酶工程(北師大)-酶分子與酶工程c課件

分子酶學(xué)和酶工程

主要內(nèi)容緒論酶的性質(zhì)與制備酶的結(jié)構(gòu)與功能固定化酶與固定化細(xì)胞酶的人工模擬核酶工程酶分子的定向進(jìn)化主要參考書沈同,王鏡巖主編.生物化學(xué)(第三版).北京:高等教育出版社,1991.張樹政,孟廣震,何忠效主編.酶學(xué)研究技術(shù)(上冊(cè)).北京:科學(xué)出版社,1987許根俊編著.酶的作用原理.北京:科學(xué)出版社,1983.袁勤生主編.現(xiàn)代酶學(xué).上海:華東理工大學(xué)出版社,2001.陳石根,周潤(rùn)琦編著.酶學(xué).上海:復(fù)旦大學(xué)出版社,2001.羅貴民主編.酶工程.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002.鄒承魯,周筠梅,周海夢(mèng).酶活性部位的柔性.濟(jì)南:山東科技出版社,20041833.PayenPersoz1878.Kühne1897.E.Buchner理論:1926.Summer2NH2-C-NH2+2H2O----->4NH+4+2CO2Kendrew,Perutz,PhillipsMischer,MentenFischer,KoshlandHill,MeyerhofKrebsJacob,Lewoff,MonodJemin,BaltimoreArbert,Smith,NayhansMichellKoshland,Monod應(yīng)用:固定化酶,酶反應(yīng)器第二節(jié)酶學(xué)研究的重要性一.酶與生命活動(dòng)密切相關(guān)1.酶參與了生物體內(nèi)所有的生命活動(dòng)和生命過程(1)執(zhí)行具體的生理功能(2)清除有害物質(zhì),起保衛(wèi)作用(3)協(xié)同激素等生理活性物質(zhì)在體內(nèi)發(fā)揮信號(hào)轉(zhuǎn)換,傳遞與放大作用,調(diào)節(jié)生理功能(4)催化代謝反應(yīng),建立各種各樣代謝體系與代謝途徑2.酶的組成和分布是生物進(jìn)化與組織功能分化的基礎(chǔ)二.酶是分子生物學(xué)有力的研究工具三.酶學(xué)和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與醫(yī)學(xué)實(shí)踐有著密切的關(guān)系1.酶制劑的應(yīng)用(1)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用(2)酶制劑在醫(yī)療實(shí)踐上的應(yīng)用2.酶分析的應(yīng)用(1)酶活力的測(cè)定(2)酶法分析(3)酶免疫分析一.酶的分類命名原則1.根據(jù)酶的催化作用類型,將已知酶分為六大類Oxidoredutases,Transferases,Hydrolases,Lyases,Isomerases,Ligases(Synthetases)2.對(duì)每一種酶同時(shí)采用系統(tǒng)命名和習(xí)慣命名兩種命名系統(tǒng)命名3.用四個(gè)數(shù)字(ECnumber)標(biāo)記每一種酶(1)脫氫酶(dehydrogenase)RH+R′≒R+R′HAlcoholdehydrogenase[EC1.1.1.1]ethanol+NAD+------->acetaldehyde+NADH

CH3-CH2-OHNAD+NADH+H+CH3-CHOacceptordonor尼克酰胺核苷酸的吸收光譜

(2)氧化酶(Oxidase)RH+O2≒R+H2O2RH+O2≒R+H2OFMN和FAD的結(jié)構(gòu)(A)與參與反應(yīng)的方式(B)細(xì)胞色素C的結(jié)構(gòu)(A)及其吸收光譜(B)3.過氧化物酶(peroxidase)2H2O2≒2H2O+O2RH+H2O2≒R+2H2O4.氧合酶(oxygenase)5.中間電子傳遞體(electrontransferortransportsystem)2.轉(zhuǎn)移酶類(Transferases)(1)一碳基轉(zhuǎn)移酶①甲基轉(zhuǎn)移酶②羥甲基,酰甲基轉(zhuǎn)移酶③羧基,氨甲?；D(zhuǎn)移酶④咪基轉(zhuǎn)移酶(2)酮醛基轉(zhuǎn)移酶(3)?；D(zhuǎn)移酶CoA的結(jié)構(gòu)(4)糖苷基轉(zhuǎn)移酶(5)烴基轉(zhuǎn)移酶(6)含氮基轉(zhuǎn)移酶(7)含磷基轉(zhuǎn)移酶(8)含硫基團(tuán)轉(zhuǎn)移酶3.水解酶類(Hydrolases)1.酯酶(1)羧酸酯酶(2)磷酸酯酶2.糖苷酶(1)淀粉酶(2)纖維素酶(3)半纖維素酶(4)果膠酶(5)其他常用,常見的糖苷酶3.肽酶4.作用于肽鍵以外的C-N鍵的酶5.其他各亞類4.解(合)酶類(Lyases)5.異構(gòu)酶類(Isomerases)(1)消旋酶和差向異構(gòu)酶(2)順反異構(gòu)酶(3)醛酮異構(gòu)酶(4)分子內(nèi)轉(zhuǎn)移酶鈷胺輔酶的結(jié)構(gòu)6.合成酶類(Ligases)(1)催化碳氧鍵形成亞類(2)催化碳硫形成亞類(3)催化碳氮鍵形成亞類(4)催化碳碳鍵形成亞類三.其他習(xí)慣歸類命名法1.單體酶(monomericenzyme)和寡聚酶(oligomericenzyme)2.恒態(tài)酶(staticenzyme)和調(diào)節(jié)酶(regulativeenzyme)(1)潛態(tài)酶(2)別構(gòu)酶(3)多功能酶3.多酶復(fù)合物4.胞內(nèi)酶(intracellularenzyme),胞內(nèi)酶(extracellularenzyme)和“外向酶”(ectoenzyme)丙酮酸脫氫酶的結(jié)構(gòu)多酶復(fù)合物傳遞中間產(chǎn)物可能的機(jī)制(1)并列的結(jié)合位點(diǎn)(2)擴(kuò)散作用(3)分子微構(gòu)象的改變(4)活臂的旋轉(zhuǎn)第四節(jié)酶的多形性與同工酶一.酶的多形性(enzymepolymorphism)二.同工酶的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)1.同工酶一級(jí)結(jié)構(gòu)的差異(1)分子量不同,氨基酸組成相差懸殊(2)分子量相近,氨基酸組成及水解后肽譜不同,免疫性質(zhì)不同(3)分子量相近,氨基酸組成類似,水解后肽譜也較接近,免疫性質(zhì)不同2.構(gòu)象變化造成同工酶的差異3.同工酶與基因(1)單基因決定的同工酶(2)多基因決定的同工酶(3)復(fù)等位基因決定的同工酶三.同工酶的生物學(xué)意義1.同工酶作為遺傳標(biāo)志,已廣泛被遺傳學(xué)家用于遺傳分析的研究2.同工酶和個(gè)體發(fā)育和組織分化密切相關(guān)3.同工酶與代謝調(diào)節(jié)4.同工酶與癌基因的表達(dá)5.同工酶與臨床診斷心,肝疾病引起血清LDH同工酶酶譜變化的一般規(guī)律:心臟疾病LDH1及LDH2上升,LDH3及LDH5下降.急性肝炎LDH5明顯升高,隨病情好轉(zhuǎn)而逐步恢復(fù)正常.慢性肝炎一般處于正常范圍,部分