生物化學(xué)之酶學(xué)課件

第八章酶學(xué)概論第八章酶學(xué)概論提綱酶的化學(xué)本質(zhì)酶的催化性質(zhì)酶與非酶催化劑的共同性質(zhì)酶催化的特有性質(zhì)三.

酶的分類和命名提綱酶的化學(xué)本質(zhì)酶的定義酶就是由細(xì)胞合成的，在機體內(nèi)行使催化功能的生物催化劑。沒有酶的反應(yīng)有酶催化的反應(yīng)酶的定義酶就是由細(xì)胞合成的，在機體內(nèi)行使催化功能的生物催化劑酶的化學(xué)本質(zhì)主要是蛋白質(zhì)，極少數(shù)是RNA（核酶）。酶的化學(xué)本質(zhì)主要是蛋白質(zhì)，極少數(shù)是RNA（核酶）。酶催化底物轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物醛縮酶酶催化底物轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物醛縮酶酶與非酶催化劑的共同性質(zhì)只能催化熱力學(xué)允許的反應(yīng)反應(yīng)完成后本身不被消耗或變化，即可以重復(fù)使用對正反應(yīng)和逆反應(yīng)的催化作用相同不改變平衡常數(shù)，只加快到達(dá)平衡的速度或縮短到達(dá)平衡的時間。酶與非酶催化劑的共同性質(zhì)只能催化熱力學(xué)允許的反應(yīng)酶特有的催化性質(zhì)高效性酶在活性中心與底物結(jié)合專一性反應(yīng)條件溫和對反應(yīng)條件敏感，容易失活受到調(diào)控許多酶的活性還需要輔助因子的存在，作為輔助因子的多為維生素或其衍生物。酶特有的催化性質(zhì)高效性酶促反應(yīng)與非酶促反應(yīng)效率的比較酶高效的催化性酶促反應(yīng)與非酶促反應(yīng)效率的比較酶高效的催化性酶的專一性是指酶對參與反應(yīng)的底物有嚴(yán)格的選擇性，即一種酶僅能作用于一種底物，或一類分子結(jié)構(gòu)相似的底物，發(fā)生某種特定類型的化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生特定的產(chǎn)物。專一性一般有四種類型：（1）絕對專一性是指一種酶僅催化一個特定的反應(yīng)。例如，脲酶只能催化尿素的水解反應(yīng)；（2）基團(tuán)專一性是指一種酶只作用于含有特定官能團(tuán)的分子。如磷酸酶只水解特定底物分子上的磷酸基團(tuán)；（3）鍵專一性是指一種酶只作用于含有一種特定化學(xué)鍵的分子，而不管底物分子其它部分的結(jié)構(gòu)。如二肽酶識別的是二肽分子中的肽鍵，而不管構(gòu)成這個肽鍵的兩個氨基酸殘基是哪一種；（4）立體專一性酶的專一性是指酶對參與反應(yīng)的底物有嚴(yán)格的選擇性，即一種酶僅能酶的活性中心與酶促反應(yīng)的專一性酶的活性中心也稱為活性部位，是指酶分子上直接與底物結(jié)合，并與催化作用直接相關(guān)的區(qū)域?；钚灾行挠山Y(jié)合基團(tuán)和催化基團(tuán)組成。前者負(fù)責(zé)與底物結(jié)合，決定酶的專一性，后者參與催化，負(fù)責(zé)底物舊鍵的斷裂和產(chǎn)物新鍵的形成，決定酶的催化能力。但也可能有某些基團(tuán)兩者兼而有之。酶的活性中心與酶促反應(yīng)的專一性酶的活性中心也稱為活性部位，是活性中心的主要特征活性中心是一個三維實體，通常由在一級結(jié)構(gòu)上并不相鄰的氨基酸殘基組成活性中心只占酶總體積很小的一部分（約1％～2%）活性中心為酶分子表面的一個裂縫、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，以便底物結(jié)合和進(jìn)行催化與底物結(jié)合為多重次級鍵，包括氫鍵、疏水鍵和范德華力底物結(jié)合的專一性在一定程度上取決于活性中心和底物之間在結(jié)構(gòu)上的互補性活性中心的構(gòu)象不是固定不變的，而是具有一定的柔性胰凝乳蛋白酶的活性中心活性中心的主要特征活性中心是一個三維實體，通常由在一級結(jié)構(gòu)上解釋酶專一性的三種模型：（1）鎖與鑰匙學(xué)說（2）誘導(dǎo)契合學(xué)說（3）“三點附著”模型解釋酶專一性的三種模型：“鎖與鑰匙”模型“鎖與鑰匙”模型“誘導(dǎo)契合”模型“誘導(dǎo)契合”模型己糖激酶的誘導(dǎo)契合

