《生物化學(xué)》本科課件第8章+酶通論

1、第8章 酶通論“Alice and the Queen of Hearts,” illustrated by John Tenniel, The Nursery Alice. (Mary Evans Picture Library, London)酶的發(fā)現(xiàn)及研究歷史人們對酶的認識起源于生產(chǎn)與生活實踐。夏禹時代，人們掌握了釀酒技術(shù)。公元前12世紀周朝，人們釀酒，制作飴糖和醬。春秋戰(zhàn)國時期已知用麴(曲)治療消化不良的疾病。酶者，酒母也酵素的發(fā)現(xiàn) 尼羅河流域盛產(chǎn)小麥，古埃及人將小麥磨成粉，加入水、馬鈴薯及鹽拌在一起，擺在溫熱的地方，空氣中的酵母落入一塊未被烤過的面團中，面團竟慢慢地漲大起來，這種面團

2、烤出來后非常松軟，從此人們便故意留一塊面團，讓酵母慢慢使它發(fā)大、變酸，再取一團作“面種”留待下次發(fā)面包。古埃及人只知道方法，卻不懂得其原理，因此一直認為這是神在暗中幫忙，而認定面包是“神的贈禮” enzyme (in yeast)enzyme是希臘文 en = in ， zyme = yeast西方國家19世紀對釀酒發(fā)酵過程進行了大量研究。直到1897年，德國巴克納Buchner兄弟用石英砂磨碎酵母細胞，制備了不含酵母細胞的抽提液，并證明此不含細胞的酵母提取液也能使糖發(fā)酵，說明發(fā)酵與細胞的活動無關(guān)。從而說明了發(fā)酵是酶作用的化學(xué)本質(zhì)，為此Buchner獲得了1911年諾貝爾化學(xué)獎。1896年,日

3、本的高峰讓吉首先從米曲霉中制得高峰淀粉酶,用作消化劑,開創(chuàng)了有目的的進行酶生產(chǎn)和應(yīng)用的先例。1878年, Khne給酶一個統(tǒng)一的名詞，叫Enzyme，這個字來自希臘文，其意思“在酵母中”。后來對酶的作用機理及酶的本質(zhì)做了深入研究，1894年，F(xiàn)isher提出了酶與底物作用的“鎖匙學(xué)說”1903年，Henri提出了酶與底物作用的“中間復(fù)合物學(xué)說”。1913年，Michaelis和Mentenn導(dǎo)出了米氏方程。1925年，Briggs和Handane提出了穩(wěn)態(tài)學(xué)說。1926年，Summer從刀豆中提取脲酶結(jié)晶。1930年，Northrop和Kunitz證實酶是一種蛋白質(zhì)；Summer和Northr

4、op1949年同獲諾貝爾獎80年代初發(fā)現(xiàn)了具有催化功能的RNA核酶(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)研究的新領(lǐng)域?，F(xiàn)已鑒定出4000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)。什么是酶？酶是生物催化劑生物體一切生化反應(yīng)都需酶催化才能進行！性能遠遠超過人造催化劑定義：由活細胞產(chǎn)生的、 有高度專一性和 高效催化作用的生物大分子。 具復(fù)雜空間構(gòu)象，包括蛋白質(zhì)和核酸。一、酶催化作用的特點 1. 提高反應(yīng)速度，不改變反應(yīng)的平衡常數(shù); 2. 只起催化作用，本身不消耗； 3. 降低反應(yīng)的活化能。 （一）酶與一般催化劑的比較共性：區(qū)別：酶作為催化劑比一般催化劑更顯著的

