萘醌的衍生物，存于綠葉植物中的是維生素K1，腸道細(xì)菌合成的是維生素，腸道細(xì)菌合成的是維生素K2。功能：功能：羧化酶的輔酶羧化酶的輔酶，參與凝血因子參與凝血因子II、VII、IX和和X蛋白的蛋白的-羧基化修飾羧基化修飾，故，故維生素維生素K又為凝血維生素又為凝血維生素腸道細(xì)菌、深綠色葉菜、大白菜、卷心菜、肝腸道細(xì)菌、深綠色葉菜、大白菜、卷心菜、肝臟、牛奶臟、牛奶缺乏癥：血液不易凝固缺乏癥：血液不易凝固 維生素維生素A A過(guò)量：失眠、

44、氣喘、眩暈、脫發(fā)、惡心、腹瀉過(guò)量：失眠、氣喘、眩暈、脫發(fā)、惡心、腹瀉 維生素過(guò)量：胎兒大腦發(fā)育異常維生素過(guò)量：胎兒大腦發(fā)育異常 維生素過(guò)量維生素過(guò)量: :胎兒的大動(dòng)脈和牙齒發(fā)育出現(xiàn)問(wèn)題胎兒的大動(dòng)脈和牙齒發(fā)育出現(xiàn)問(wèn)題補(bǔ)充維生素不宜過(guò)量補(bǔ)充維生素不宜過(guò)量三、酶的活性中心三、酶的活性中心必需基團(tuán)必需基團(tuán)(essential group)酶分子中氨基酸殘基側(cè)鏈的化學(xué)基團(tuán)中酶分子中氨基酸殘基側(cè)鏈的化學(xué)基團(tuán)中，一些與酶活性密切相關(guān)的化學(xué)基團(tuán)一些與酶活性密切相關(guān)的化學(xué)基團(tuán)。常見(jiàn)的必需基團(tuán)常見(jiàn)的必需基團(tuán)Ser-OHHis-咪唑基咪唑基Cys-SHAsp、Glu-COOH指必需基團(tuán)在空間結(jié)構(gòu)上指必需基團(tuán)在空間結(jié)

45、構(gòu)上彼此靠近，組成具有特定彼此靠近，組成具有特定空間結(jié)構(gòu)的區(qū)域，能與底物空間結(jié)構(gòu)的區(qū)域，能與底物特異結(jié)合并將底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)特異結(jié)合并將底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物物酶的活性中心酶的活性中心(active center)活性中心活性中心結(jié)合集團(tuán)結(jié)合集團(tuán)催化集團(tuán)催化集團(tuán)調(diào)控基團(tuán)調(diào)控基團(tuán)中心外必需基團(tuán)中心外必需基團(tuán)中心內(nèi)必需基團(tuán)中心內(nèi)必需基團(tuán)酶的活性中心酶的活性中心活性中心外的必需基團(tuán)：活性中心外的必需基團(tuán)：位于活性中心以位于活性中心以外，維持酶活性中心應(yīng)有的空間構(gòu)象所必需。外，維持酶活性中心應(yīng)有的空間構(gòu)象所必需。酶的活性中心包括結(jié)合集團(tuán)和催化集團(tuán)酶的活性中心包括結(jié)合集團(tuán)和催化集團(tuán)溶菌酶的活性溶菌酶的活性中心中心*

46、 谷氨酸谷氨酸35和天和天冬氨酸冬氨酸52是催化是催化基團(tuán)；基團(tuán)；* 色氨酸色氨酸62和和63、天冬氨酸天冬氨酸101和和色氨酸色氨酸108是結(jié)是結(jié)合基團(tuán)；合基團(tuán)；* AF為底物多為底物多糖鏈的糖基，位糖鏈的糖基，位于酶的活性中心于酶的活性中心形成的裂隙中。形成的裂隙中。一些酶活性中心的基團(tuán)一些酶活性中心的基團(tuán)活性中心的特征活性中心的特征（1）活性中心是一個(gè)三維實(shí)體，通常由在一級(jí)結(jié)構(gòu)上并不）活性中心是一個(gè)三維實(shí)體，通常由在一級(jí)結(jié)構(gòu)上并不相鄰的氨基酸殘基組成相鄰的氨基酸殘基組成（2）活性中心只占酶總體積很小的一部分（約）活性中心只占酶總體積很小的一部分（約12%）（3）活性中心為酶分子表面的一個(gè)