己糖激酶的誘導(dǎo)契合“三點附著”模型“三點附著”模型溫度變化對酶活性的影響反應(yīng)條件溫和溫度變化對酶活性的影響反應(yīng)條件溫和pH的變化對酶活性的影響反應(yīng)條件溫和pH的變化對酶活性的影響反應(yīng)條件溫和活力受調(diào)控：許多酶的活性還需要輔助因子的存在，作為輔助因子的多為維生素或其衍生物。活力受調(diào)控：單純酶VS綴合酶屬于單純蛋白質(zhì)的酶為單純酶，屬于綴合蛋白質(zhì)的酶為綴合酶或結(jié)合酶。綴合酶除了蛋白質(zhì)以外，還結(jié)合某些對熱穩(wěn)定的非蛋白質(zhì)小分子或金屬離子，它們統(tǒng)稱為輔助因子。喪失輔助因子的酶被稱為脫輔酶，與輔助因子結(jié)合在一起的酶被稱為全酶。輔助因子包括輔酶、輔基和金屬離子三類。輔酶專指那些與脫輔酶結(jié)合松散、使用透析的方法就容易去除的有機小分子。輔基專指那些與脫輔酶結(jié)合緊密、使用透析或超濾的方法難以去除的有機小分子。單純酶VS綴合酶屬于單純蛋白質(zhì)的酶為單純酶，屬于綴合蛋白質(zhì)的輔因子在酶促反應(yīng)中的作用特點輔酶在催化反應(yīng)過程中，直接參加了反應(yīng)。每一種輔酶都具有特殊的功能，可以特定地催化某一類型的反應(yīng)。同一種輔酶可以和多種不同的酶蛋白結(jié)合形成不同的全酶。一般來說，全酶中的輔酶決定了酶所催化的類型（反應(yīng)專一性），而酶蛋白則決定了所催化的底物類型（底物專一性）。輔因子作用：電子、原子或某些基團(tuán)的載體輔因子在酶促反應(yīng)中的作用特點輔酶在催化反應(yīng)過程中，直接參加了輔酶：

所有轉(zhuǎn)氨酶輔酶為吡哆醛磷酸，并也作為脫羧等作用輔酶。輔酶：所有轉(zhuǎn)氨酶輔酶為吡哆醛磷酸，并也作為脫羧等作用輔酶的分類及其實例酶的分類及其實例

酶的分類氧化-還原酶催化氧化-還原反應(yīng)。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)。

氧化-還原酶Oxidoreductase酶的分類氧化-還原酶催化氧化-還原反應(yīng)。氧化-還原酶O

酶的分類轉(zhuǎn)移酶催化基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)，即將一個底物分子的基團(tuán)或原子轉(zhuǎn)移到另一個底物的分子上。

例如，谷丙轉(zhuǎn)氨酶催化的氨基轉(zhuǎn)移反應(yīng)。

轉(zhuǎn)移酶Transferase酶的分類轉(zhuǎn)移酶催化基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)，即將一個底物分子的基團(tuán)或原

酶的分類水解酶催化底物的加水分解反應(yīng)。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)：

水解酶hydrolase酶的分類水解酶催化底物的加水分解反應(yīng)。水解酶hydro酶的分類裂合酶催化從底物分子中移去一個基團(tuán)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。例如，延胡索酸水合酶催化的反應(yīng)。

裂合酶

Lyase酶的分類裂合酶催化從底物分子中移去一個基團(tuán)或原子形成雙鍵的反

酶的分類異構(gòu)酶催化各種同分異構(gòu)體的相互轉(zhuǎn)化，即底物分子內(nèi)基團(tuán)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)。

異構(gòu)酶Isomerase酶的分類異構(gòu)酶催化各種同分異構(gòu)體的相互轉(zhuǎn)化，即底物分子內(nèi)基

酶的分類合成酶，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)。A+B+ATP+H-O-H===AB+ADP+Pi

例如，丙酮酸羧化酶催化的反應(yīng)。丙酮酸+CO2草酰乙酸合成酶LigaseorSynthetase酶的分類合成酶，又稱為連接酶，能夠催化C-C、C-O、C-第八章酶學(xué)概論第八章酶學(xué)概論提綱酶的化學(xué)本質(zhì)酶的催化性質(zhì)酶與非酶催化劑的共同性質(zhì)酶催化的特有性質(zhì)三.