5、降低活化能，催化效率更高。 活化能(activation energy) 指在一定溫度下，1mol底物全部進入活化態(tài)所需要的自由能 單位：KJ/mol酶催化反應(yīng)的實質(zhì)：降低反應(yīng)的活化能1. 酶易失活（溫和性）（二） 生物催化劑的特點常溫、常壓、中性酶是細胞產(chǎn)生的生物大分子，凡能使生物大分子變性的因素，如高溫、強堿、強酸、重金屬鹽等都能使酶失去催化活性。因此，酶催化的反應(yīng)往往都是比較溫和的條件下進行。2. 酶具有很高的催化效率（高效性）且無副反應(yīng)反應(yīng)速度是無酶催化/普通人造催化劑催化反應(yīng)速度的1061016倍。ReactionEnzymeUncatalyzed Rate, vu (sec-1)

6、Catalyzed Rate, ve (sec-1) ve/vu Alkaline phosphatase1 x 10-15141.4 x 1016Urease3 x 10-103 x 1041 x 1014Chymotrypsin1 x 10-101 x 1021 x 1012Glycogen + Pi Glycogen + Glucose-1-P(n) (n - 1)Glycogen phosphorylase3.2 x 1011Glucose + ATP Glucose-6-P + ADPHexokinase1 x 10-131.3 x 10-31.3 x 1010Alcohol deh

7、ydrogenase4.5 x 106CO2 + H2O HCO3- + H+Carbonic anhydrase10-21051 x 107Creatine + ATP Cr-P + ADPCreatine kinase1.33 x 104酶催化反應(yīng)與非催化反應(yīng)的比較 酶的催化雙氧水裂解酶的轉(zhuǎn)換數(shù)（也就是酶的催化常數(shù)kcat)一定條件下每秒鐘每個酶分子轉(zhuǎn)換底物的分子數(shù)，或每秒每微摩爾酶分子轉(zhuǎn)換底物的微摩爾數(shù)。大多數(shù)酶對它們的天然底物的轉(zhuǎn)換數(shù)的變化范圍為每秒1到104（表8-2）3.酶具有高度專一性（專一性）Specificity: 酶對催化的反應(yīng)和反應(yīng)物有 嚴格的選擇性。底物（Substra

8、te): 酶作用的物質(zhì)。酶往往只能催化一種或一類反應(yīng)，作用于一種或一類物質(zhì)。一般的催化劑沒有這樣的嚴格的選擇性。酶作用的專一性是酶最重要的特點之一，也是和一般催化劑最主要的區(qū)別（1）酶濃度的可調(diào)性 a. 合成調(diào)節(jié)誘導(dǎo)/阻遏。 b. 降解調(diào)節(jié)。 （2）通過激素調(diào)節(jié)酶活性 如乳腺中乳糖合成酶 （3）反饋抑制調(diào)節(jié)酶活性 （4）抑制劑和激活劑 （5）其他調(diào)節(jié)方式，如別構(gòu)調(diào)控、酶原激活、共價修飾、同工酶等 4. 酶活性受到調(diào)節(jié)和控制（可調(diào)節(jié)性）二、酶的化學(xué)本質(zhì)及分類經(jīng)酸堿水解終產(chǎn)物是AA能被蛋白酶水解而失活酶可變性失活酶是兩性電解質(zhì)具有不能通過半透膜等膠體性質(zhì)具有蛋白質(zhì)的化學(xué)呈色反應(yīng)化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)（一

9、）酶的化學(xué)本質(zhì)除有催化活性的RNA（核酶）之外。1982年T.Cech發(fā)現(xiàn)了第1個有催化活性的天然RNAribozyme（核酶），以后又陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了真正的RNA催化劑。但是必須指出不是所有的蛋白質(zhì)都是酶，只是有催化作用的蛋白質(zhì)，才稱為酶。另外，蛋白質(zhì)酶的空間結(jié)構(gòu)對它們的催化活性是必需。 單純酶 ：只有蛋白質(zhì) 結(jié)合酶（綴合酶）：脫輔酶 + 輔因子輔因子輔基輔酶與酶結(jié)合緊，如細胞色素氧化酶中的鐵卟啉與酶結(jié)合松，可透析除去，如輔酶I和輔酶II全酶（二）酶的化學(xué)組成酶和蛋白質(zhì)一樣，相對分子質(zhì)量很大，一般從一萬到幾十萬甚至上百萬。羧肽酶NADPH脫氫酶的輔酶過氧化氫酶結(jié)合酶中： 單獨酶蛋白或輔助因子沒有催

