生物化學(xué)酶與輔酶

關(guān)于生物化學(xué)酶與輔酶概述

酶

第2頁,共113頁，2024年2月25日，星期天1.高效性

（意義）2.專一性一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)3.多樣性4.作用條件比較溫和酶的特性第3頁,共113頁，2024年2月25日，星期天第4頁,共113頁，2024年2月25日，星期天酶活性：酶對化學(xué)反應(yīng)的催化效率

最適的溫度和PH條件下，

酶的活性最高不同的酶具有不同的最適的溫度和最適PH第5頁,共113頁，2024年2月25日，星期天過酸、過堿或溫度過高，會使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活。（不可逆）低溫，不破壞酶的空間結(jié)構(gòu)，只是降低酶的活性。（可恢復(fù)）第6頁,共113頁，2024年2月25日，星期天總結(jié)酶1.產(chǎn)生部位和作用部位：所有的活細(xì)胞

細(xì)胞內(nèi)、細(xì)胞外、體外2.作用：

催化作用（降低活化能）第7頁,共113頁，2024年2月25日，星期天3.本質(zhì)：有機(jī)物（絕大多數(shù)、少數(shù)）具備蛋白質(zhì)的性質(zhì)（合成受遺傳物質(zhì)的控制、與雙縮脲反應(yīng)為紫色（P44）、可水解為氨基酸）4.同無機(jī)催化劑一樣只改變反應(yīng)速率，不能改變反應(yīng)方向和終產(chǎn)物的濃度，在化學(xué)反應(yīng)前后本身不發(fā)生改變。第8頁,共113頁，2024年2月25日，星期天發(fā)展史(1)酶是蛋白質(zhì):1926年,JamesSummer由刀豆制出脲酶結(jié)晶確立酶是蛋白質(zhì)的觀念，其具有蛋白質(zhì)的一切性質(zhì)。(2)核酶的發(fā)現(xiàn)：

1981～1982年，ThomasR.Cech實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)有催化活性的天然RNA—Ribozyme。酶催化進(jìn)行的反應(yīng)——酶促反應(yīng)底物、產(chǎn)物(P50)第9頁,共113頁，2024年2月25日，星期天酶及生物催化劑概念的發(fā)展……克隆酶、遺傳修飾酶蛋白質(zhì)工程新酶生物催化劑（Biocatalyst）蛋白質(zhì)類：

Enzyme(天然酶、生物工程酶)核酸類：Ribozyme;Deoxyribozyme模擬生物催化劑第10頁,共113頁，2024年2月25日，星期天酶單成份酶：脲酶、蛋白酶、淀粉酶、核糖核酸酶等。雙成份酶酶蛋白輔因子（簡單蛋白質(zhì)）（結(jié)合蛋白質(zhì)）（apoenzyme）（cofacter)輔酶（coenzyme)輔基(prostheticgroup)全酶(holoenzyme）=酶蛋白+輔因子酶的組成第11頁,共113頁，2024年2月25日，星期天特點(diǎn)反應(yīng)加快達(dá)到平衡，但不能改變反應(yīng)的K.1.酶催化反應(yīng)的條件溫和很多因素都能導(dǎo)致酶失活，所以酶反應(yīng)都在常溫、常壓、中性酸堿度條件下進(jìn)行。2.高效性人消化道中如果沒有酶…3.專一性4.酶活性的可調(diào)控性自動調(diào)控酶活性的系統(tǒng)——種類繁多，協(xié)調(diào)有序第12頁,共113頁，2024年2月25日，星期天

最大特點(diǎn)——專一性

1結(jié)構(gòu)專一性

概念：酶對所催化的分子（底物，Substrate）化學(xué)結(jié)構(gòu)的特殊要求和選擇

類別：絕對專一性和相對專一性麥芽糖酶只作用于麥芽糖，不作用于雙糖第13頁,共113頁，2024年2月25日，星期天2立體異構(gòu)專一性概念：酶除了對底物分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)有要求外，對其立體異構(gòu)也有一定的要求類別：旋光異構(gòu)專一性和幾何異構(gòu)專一性第14頁,共113頁，2024年2月25日，星期天絕對專一性和相對專一性