酶的分類和命名提綱酶的化學(xué)本質(zhì)酶的定義酶就是由細(xì)胞合成的，在機體內(nèi)行使催化功能的生物催化劑。沒有酶的反應(yīng)有酶催化的反應(yīng)酶的定義酶就是由細(xì)胞合成的，在機體內(nèi)行使催化功能的生物催化劑酶的化學(xué)本質(zhì)主要是蛋白質(zhì)，極少數(shù)是RNA（核酶）。酶的化學(xué)本質(zhì)主要是蛋白質(zhì)，極少數(shù)是RNA（核酶）。酶催化底物轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物醛縮酶酶催化底物轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物醛縮酶酶與非酶催化劑的共同性質(zhì)只能催化熱力學(xué)允許的反應(yīng)反應(yīng)完成后本身不被消耗或變化，即可以重復(fù)使用對正反應(yīng)和逆反應(yīng)的催化作用相同不改變平衡常數(shù)，只加快到達(dá)平衡的速度或縮短到達(dá)平衡的時間。酶與非酶催化劑的共同性質(zhì)只能催化熱力學(xué)允許的反應(yīng)酶特有的催化性質(zhì)高效性酶在活性中心與底物結(jié)合專一性反應(yīng)條件溫和對反應(yīng)條件敏感，容易失活受到調(diào)控許多酶的活性還需要輔助因子的存在，作為輔助因子的多為維生素或其衍生物。酶特有的催化性質(zhì)高效性酶促反應(yīng)與非酶促反應(yīng)效率的比較酶高效的催化性酶促反應(yīng)與非酶促反應(yīng)效率的比較酶高效的催化性酶的專一性是指酶對參與反應(yīng)的底物有嚴(yán)格的選擇性，即一種酶僅能作用于一種底物，或一類分子結(jié)構(gòu)相似的底物，發(fā)生某種特定類型的化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生特定的產(chǎn)物。專一性一般有四種類型：（1）絕對專一性是指一種酶僅催化一個特定的反應(yīng)。例如，脲酶只能催化尿素的水解反應(yīng)；（2）基團(tuán)專一性是指一種酶只作用于含有特定官能團(tuán)的分子。如磷酸酶只水解特定底物分子上的磷酸基團(tuán)；（3）鍵專一性是指一種酶只作用于含有一種特定化學(xué)鍵的分子，而不管底物分子其它部分的結(jié)構(gòu)。如二肽酶識別的是二肽分子中的肽鍵，而不管構(gòu)成這個肽鍵的兩個氨基酸殘基是哪一種；（4）立體專一性酶的專一性是指酶對參與反應(yīng)的底物有嚴(yán)格的選擇性，即一種酶僅能酶的活性中心與酶促反應(yīng)的專一性酶的活性中心也稱為活性部位，是指酶分子上直接與底物結(jié)合，并與催化作用直接相關(guān)的區(qū)域?；钚灾行挠山Y(jié)合基團(tuán)和催化基團(tuán)組成。前者負(fù)責(zé)與底物結(jié)合，決定酶的專一性，后者參與催化，負(fù)責(zé)底物舊鍵的斷裂和產(chǎn)物新鍵的形成，決定酶的催化能力。但也可能有某些基團(tuán)兩者兼而有之。酶的活性中心與酶促反應(yīng)的專一性酶的活性中心也稱為活性部位，是活性中心的主要特征活性中心是一個三維實體，通常由在一級結(jié)構(gòu)上并不相鄰的氨基酸殘基組成活性中心只占酶總體積很小的一部分（約1％～2%）活性中心為酶分子表面的一個裂縫、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，以便底物結(jié)合和進(jìn)行催化與底物結(jié)合為多重次級鍵，包括氫鍵、疏水鍵和范德華力底物結(jié)合的專一性在一定程度上取決于活性中心和底物之間在結(jié)構(gòu)上的互補性活性中心的構(gòu)象不是固定不變的，而是具有一定的柔性胰凝乳蛋白酶的活性中心活性中心的主要特征活性中心是一個三維實體，通常由在一級結(jié)構(gòu)上解釋酶專一性的三種模型：（1）鎖與鑰匙學(xué)說（2）誘導(dǎo)契合學(xué)說（3）“三點附著”模型解釋酶專一性的三種模型：“鎖與鑰匙”模型“鎖與鑰匙”模型“誘導(dǎo)契合”模型“誘導(dǎo)契合”模型己糖激酶的誘導(dǎo)契合