10、化活性一種酶蛋白一般只與一種輔助因子結(jié)合同種輔助因子可與不同的酶蛋白結(jié)合 酶蛋白：決定反應(yīng)的專一性輔助因子：傳遞電子、原子或某些 化學(xué)基團的作用MetalIonEnzymeFe2+ or Fe3+Cytochrome oxidaseCatalase PeroxidaseCu2+Cytochrome oxidaseZn2+DNA polymeraseCarbonic anhydrase Alcohol dehydrogenaseMg2+HexokinaseGlucose-6-phosphatase Mn2+ArginaseK+Pyruvate kinase(also requires Mg2+)

11、Ni2+UreaseMoNitrate reductaseSeGlutathione peroxidase金屬離子作為一些酶的輔因子單體酶：一般由一條肽鏈組成，較少，多數(shù)為水解酶寡聚酶：為寡聚蛋白，2個亞基（多為偶數(shù)），多數(shù)酶聚合形式是活性型，解聚形式是失活型。一般是調(diào)節(jié)酶。多酶復(fù)合體：幾種酶靠非共價鍵，彼此嵌合而成。由數(shù)個獨立的酶組合起來形成絡(luò)合體，催化一系列反應(yīng)。（如糖代謝、脂代謝）（三）單體酶、寡聚酶、多酶復(fù)合體根據(jù)酶蛋白分子的特點：三、酶的命名和分類（一）習慣命名法根據(jù)其催化底物來命名；根據(jù)所催化反應(yīng)的性質(zhì)來命名；結(jié)合上述兩個原則來命名，有時在這些命名基礎(chǔ)上加上酶的來源或其它特點。優(yōu)點

12、 命名簡單應(yīng)用歷史較長，使用方便缺點一名數(shù)酶、一酶數(shù)名為了適應(yīng)酶學(xué)發(fā)展的新情況，國際酶學(xué)會議于1961年提出一個新的系統(tǒng)命名法及分類原則，已被國際生化協(xié)會采用。（二）國際系統(tǒng)命名法：系統(tǒng)名稱包括底物名稱、反應(yīng)性質(zhì)，最后加一個酶字。 底物1 ：底物2 + 反應(yīng)性質(zhì)+酶 乳酸 + NAD+丙酮酸 + NADH + H+乳酸：NAD+氧化還原酶當?shù)孜餅樗畷r，可省略系統(tǒng)名：包括所有底物的名稱和反應(yīng)類型。乳酸 + NAD+丙酮酸 + NADH + H+乳酸：NAD+氧化還原酶慣用名：只取較重要的底物名稱和反應(yīng)類型。乳酸：NAD+氧化還原酶乳酸脫氫酶對于催化水解反應(yīng)的酶一般在酶的名稱上省去反應(yīng)類型。（三）

13、國際系統(tǒng)分類法及酶的編號1961年國際酶學(xué)委員會（Enzyme Committee, EC）根據(jù)酶所催化的反應(yīng)類型和機理，把酶分成6大類（見下頁）。分別用1、2、3、4、5、6來表示。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，每一個亞類又按順序編成1、2、3、4等數(shù)字。每一個亞類可再分為亞亞類，仍用1、2、3、4編號。每一個酶的分類編號由4個數(shù)字組成，數(shù)字間由“.”隔開。酶的系統(tǒng)編號：4位數(shù)字第一位：代表六大類反應(yīng)類型第二位：亞類（作用的基團或鍵的特點）第三位：亞亞類（精確表示底物/產(chǎn)物的性質(zhì)）第四位：在亞亞類中的序號乳酸脫氫酶 EC 1. 1. 1. 27第1大類，氧化還原

