酶-酶的催化特性（生物化學課件）

酶的催化特點2酶的催化特點

酶是生物催化劑，與無機催化劑相比，二者有共性；

但酶的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)，又在生物體內(nèi)作用，因此酶的作用又有特性。李駒封愿麥惦比懸此巫蟲懦餞酥孽牛告攀高慘握媽驕憊色屈墻高翰釩傲駝生物化學酶的本質(zhì)和組成PPT課件生物化學酶的本質(zhì)和組成PPT課件3酶和一般催化劑的共性1.用量少而催化效率高；2.它能夠改變化學反應的速度，但是不能改變化學反應平衡。3.只能催化熱力學允許的反應，在反應前后不發(fā)生改變。姜羌用嗡慷杏弘絢灼漲賈劉膨叮脈那仰婪頑抗江鍬綿課蔣蹲讕硅梳危哥姿生物化學酶的本質(zhì)和組成PPT課件生物化學酶的本質(zhì)和組成PPT課件4酶催化作用特性高效性專一性糖寺沮幾貶膊拽禮籮司往把獸皮桌藏冬失駐村癢配害縣乎蒲策烷啦雖焙衡生物化學酶的本質(zhì)和組成PPT課件生物化學酶的本質(zhì)和組成PPT課件5酶的催化作用可使反應速度提高106-1012倍。例如：過氧化氫分解

2H2O2

2H2O+O2

用Fe3+催化，效率為6×10-4mol/mol.S，而用過氧化氫酶催化，效率為6×106mol/mol.S。用

-淀粉酶催化淀粉水解，1克結(jié)晶酶在65C條件下可催化2噸淀粉水解。1．高效性賞癟懶尤軀罵蘭黑尹惟嫌盼礦孰九俗署酬傍而愛摘個精淵姚陌元趙糜施渤生物化學酶的本質(zhì)和組成PPT課件生物化學酶的本質(zhì)和組成PPT課件62．專一性

酶的專一性Specificity又稱為特異性，是指酶在催化生化反應時對底物的選擇性。黔邱塞題適餡廄酷寐匪錢突巢貓憤心倆闡瘦泳煥凌挨呵壺魏裕剖蘭紊蘿摹生物化學酶的本質(zhì)和組成PPT課件生物化學酶的本質(zhì)和組成PPT課件酶的調(diào)節(jié)機制調(diào)節(jié)含量活性合成分解變構(gòu)調(diào)節(jié)化學修飾遲緩調(diào)節(jié)快速調(diào)節(jié)變構(gòu)效應劑(allostericeffector)變構(gòu)激活劑變構(gòu)抑制劑

變構(gòu)調(diào)節(jié)(allostericregulation)變構(gòu)酶(allostericenzyme)變構(gòu)部位(allostericsite)一些代謝物可與某些酶分子活性中心外的某部分可逆地結(jié)合，使酶構(gòu)象改變，從而改變酶的催化活性，此種調(diào)節(jié)方式稱變構(gòu)調(diào)節(jié)。（一）變構(gòu)酶通過變構(gòu)調(diào)節(jié)酶的活性變構(gòu)酶常為多個亞基構(gòu)成的寡聚體，具有協(xié)同效應。變構(gòu)激活變構(gòu)抑制

變構(gòu)酶的Ｓ形曲線[S]V無變構(gòu)效應劑

酶的變構(gòu)調(diào)節(jié)是體內(nèi)代謝途徑的重要快速調(diào)節(jié)方式之一。（二）酶的化學修飾調(diào)節(jié)是通過某些化學基團與酶的共價結(jié)合與分離實現(xiàn)的在其他酶的催化作用下，某些酶蛋白肽鏈上的一些基團可與某種化學基團發(fā)生可逆的共價結(jié)合，從而改變酶的活性，此過程稱為共價修飾。共價修飾(covalentmodification)磷酸化與脫磷酸化（最常見）乙?；兔撘阴；谆兔摷谆佘栈兔撓佘栈璖H與－S－S互變

常見類型酶的化學修飾是體內(nèi)快速調(diào)節(jié)的另一種重要方式。酶的磷酸化與脫磷酸化-OHThrSerTyr酶蛋白H2OPi磷蛋白磷酸酶ATPADP蛋白激酶ThrSerTyr-O-PO32-酶蛋白有些酶在細胞內(nèi)合成或初分泌時只是酶的無活性前體，此前體物質(zhì)稱為酶原。在一定條件下，酶原向有活性酶轉(zhuǎn)化的過程。（三）酶原的激活使無活性的酶原轉(zhuǎn)變成有催化活性的酶酶原(zymogen)酶原的激活酶原激活的機理酶原分子構(gòu)象發(fā)生改變形成或暴露出酶的活性中心

一個或幾個特定的肽鍵斷裂，水解掉一個或幾個短肽在特定條件下賴纈天天天天甘異賴纈天天天天纈組絲SSSS46183甘異纈組絲SSSS活性中心胰蛋白酶原的激活過程

酶原激活的生理意義避免細胞產(chǎn)生的酶對細胞進行自身消化，并使酶在特定的部位和環(huán)境中發(fā)揮作用，保證體內(nèi)代謝正常進行。有的酶原可以視為酶的儲存形式。在需要時，酶原適時地轉(zhuǎn)變成有活性的酶，發(fā)揮其催化作用。酶的作用機制1.酶催化作用的本質(zhì)：降低反應活化能2.酶催化作用的中間產(chǎn)（絡合）物學說在酶催化的反應中，第一步是酶與底物形成酶－底物中間復合物。當?shù)孜锓肿釉诿缸饔孟掳l(fā)生化學變化后，中間復合物再分解成產(chǎn)物和酶。

E+S====E-S

P+E許多實驗事實證明了E－S復合物的存在。E－S復合物形成的速率與酶和底物的性質(zhì)有關。酶的作用機制3.酶與底物結(jié)合形成中間絡合物的方式（理論）(1)鎖鑰假說(lockandkeyhypothesis)：

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。(2)誘導契合假說（induced–fithypothesis):

該學說認為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才形成了互補形狀。4.使酶具有高效催化的因素(1)臨近定向效應：在酶促反應中，底物分子結(jié)合到酶的活性中心，一方面底物在酶活性中心的有效濃度大大增加，有利于提高反應速度；另一方面，由于活性中心的立體結(jié)構(gòu)和相關基團的誘導和定向作用，使底物分子中參與反應的基團相互接近，并被嚴格定向定位，使酶促反應具有高效率和專一性特點。(2)“張力”和“形變”：底物與酶結(jié)合誘導酶的分子構(gòu)象變化，變化的酶分子又使底物分子的敏感鍵產(chǎn)生“張力”甚至“形變”，從而促使酶－底物中間產(chǎn)物進入過渡態(tài)。(3)酸堿催化：酸-堿催化可分為狹義的酸-堿催化和廣義的酸-堿催化。酶參與的酸-堿催化反應一般都是廣義的酸－堿催化方式。廣義酸－堿催化是指通過質(zhì)子酸提供部分質(zhì)子,或是通過質(zhì)子堿接受部分質(zhì)子的作用，達到降低反應活化能的過程。酶活性部位上的某些基團可以作為良好的質(zhì)子供體或受體對底物進行酸堿催化。His殘基的咪唑基是酶的酸堿催化作用中最活潑的一個催化功能團。

廣義酸基團

廣義堿基團（質(zhì)子供體）

（質(zhì)子受體）(3)酸堿催化：