47、裂縫、空隙或口袋，中）活性中心為酶分子表面的一個(gè)裂縫、空隙或口袋，中心內(nèi)多為疏水氨基酸殘基，但也有少量極性氨基酸殘基，心內(nèi)多為疏水氨基酸殘基，但也有少量極性氨基酸殘基，以便底物結(jié)合和進(jìn)行催化。以便底物結(jié)合和進(jìn)行催化。（4）活性中心的構(gòu)象不是固定不變的，而是具有一定的柔）活性中心的構(gòu)象不是固定不變的，而是具有一定的柔性。性。胰蛋白酶胰蛋白酶具有很深的底物結(jié)合口袋，而口袋的底部又是具有很深的底物結(jié)合口袋，而口袋的底部又是Asp，特別適合，特別適合長(zhǎng)的堿性氨基酸側(cè)鏈（長(zhǎng)的堿性氨基酸側(cè)鏈（Lys和和Arg）的結(jié)合；）的結(jié)合；胰凝乳蛋白酶胰凝乳蛋白酶的底物結(jié)合口袋沒(méi)有胰蛋白酶深，但比它寬，而且口袋壁的底

48、物結(jié)合口袋沒(méi)有胰蛋白酶深，但比它寬，而且口袋壁分布的是疏水氨基酸，所以特別適合芳香族氨基酸的結(jié)合分布的是疏水氨基酸，所以特別適合芳香族氨基酸的結(jié)合彈性蛋白酶彈性蛋白酶的底物結(jié)合口袋非常淺，最適合結(jié)合側(cè)鏈較小的氨基酸殘基的底物結(jié)合口袋非常淺，最適合結(jié)合側(cè)鏈較小的氨基酸殘基結(jié)合集團(tuán)決定酶的專一性結(jié)合集團(tuán)決定酶的專一性 酶分子中促使底物發(fā)酶分子中促使底物發(fā)生化學(xué)變化的部位稱生化學(xué)變化的部位稱為催化部位。催化部為催化部位。催化部位決定酶所催化反應(yīng)位決定酶所催化反應(yīng)的性質(zhì)以及催化的效的性質(zhì)以及催化的效率。率。 有些酶的結(jié)合中心與有些酶的結(jié)合中心與催化中心是同一部分。催化中心是同一部分。催化集團(tuán)催化集團(tuán)

49、catalytic site胰凝乳蛋白酶四四 同工酶同工酶(isozyme) 同工酶是指催化相同的反應(yīng)但性質(zhì)不同（同工酶是指催化相同的反應(yīng)但性質(zhì)不同（V Vmaxmax和和/ /或或K Km m不同）的酶。它們可能以不同的量出現(xiàn)在一種動(dòng)物不不同）的酶。它們可能以不同的量出現(xiàn)在一種動(dòng)物不同的組織或器官，也可能出現(xiàn)在任何真核生物細(xì)胞不同的組織或器官，也可能出現(xiàn)在任何真核生物細(xì)胞不同的細(xì)胞器。例如，高等動(dòng)物的乳酸脫氫酶（同的細(xì)胞器。例如，高等動(dòng)物的乳酸脫氫酶（LDHLDH）LDH1(H4)LDH2(H3M)LDH3(H2M2)LDH4(H1M3)LDH5(M4)H亞亞基基M亞亞基基肌酸激酶有四種同功

50、酶形式：肌肉型肌酸激酶有四種同功酶形式：肌肉型(MM)、腦型、腦型(BB)、雜化型雜化型(MB) 。MM型主要存在于各種肌肉細(xì)胞中，型主要存在于各種肌肉細(xì)胞中，BB型主要存在于腦細(xì)胞中，型主要存在于腦細(xì)胞中，MB型主要存在于心肌細(xì)胞中。型主要存在于心肌細(xì)胞中。在各種病變包括肌肉萎縮和心肌梗塞發(fā)生時(shí)，人的血在各種病變包括肌肉萎縮和心肌梗塞發(fā)生時(shí)，人的血清中肌酸激酶水平迅速提高，清中肌酸激酶水平迅速提高，第二節(jié)第二節(jié) 酶促反應(yīng)的特點(diǎn)與機(jī)理酶促反應(yīng)的特點(diǎn)與機(jī)理The Characteristic and Mechanism of Enzyme-Catalyzed Reaction u 酶與一般催化劑