14、酶第1亞類，氧化基團CHOH第1亞亞類，H受體為NAD+該酶在亞亞類中的編號亞類及亞亞類的編號代表何種意義可參照書上表8-9 酶的分類酶學(xué)委員會氧化-還原酶催化氧化-還原反應(yīng)，催化氫的轉(zhuǎn)移或電子傳遞。主要包括脫氫酶(dehydrogenase)和氧化酶(Oxidase)。如，乳酸(Lactate)脫氫酶催化乳酸的脫氫反應(yīng)。1、氧化還原酶 OxidoreductaseAH2 + B（O2）A + BH2（H2O2，H2O）（四）六大類酶的特征（1）脫氫酶類：催化直接從底物上脫氫的反應(yīng)AH2 +BA +BH2（需輔酶或輔酶）（2）氧化酶類催化底物脫氫，氧化生成H2O2：AH2 + O2A + H2

15、O2（需FAD或FMN）催化底物脫氫，氧化生成H2O：2AH2 + O22A + 2H2O（3）過氧化物酶ROO + H2O2RO + H2O + O2（4）加氧酶（雙加氧酶和單加氧酶）O2 +OHOHC=OC=OOHOH（順，順-已二烯二酸）RH + O2 + 還原型輔助因子ROH + H2O + 氧化型輔助因子（又稱羥化酶）轉(zhuǎn)移酶催化基團轉(zhuǎn)移反應(yīng)，即將一個底物分子的基團或原子轉(zhuǎn)移到另一個底物的分子上。根據(jù)X分類：轉(zhuǎn)移碳基、酮基或醛基、?；⑻腔?、烴基、含氮基、含磷基和含硫基的酶。例如， 谷丙轉(zhuǎn)氨酶催化的氨基轉(zhuǎn)移反應(yīng)。2、轉(zhuǎn)移酶 TransferaseAX + BA +BX水解酶催化底物的加

16、水分解反應(yīng)。大多屬于細胞外酶，主要包括淀粉酶、蛋白酶、核酸酶及脂酶等。例如，脂肪酶(Lipase)催化的脂的水解反應(yīng)：3、水解酶 hydrolaseAB + H2OAOH + BH裂合酶催化從底物分子中移去一個基團或原子形成雙鍵的反應(yīng)及其逆反應(yīng)。主要包括醛縮酶、水化酶及脫氨酶等。4、裂合酶 LyaseABA + B異構(gòu)酶催化各種同分異構(gòu)體的相互轉(zhuǎn)變，即底物分子內(nèi)基團或原子的重排過程。例如，6-磷酸葡萄糖異構(gòu)酶催化的反應(yīng)5、異構(gòu)酶 IsomeraseABPP合成酶，又稱為連接酶，能夠催化C-C、C-O、C-N 以及C-S 鍵的形成反應(yīng)。這類反應(yīng)必須與ATP分解反應(yīng)相互偶聯(lián)。例如，丙酮酸羧化酶催化

17、的反應(yīng)。 丙酮酸 + CO2 草酰乙酸6、合成酶 Ligase or SynthetaseA + B + ATPAB + ADP +PiA + B + ATPAB + AMP +PPi指酶對底物的選擇性，也稱特異性。結(jié)構(gòu)專一性立體異構(gòu)專一性絕對專一性相對專一性族專一性鍵專一性旋光異構(gòu)專一性幾何異構(gòu)專一性四、酶的專一性（一）酶的專一性絕對：僅催化一種底物反應(yīng)，如脲酶相對：能作用于和底物結(jié)構(gòu)類似的物質(zhì)族對鍵旁兩端基團要求程度不同， 又稱為基團鍵僅對鍵有要求，如酯酶旋光異構(gòu)：對構(gòu)型有要求，如L-氨基酸氧化酶幾何異構(gòu)：只作用于順式或反式異構(gòu)體 如延胡索酸（反丁烯二酸）酶族專一性：可作用于一些結(jié)構(gòu)很相似