絕對專一性

有的酶對底物的化學(xué)結(jié)構(gòu)要求非常嚴(yán)格，只作用于一種底物，不作用于其它任何物質(zhì)。

相對專一性有的酶對底物的化學(xué)結(jié)構(gòu)要求比上述絕對專一性略低一些，它們能作用于一類化合物或一種化學(xué)鍵。

1）鍵專一性有的酶只作用于一定的鍵，而對鍵兩端的基團(tuán)并無嚴(yán)格要求。

2）基團(tuán)專一性另一些酶，除要求作用于一定的鍵以外，對鍵兩端的基團(tuán)還有一定要求，往往是對其中一個基團(tuán)要求嚴(yán)格，對另一個基團(tuán)則要求不嚴(yán)格。第15頁,共113頁，2024年2月25日，星期天消化道內(nèi)幾種蛋白酶的專一性（芳香）（鹼性）（丙）胰凝乳蛋白酶胃蛋白酶彈性蛋白酶羧肽酶胰蛋白酶氨肽酶羧肽酶第16頁,共113頁，2024年2月25日，星期天消化道蛋白酶作用的專一性

第17頁,共113頁，2024年2月25日，星期天據(jù)酶分子組成分類單純蛋白質(zhì)酶類結(jié)合蛋白質(zhì)酶（全酶）酶蛋白質(zhì)輔助因子金屬離子金屬有機(jī)物小分子有機(jī)物據(jù)酶蛋白特征分類單體酶寡聚酶多酶復(fù)合體酶的化學(xué)本質(zhì)及分類（P53）一般只有一條多肽鏈如溶菌酶兩個或兩個以上亞基組成的酶多種酶靠非共價鍵彼此嵌合形成的復(fù)合體第18頁,共113頁，2024年2月25日，星期天三、酶的分類及命名1.酶的分類（根據(jù)催化反應(yīng)類型）氧化-還原酶Oxidoreductase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)。第19頁,共113頁，2024年2月25日，星期天(2)

轉(zhuǎn)移酶Transferase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)。第20頁,共113頁，2024年2月25日，星期天水解酶Hydrolase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)第21頁,共113頁，2024年2月25日，星期天(4)

裂解酶Lyase（逆反應(yīng)時，也叫裂合酶）

裂解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)。第22頁,共113頁，2024年2月25日，星期天(5)

異構(gòu)酶Isomerase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)。第23頁,共113頁，2024年2月25日，星期天(6)

合成酶LigaseorSynthetase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===A

B+ADP+Pi例如，丙酮酸羧化酶催化的反應(yīng)丙酮酸+CO2

草酰乙酸第24頁,共113頁，2024年2月25日，星期天核酸酶（催化核酸）Ribozyme核酸酶是唯一的非蛋白酶。它是一類特殊的RNA，能夠催化RNA分子中的磷酸酯鍵的水解及其逆反應(yīng)。第25頁,共113頁，2024年2月25日，星期天2.酶的命名P56(1)習(xí)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(diǎn)。（木瓜蛋白酶，皺胃酶）第26頁,共113頁，2024年2月25日，星期天(2)國際系統(tǒng)命名法系統(tǒng)名稱包括底物名稱、構(gòu)型、反應(yīng)性質(zhì)，最后加一個酶字。例如：習(xí)慣名稱:谷丙轉(zhuǎn)氨酶系統(tǒng)名稱：

-酮戊二酸氨基轉(zhuǎn)移酶酶催化的反應(yīng):

谷氨酸+丙酮酸

-酮戊二酸+丙氨酸第27頁,共113頁，2024年2月25日，星期天

第2節(jié)酶的作用機(jī)理

一酶的活性中心

結(jié)合部位(Bindingsite)：酶分子中與底物結(jié)合的部位或區(qū)域一般稱為結(jié)合部位。第28頁,共113頁，2024年2月25日，星期天fold第29頁,共113頁，2024年2月25日，星期天催化部位催化部位(Catalyticsite):酶分子中促使底物發(fā)生化學(xué)變化的部位稱為催化部位。通常將酶的結(jié)合部位和催化部位總稱為酶的活性部位或活性中心。結(jié)合部位決定酶的專一性，催化部位決定酶所催化反應(yīng)的性質(zhì)。

第30頁,共113頁，2024年2月25日，星期天牛胰蛋白酶第31頁,共113頁，2024年2月25日，星期天AspHisSer胰凝乳蛋白酶的活性中心活性中心重要基團(tuán):His57,Asp102,Ser195第32頁,共113頁，2024年2月25日，星期天第33頁,共113頁，2024年2月25日，星期天二酶與底物分子的結(jié)合1.酶催化作用與反應(yīng)活化能關(guān)系