51、的共同點(diǎn)酶與一般催化劑的共同點(diǎn)在反應(yīng)前后本身幾乎不被消耗；在反應(yīng)前后本身幾乎不被消耗；只能催化熱力學(xué)允許的化學(xué)反應(yīng)；只能催化熱力學(xué)允許的化學(xué)反應(yīng)；只能加速可逆反應(yīng)的進(jìn)程，只能加速可逆反應(yīng)的進(jìn)程，對(duì)正反應(yīng)和逆對(duì)正反應(yīng)和逆反應(yīng)的催化作用相同反應(yīng)的催化作用相同，縮短達(dá)到平衡時(shí)間，縮短達(dá)到平衡時(shí)間，而不改變反應(yīng)的平衡點(diǎn)。而不改變反應(yīng)的平衡點(diǎn)。都會(huì)出現(xiàn)中毒現(xiàn)象。都會(huì)出現(xiàn)中毒現(xiàn)象。酶特有的催化性質(zhì)酶特有的催化性質(zhì)1. 1. 高效性高效性2. 2. 專一性專一性3.3. 可可調(diào)控調(diào)控性性4. 4. 對(duì)反應(yīng)條件敏感對(duì)反應(yīng)條件敏感（最適溫度、最適（最適溫度、最適pHpH）5. 5. 反應(yīng)條件溫和反應(yīng)條件溫和6.

52、 6. 許多酶的活性還需要輔助因子的存在許多酶的活性還需要輔助因子的存在（一）酶促反應(yīng)具有高效性（一）酶促反應(yīng)具有高效性一、一、 酶促反應(yīng)的特性酶促反應(yīng)的特性酶的催化效率通常比非催化反應(yīng)高酶的催化效率通常比非催化反應(yīng)高1081020倍，倍，比一般催化劑高比一般催化劑高1071013倍。倍。酶的催化不需要較高的反應(yīng)溫度。酶的催化不需要較高的反應(yīng)溫度。一種酶僅作用于一種或一類化合物，或一種酶僅作用于一種或一類化合物，或一定的化學(xué)鍵，催化一定的化學(xué)反應(yīng)并生成一定的化學(xué)鍵，催化一定的化學(xué)反應(yīng)并生成一定的產(chǎn)物。酶的這種特性稱為酶的特異性一定的產(chǎn)物。酶的這種特性稱為酶的特異性或?qū)Ｒ恍曰驅(qū)Ｒ恍浴? 酶的特異

53、性酶的特異性(specificity)（二）酶促反應(yīng)具有高度的特異性（二）酶促反應(yīng)具有高度的特異性專一性專一性結(jié)構(gòu)專一結(jié)構(gòu)專一立體（異構(gòu)）專一立體（異構(gòu)）專一絕對(duì)專一絕對(duì)專一相對(duì)專一相對(duì)專一鍵專一鍵專一基團(tuán)專一基團(tuán)專一旋光異構(gòu)旋光異構(gòu)順?lè)串悩?gòu)順?lè)串悩?gòu)(1).絕對(duì)專一性絕對(duì)專一性:一種酶只催化一種底物轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的產(chǎn)物一種酶只催化一種底物轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的產(chǎn)物 R1: Lys, ArgR2: 不是不是ProR3: Tyr, Trp, PheR4: 不是不是 Pro（2）相對(duì)專一性：）相對(duì)專一性：多數(shù)酶可對(duì)一類化合物或一種化學(xué)鍵起催多數(shù)酶可對(duì)一類化合物或一種化學(xué)鍵起催化作用，這種對(duì)底物分子不太嚴(yán)格的選擇性