18、的底物RCOO- +R OH + H+酯酶：RCOR + H2OOOCH2OHOHOHOH15-葡萄糖苷酶OR+H2OOCH2OHOHOHOHOH15+ ROH絕對專一性：只能作用于某一底物脲酶：H2NCNH2 + H2OO2NH3 + CO2鍵專一性：可作用于一類很相似的底物（1）鎖鑰學(xué)說剛性構(gòu)象（2）誘導(dǎo)契合學(xué)說（3）結(jié)構(gòu)性質(zhì)互補學(xué)說 靜電效應(yīng)、極性相同（4）三點附著學(xué)說 立體異構(gòu)專一性的酶（二）與酶專一性有關(guān)的學(xué)說鎖鑰學(xué)說認為整個酶分子的天然構(gòu)象是具有剛性結(jié)構(gòu)的，酶表面具有特定的形狀。酶與底物的結(jié)合如同一把鑰匙對一把鎖一樣該學(xué)說的局限性不能解釋酶的逆反應(yīng)。因為酶不可能即適合于可逆反應(yīng)的底

19、物，又適合于可逆反應(yīng)的產(chǎn)物。誘導(dǎo)契合學(xué)說酶表面并沒有一種與底物互補的固定形狀，而只是由于底物的誘導(dǎo)才形成了互補形狀. （Koshland，1958）：當?shù)孜锖兔附佑|時，可誘導(dǎo)酶分子的構(gòu)象變化，使酶活性中心的各種基團處于和底物互補契合的正確空間位置，有利于催化。羧肽酶的誘導(dǎo)契合模式“三點結(jié)合”的催化理論酶與底物的結(jié)合處至少有三個點，而且只有一種情況是完全結(jié)合的形式。只有這種情況下，不對稱催化作用才能實現(xiàn)。（一） 酶活力的測定 酶活力也稱為酶活性，就是酶催化化學(xué)反應(yīng)的能力 能催化多快的反應(yīng) 通常以測出的酶促反應(yīng)速度表示 五、酶的活力測定和分離純化單位時間內(nèi)底物的減少或產(chǎn)物的增加1.酶活力產(chǎn)物濃度變

20、化曲線用哪一個速度來表示酶促反應(yīng)的速度特征呢？反應(yīng)初速度 Vo反應(yīng)初速度表示酶活力酶活力可以用在一定條件下所催化的某一化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率來表示，兩者呈線性關(guān)系。酶催化的反應(yīng)速率越大，酶的活力越高。因此測定酶促反應(yīng)的速率就可知酶活力，由于底物一般過量濃度減小不易測定，所以一般測定產(chǎn)物增加量。2.活力單位 (U) 酶單位（U）： 在一定條件下、一定時間內(nèi)、將一定量的 底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物所需的酶量。如： 每小時催化1克底物 每小時催化1ml某濃度溶液 每分鐘催化1ug底物一定時間一定量底物一定條件下酶活力的大小即酶含量的多少，用酶活力單位表示，即酶單位 在標準條件下（25 ，最適pH和最適底物濃度）一分

21、鐘內(nèi)催化1微摩爾底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物所需的酶量。 1 IU= 1 mol / min 酶活力單位標準化（1）國際單位（IU） 在標準條件下（25 ，最適pH和最適底物濃度）每秒鐘催化1摩爾底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物所需的酶量。 1 Kat =1 mol/s = 60106 IU酶活力單位標準化（2）Kat每mg酶蛋白所含的酶活力單位數(shù)。 比活力=活力U/mg蛋白=總活力U/總蛋白mg代表酶的純度。比活力越大，純度越高酶產(chǎn)品質(zhì)量評價中常使用，3.比活力 (specific activity) 測定完成一定量反應(yīng)所需的時間 測定單位時間內(nèi)酶催化的化學(xué)反應(yīng)量（1）分光光度法： 利用底物/產(chǎn)物光吸收性質(zhì)不同 選擇適當波