己糖激酶的誘導(dǎo)契合“三點附著”模型“三點附著”模型溫度變化對酶活性的影響反應(yīng)條件溫和溫度變化對酶活性的影響反應(yīng)條件溫和pH的變化對酶活性的影響反應(yīng)條件溫和pH的變化對酶活性的影響反應(yīng)條件溫和活力受調(diào)控：許多酶的活性還需要輔助因子的存在，作為輔助因子的多為維生素或其衍生物?；盍κ苷{(diào)控：單純酶VS綴合酶屬于單純蛋白質(zhì)的酶為單純酶，屬于綴合蛋白質(zhì)的酶為綴合酶或結(jié)合酶。綴合酶除了蛋白質(zhì)以外，還結(jié)合某些對熱穩(wěn)定的非蛋白質(zhì)小分子或金屬離子，它們統(tǒng)稱為輔助因子。喪失輔助因子的酶被稱為脫輔酶，與輔助因子結(jié)合在一起的酶被稱為全酶。輔助因子包括輔酶、輔基和金屬離子三類。輔酶專指那些與脫輔酶結(jié)合松散、使用透析的方法就容易去除的有機小分子。輔基專指那些與脫輔酶結(jié)合緊密、使用透析或超濾的方法難以去除的有機小分子。單純酶VS綴合酶屬于單純蛋白質(zhì)的酶為單純酶，屬于綴合蛋白質(zhì)的輔因子在酶促反應(yīng)中的作用特點輔酶在催化反應(yīng)過程中，直接參加了反應(yīng)。每一種輔酶都具有特殊的功能，可以特定地催化某一類型的反應(yīng)。同一種輔酶可以和多種不同的酶蛋白結(jié)合形成不同的全酶。一般來說，全酶中的輔酶決定了酶所催化的類型（反應(yīng)專一性），而酶蛋白則決定了所催化的底物類型（底物專一性）。輔因子作用：電子、原子或某些基團(tuán)的載體輔因子在酶促反應(yīng)中的作用特點輔酶在催化反應(yīng)過程中，直接參加了輔酶：

所有轉(zhuǎn)氨酶輔酶為吡哆醛磷酸，并也作為脫羧等作用輔酶。輔酶：所有轉(zhuǎn)氨酶輔酶為吡哆醛磷酸，并也作為脫羧等作用輔酶的分類及其實例酶的分類及其實例

酶的分類氧化-還原酶催化氧化-還原反應(yīng)。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)。

氧化-還原酶Oxidoreductase酶的分類氧化-還原酶催化氧化-還原反應(yīng)。氧化-還原酶O

酶的分類轉(zhuǎn)移酶催化基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)，即將一個底物分子的基團(tuán)或原子轉(zhuǎn)移到另一個底物的分子上。

例如，谷丙轉(zhuǎn)氨酶催化的氨基轉(zhuǎn)移反應(yīng)。

轉(zhuǎn)移酶Transferase酶的分類轉(zhuǎn)移酶催化基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)，即將一個底物分子的基團(tuán)或原

酶的分類水解酶催化底物的加水分解反應(yīng)。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)：

水解酶hydrolase酶的分類水解酶催化底物的加水分解反應(yīng)。水解酶hydro酶的分類裂合酶催化從底物分子中移去一個基團(tuán)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。例如，延胡索酸水合酶催化的反應(yīng)。

裂合酶

Lyase酶的分類裂合酶催化從底物分子中移去一個基團(tuán)或原子形成雙鍵的反

酶的分類異構(gòu)酶催化各種同分異構(gòu)體的相互轉(zhuǎn)化，即底物分子內(nèi)基團(tuán)或原子的重排過程。

例如