54、稱為化作用，這種對(duì)底物分子不太嚴(yán)格的選擇性稱為相對(duì)專一性相對(duì)專一性（relative specificity）。）。脂肪酶脂肪酶不僅水解脂肪，也可水解簡(jiǎn)單的酯。不僅水解脂肪，也可水解簡(jiǎn)單的酯。人體內(nèi)有多種人體內(nèi)有多種蛋白激酶蛋白激酶，它們均催化底物蛋白質(zhì)絲氨酸（或蘇，它們均催化底物蛋白質(zhì)絲氨酸（或蘇氨酸）殘基上羥基的磷酸化氨酸）殘基上羥基的磷酸化（a a）鍵專一鍵專一：只要求合適的化學(xué)鍵，對(duì)鍵兩端的基團(tuán)并只要求合適的化學(xué)鍵，對(duì)鍵兩端的基團(tuán)并無(wú)嚴(yán)格要求。無(wú)嚴(yán)格要求。（b b）基團(tuán)專一基團(tuán)專一：不但要求一定的化學(xué)鍵，還要求鍵一端的基不但要求一定的化學(xué)鍵，還要求鍵一端的基團(tuán)是一定的。團(tuán)是一定的。a-

55、a-葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶 a-a-糖苷鍵糖苷鍵 糖苷鍵的一端是葡萄糖糖苷鍵的一端是葡萄糖底物：蔗糖、麥芽糖底物：蔗糖、麥芽糖a)a) 旋光異構(gòu)專一性旋光異構(gòu)專一性：旋光性：物質(zhì)能使平面偏振光的偏振面發(fā)生旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)旋光性：物質(zhì)能使平面偏振光的偏振面發(fā)生旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)（3 3）立體異構(gòu)專一性：）立體異構(gòu)專一性：指酶對(duì)其所催化底物的指酶對(duì)其所催化底物的立體構(gòu)型有特定的要求。立體構(gòu)型有特定的要求。L-精氨酸精氨酸 L-鳥(niǎo)氨酸鳥(niǎo)氨酸 + 尿素尿素L-精氨酸酶精氨酸酶HOOCCHHOOCCH+ H2O HOOCCH HCCOOH+ H2O CH2COOHCH COOHOHL-Mal延胡索酸酶延胡索酸酶延胡索酸

56、（反丁烯二酸）延胡索酸（反丁烯二酸）b)b) 順?lè)串悩?gòu)專一性順?lè)串悩?gòu)專一性（三）酶促反應(yīng)的可調(diào)節(jié)性（三）酶促反應(yīng)的可調(diào)節(jié)性 對(duì)酶生成與降解量的調(diào)節(jié)對(duì)酶生成與降解量的調(diào)節(jié) 酶催化效力的調(diào)節(jié)酶催化效力的調(diào)節(jié) 通過(guò)改變底物濃度對(duì)酶進(jìn)行調(diào)節(jié)等通過(guò)改變底物濃度對(duì)酶進(jìn)行調(diào)節(jié)等酶促反應(yīng)受多種因素的調(diào)控，以適應(yīng)機(jī)體對(duì)酶促反應(yīng)受多種因素的調(diào)控，以適應(yīng)機(jī)體對(duì)不斷變化的內(nèi)外環(huán)境和生命活動(dòng)的需要。其中包不斷變化的內(nèi)外環(huán)境和生命活動(dòng)的需要。其中包括三方面的調(diào)節(jié)。括三方面的調(diào)節(jié)。 化學(xué)反應(yīng)是由具有一定能量的活化分子相互碰撞發(fā)化學(xué)反應(yīng)是由具有一定能量的活化分子相互碰撞發(fā)生的。無(wú)論何種催化劑，其作用都在于降低化學(xué)反應(yīng)的生的。