22、長來測定。 （酶偶聯(lián)分析法）（2）熒光法： 利用底物/產(chǎn)物熒光性質(zhì)的差別。紫外/可見光4. 酶活力的測定方法優(yōu)點：高靈敏度；缺點：易受干擾（3）同位素測定方法： 放射性同位素標記底物， 經(jīng)酶作用得到相應(yīng)產(chǎn)物， 經(jīng)適當分離，測定產(chǎn)物脈沖數(shù)即可。（4）電化學(xué)法： 包括pH測定法，離子選擇電極法等。 前者跟蹤反應(yīng)過程中H+的變化， 后者用氧電極測定一些耗氧的酶反應(yīng)。優(yōu)點：靈敏度極高；缺點：放射性酶活力測定實例確定反應(yīng)條件 20、pH=7，底物濃度 6g/L（過量）， 加入2mg固體脂肪酶確定活力單位 每小時催化1克底物 1u= 1g/h 測反應(yīng)初速度 作產(chǎn)物甘油隨時間增加的曲線， 量出反應(yīng)初速度值

23、， 換算為脂肪的消耗速度。如 8g/h換算活力 8g/h / 1g/h=8u計算比活 8u/2mg酶蛋白=4u/mg酶蛋白脂肪脂肪酶甘油 + 脂肪酸（二）酶的分離和純化衡量分離提純效果的兩個指標：總活力的回收（回收率）是表示提純過程中酶的損失情況比活力提高的倍數(shù)（純化倍數(shù)）是表示提純方法的有效程度分離純化方法同蛋白質(zhì)純化類似：1.選材：酶含量豐富的新鮮生物材料2.破碎：因材料而異，制成組織勻漿。3.抽提：低溫下以水或低鹽緩沖液抽提4.分離及純化：粗分級，細分級分離5. 結(jié)晶6.保存：低溫下酶粉可長期保存注意低濃度酶溶液易變性酶的制備過程中，每步都應(yīng)進行鑒定常用的鑒定指標為：回收率每次總活力10

24、0 /第一次總活力純化倍數(shù)=每次比活力/第一次比活力 產(chǎn)率酶的純度鑒定：聚丙烯酰胺凝膠電泳法等電聚焦電泳法六、核酶（ribozyme)（一）核酶：具有催化活性的RNA (1) 19821985年，Cech首先發(fā)現(xiàn)四膜蟲 的rRNA前體內(nèi)含子L19RNA既有RNA酶活性，又有RNA聚合酶活性。 隨后的研究表明： L19RNA具備酶促催化的幾個特征： 高度的底物專一性 遵循Michaelis-Menten動力學(xué) 對競爭性抑制劑的敏感性 (2) 1992年，Piccirilli等發(fā)現(xiàn)L19RNA具有氨酰酯酶的活性，催化氨酰酯水解。 (3) L19RNA還有限制性內(nèi)切酶作用： -CpUpCpUpN-

25、+ G -CpUpCpU +GpN (4) 1997年，Zhang和Cech用人造的RNA分子催化合成了肽鏈，表明RNA具有肽基轉(zhuǎn)移酶活性。 (5) 原核生物RNaseP和 兔肌1，4- -葡聚糖分枝酶催化tRNA前體5端成熟均包括RNA+蛋白組分，起催化作用的都是RNA。（二）核酶的種類（自我催化） 自我剪切： 是轉(zhuǎn)錄后加工方式之一 （self- cleavage） 自我剪接 （self-splicing） 需要鳥苷和Mg2+參與不需要鳥苷的參與剪切與連接催化分子內(nèi)反應(yīng)in cis核酶的典型結(jié)構(gòu)特點： 三個螺旋 13個保守堿基 剪切點：GUN XRNA既能攜帶遺傳信息 又有生物催化功能。RN

26、A可能早于蛋白質(zhì)和DNA， 是生命起源中首先出現(xiàn)的生物大分子（三）核酶的研究意義與應(yīng)用前景利用錘頭結(jié)構(gòu)就可以設(shè)計自然界不存在的核酶，可定點切割任何一種靶RNA分子。這可用于臨床治療 切割癌基因、致病病毒基因生物催化分子進化的可能過程：RNARNA-蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)-RNA蛋白質(zhì)-輔酶（輔基）蛋白質(zhì)是具有催化作用的抗體本質(zhì)是免疫球蛋白 在易變區(qū)被賦予酶的屬性， 又被稱為催化性抗體?；鶓B(tài)底物過渡態(tài)底物七、抗體酶（abzyme)催化的實質(zhì)是專一結(jié)合的相互作用形成過渡態(tài)，因此，用過渡態(tài)的類似物作為半抗原免疫動物將可能產(chǎn)生有催化活性的抗體?？贵w酶 （過渡態(tài)底物的抗體） 1986年，Schultz與Lerne

27、r同時得到了具有催化活性的抗體； 證實該抗體酶具有抗原結(jié)合位點的Fab片段單獨具有全酶一樣的催化效率。酶工程：酶制劑在工業(yè)上的大規(guī)模生產(chǎn)及應(yīng)用。 普通酶工程、化學(xué)酶工程、生物酶工程普通酶工程 單純生物提取化學(xué)酶工程1、微生物發(fā)酵得到粗酶2、對天然酶進行化學(xué)修飾、固定化處理， 利用化學(xué)合成等手段來改善酶性能。八、酶工程簡介 A 修飾酶的功能基團： 親核的Ser、Cys、Thr、Lys、His， 親電的Tyr、Trp 可氧化的Tyr、Trp、Met 經(jīng)過修飾的酶穩(wěn)定性好。（1）化學(xué)修飾酶B 交聯(lián)反應(yīng)： 用雙功能試劑使酶分子間或分子內(nèi)發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，經(jīng)過交聯(lián)后的酶對熱變性和蛋白質(zhì)水解酶的穩(wěn)定性增加。也

28、可將不同酶交聯(lián)成雜化酶，更有利于級聯(lián)反應(yīng)的催化。C 大分子修飾作用：可溶性高分子化合物如肝素、葡聚糖、聚乙二醇可修飾酶蛋白的側(cè)鏈，提高酶的穩(wěn)定性，改變酶的一些重要性質(zhì)。例如 淀粉酶經(jīng)化學(xué)修飾連接上葡聚糖后，熱穩(wěn)定性增加，使用壽命延長了30倍。 酶的固定化是把水溶性酶經(jīng)物理（吸附法與包埋法）或化學(xué)方法（共價偶聯(lián)法與交聯(lián)法）處理后，使酶與惰性載體結(jié)合或?qū)⒚赴衿饋沓蔀橐环N不溶于水的狀態(tài)。（2） 固定化酶物理法化學(xué)法吸附法包埋法共價偶聯(lián)法交聯(lián)法固定化優(yōu)點：穩(wěn)定性提高，增加了酶的使用壽命，可簡化工藝，反應(yīng)后易與反應(yīng)產(chǎn)物分離，酶易于分離重復(fù)使用。溶液狀態(tài)固定化（吸附、共價結(jié)合、交聯(lián)、包埋）載體（海藻酸鈣