57、無(wú)論何種催化劑，其作用都在于降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，加快化學(xué)反應(yīng)的速度?；罨埽涌旎瘜W(xué)反應(yīng)的速度。 酶比一般催化劑更有效地降低反應(yīng)的活化能。酶比一般催化劑更有效地降低反應(yīng)的活化能。 （一）酶的高效催化機(jī)理（一）酶的高效催化機(jī)理1 1、活化能、活化能(activation energy)：底物分子從初態(tài)：底物分子從初態(tài)轉(zhuǎn)變到活化態(tài)所需的能量。轉(zhuǎn)變到活化態(tài)所需的能量。二、酶促反應(yīng)的機(jī)理二、酶促反應(yīng)的機(jī)理反應(yīng)總能量改變反應(yīng)總能量改變 非催化反應(yīng)活化能非催化反應(yīng)活化能 酶促反應(yīng)酶促反應(yīng) 活化能活化能 一般催化劑催一般催化劑催化反應(yīng)的活化能化反應(yīng)的活化能 能能量量 反反 應(yīng)應(yīng) 過(guò)過(guò) 程程 底物底物 產(chǎn)物

58、產(chǎn)物 酶促反應(yīng)活化能的改變酶促反應(yīng)活化能的改變 酶作用的機(jī)理酶作用的機(jī)理中間產(chǎn)物學(xué)說(shuō)中間產(chǎn)物學(xué)說(shuō) 非酶促反應(yīng)非酶促反應(yīng) S PS P S+ EES P+E過(guò)渡態(tài)過(guò)渡態(tài)酶促反應(yīng)酶促反應(yīng) 酶促反應(yīng)通過(guò)形成不穩(wěn)定的酶促反應(yīng)通過(guò)形成不穩(wěn)定的過(guò)渡態(tài)中間復(fù)合物過(guò)渡態(tài)中間復(fù)合物，使原本，使原本一步進(jìn)行的反應(yīng)分為兩步進(jìn)行，而兩步反應(yīng)都只需較少的能一步進(jìn)行的反應(yīng)分為兩步進(jìn)行，而兩步反應(yīng)都只需較少的能量活化。從而使整個(gè)反應(yīng)的活化能降低。量活化。從而使整個(gè)反應(yīng)的活化能降低。 2. 鄰近效應(yīng)鄰近效應(yīng)(proximity effect)與定向排列與定向排列(orientation arrange ) 2. 多元催化多元

59、催化(multielement catalysis) 3. 表面效應(yīng)表面效應(yīng)(surface effect)在疏水環(huán)境中進(jìn)行酶反應(yīng)有很大的優(yōu)越性，此在疏水環(huán)境中進(jìn)行酶反應(yīng)有很大的優(yōu)越性，此現(xiàn)象稱為現(xiàn)象稱為表面效應(yīng)表面效應(yīng)（surface effectsurface effect）。）。酶的活性中心多位于其分子內(nèi)部的疏水酶的活性中心多位于其分子內(nèi)部的疏水“口袋口袋”中，酶反應(yīng)在酶分子內(nèi)部的疏水環(huán)境中進(jìn)行。中，酶反應(yīng)在酶分子內(nèi)部的疏水環(huán)境中進(jìn)行。疏 水 環(huán) 境 可 使 底 物 分 子 脫 溶 劑 化疏 水 環(huán) 境 可 使 底 物 分 子 脫 溶 劑 化（desolvationdesolvation

60、）。排除水分子的干擾，防止酶和）。排除水分子的干擾，防止酶和底物分子之間形成水化膜。底物分子之間形成水化膜。3.3.表面效應(yīng)表面效應(yīng)（二）解釋酶專一性的幾種模型：（二）解釋酶專一性的幾種模型：（1 1）鎖與鑰匙學(xué)說(shuō)）鎖與鑰匙學(xué)說(shuō)（2 2）誘導(dǎo)契合學(xué)說(shuō)）誘導(dǎo)契合學(xué)說(shuō)酶底物復(fù)合物酶底物復(fù)合物 E + S E + P ES A 鎖鑰學(xué)說(shuō)（鎖鑰學(xué)說(shuō)（1894， Fisher ）：）： 認(rèn)為整個(gè)酶分子的天然構(gòu)象是具有剛性結(jié)構(gòu)，認(rèn)為整個(gè)酶分子的天然構(gòu)象是具有剛性結(jié)構(gòu)，酶與底物的結(jié)合如同一把鑰匙對(duì)一把鎖一樣。酶與底物的結(jié)合如同一把鑰匙對(duì)一把鎖一樣。 此學(xué)說(shuō)可以較好的解釋酶的此學(xué)說(shuō)可以較好的解釋酶的立體異構(gòu)專