29、、瓊脂、卡拉膠、殼聚糖）酶吸附法：使酶被吸附于惰性固體的表面，或吸附于離子交換劑上。包埋法：使酶包埋在凝膠的格子中或聚合物半透膜小膠囊中。偶聯(lián)法：使酶通過共價鍵連接于適當?shù)牟蝗苡谒妮d體上交聯(lián)法：使酶分子依靠雙功能基團試劑交聯(lián)聚合成“網(wǎng)狀”結(jié)構(gòu) 固定化葡萄糖異構(gòu)酶葡萄糖 果糖42%高果糖玉米糖漿：215萬噸/年55%高果糖玉米糖漿：145萬噸/年近年來，以固定化微生物組成的生物反應(yīng)器已獲得工業(yè)應(yīng)用。例如固定化酵母反應(yīng)器連續(xù)發(fā)酵生產(chǎn)酒精、啤酒。 難度大，產(chǎn)品活性低，發(fā)展緩慢。（3）化學(xué)合成酶（人工模擬酶）：生物酶工程利用DNA重組技術(shù)改造和生產(chǎn)酶的工程方法。外源酶基因工程菌重組入優(yōu)點？不受天然來

30、源限制，迅速，且易于誘變改造酶產(chǎn)品外源基因生物體中存在的酶基因 克隆酶修飾基因 定點突變酶人工設(shè)計合成的基因 新酶1酶是 產(chǎn)生的，具有催化活性的 。2酶具有 、 、 和 等催化特點。3全酶由 和 組成，在催化反應(yīng)時，二者所起的作用不同，其中 決定酶的專一性和高效率， 起傳遞電子、原子或化學(xué)基團的作用。4輔因子包括 和 等。其中 與酶蛋白結(jié)合疏松，可以用 除去。 與酶蛋白結(jié)合緊密，需要 除去5Cech和Altman因各自發(fā)現(xiàn)了 而共同獲得1989年的諾貝爾獎（化學(xué)獎）。6根據(jù)國際系統(tǒng)分類法，所有的酶按所催化的化學(xué)反應(yīng)的性質(zhì)可分為六類 、 、 、 、 和 。7根據(jù)國際酶學(xué)委員會的規(guī)定，每一種酶都有

31、一個唯一的編號。醇脫氫酶的編號是EC1.1.1.1，EC代表 ，4個數(shù)字分別代表 、 、 和 。8酶的專一性可以分為 和 。 9酶活力是指 ，一般用 表示。10.脲酶只作用于尿素，而不作用于其他任何底物，因此它具有 專一性；甘油激酶可以催化甘油磷酸化，僅生成甘油-1-磷酸一種底物，因此它具有 專一性。11.判斷一個純化酶的方法優(yōu)劣的主要依據(jù)是酶 和 .1關(guān)于酶的敘述哪項是正確的？A所有的酶都含有輔基或輔酶B只能在體內(nèi)起催化作用C大多數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)D能改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點加速反應(yīng)的進行E都具有立體異構(gòu)專一性（特異性）2下列關(guān)于酶蛋白和輔因子的敘述，哪一點不正確？A酶蛋白或輔因子單獨存在時

32、均無催化作用B一種酶蛋白只與一種輔因子結(jié)合成一種全酶C一種輔因子只能與一種酶蛋白結(jié)合成一種全酶D酶蛋白決定結(jié)合酶蛋白反應(yīng)的專一性E有些輔因子直接參加反應(yīng) 3酶與一般催化劑的不同點，在于酶具有：A酶可改變反應(yīng)平衡常數(shù)B極高催化效率C對反應(yīng)環(huán)境的高度不穩(wěn)定D高度專一性 4酶的專一性可分為：A結(jié)構(gòu)專一性B相對專一性C立體異構(gòu)專一性D絕對專一性1測定酶活力時，底物濃度不必大于酶濃度。2測定酶活力時，一般測定產(chǎn)物生成量比測定底物消耗量更為準確。3對于可逆反應(yīng)而言，酶既可以改變正反應(yīng)速度，也可以改變逆反應(yīng)速度。4酶只能改變化學(xué)反應(yīng)的活化能而不能改變化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)。5酶活力的測定實際上就是酶的定量測定。6由1g粗酶制劑經(jīng)純化后得到10mg電泳純的酶制劑，那么酶的比活較原來提高了100倍。在很多酶的活性中心均有His殘基參與，為什么？- 酶蛋白分子中組氨酸的側(cè)鏈咪唑基pK值