酶（E）與底物（S）結(jié)合生成不穩(wěn)定的中間物（ES），再分解成產(chǎn)物（P）并釋放出酶，使反應(yīng)沿一個低活化能的途徑進(jìn)行，降低反應(yīng)所需活化能，所以能加快反應(yīng)速度。E+SP+EES能量水平反應(yīng)過程

G

E1

E2第34頁,共113頁，2024年2月25日，星期天中間產(chǎn)（絡(luò)合）物學(xué)說

第一步是酶與底物形成酶－底物中間復(fù)合物。當(dāng)?shù)孜锓肿釉诿缸饔孟掳l(fā)生化學(xué)變化后，中間復(fù)合物再分解成產(chǎn)物和酶。

E+S====E-S

P+E許多實(shí)驗(yàn)事實(shí)證明了E－S復(fù)合物的存在。E－S復(fù)合物形成的速率與酶和底物的性質(zhì)有關(guān)。（中間產(chǎn)物很不穩(wěn)定，存在時間非常短暫）第35頁,共113頁，2024年2月25日，星期天

酶作用專一性機(jī)理

鎖鑰學(xué)說：將酶的活性中心比喻作鎖孔，底物分子象鑰匙，底物能專一性地插入到酶的活性中心。誘導(dǎo)契合學(xué)說：酶的活性中心在結(jié)構(gòu)上具柔性，底物接近活性中心時，可誘導(dǎo)酶蛋白構(gòu)象發(fā)生變化，這樣就使使酶活性中心有關(guān)基團(tuán)正確排列和定向，使之與底物成互補(bǔ)形狀有機(jī)的結(jié)合而催化反應(yīng)進(jìn)行。第36頁,共113頁，2024年2月25日，星期天酶專一性的“鎖鑰學(xué)說”

第37頁,共113頁，2024年2月25日，星期天酶專一性的“誘導(dǎo)契合學(xué)說”第38頁,共113頁，2024年2月25日，星期天三、酶高效催化的因素(1)臨近效應(yīng)、定向效應(yīng)：在酶促反應(yīng)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(yīng)速度；另一方面，由于活性中心的立體結(jié)構(gòu)和相關(guān)基團(tuán)的誘導(dǎo)和定向作用，使底物分子中參與反應(yīng)的基團(tuán)相互接近，并被嚴(yán)格定向定位，使酶促反應(yīng)具有高效率和專一性特點(diǎn)。(2)“張力”和“形變”：底物與酶結(jié)合誘導(dǎo)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(jìn)入過渡態(tài)。第39頁,共113頁，2024年2月25日，星期天(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(yīng)一般都是廣義的酸－堿催化方式。廣義酸－堿催化是指通過酸提供部分質(zhì)子,或是通過堿接受部分質(zhì)子的作用，達(dá)到降低反應(yīng)活化能的過程。酶活性部位上的某些基團(tuán)可以作為良好的質(zhì)子供體或受體對底物進(jìn)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(tuán)。

廣義酸基團(tuán)共軛酸堿廣義堿基團(tuán)（質(zhì)子供體）（質(zhì)子受體）第40頁,共113頁，2024年2月25日，星期天(4)共價催化：催化劑通過與底物形成反應(yīng)活性很高的共價過渡產(chǎn)物，使反應(yīng)活化能降低，從而提高反應(yīng)速度的過程，稱為共價催化。酶中參與共價催化的基團(tuán)主要包括His的咪唑基，Asp的羧基，Ser的羥基等。某些輔酶，如焦磷酸硫胺素和磷酸吡哆醛等也可以參與共價催化作用。（5)靜電作用力第41頁,共113頁，2024年2月25日，星期天第3節(jié)酶促反應(yīng)動力學(xué)研究酶促反應(yīng)的速率及其影響的學(xué)科表示：單位時間內(nèi)產(chǎn)物濃度的增加量物質(zhì)與能量代謝過程有毒代謝產(chǎn)物清除過程意義——尋求酶的最佳反應(yīng)條件第42頁,共113頁，2024年2月25日，星期天1.底物濃度對酶促反應(yīng)速度影響在酶濃度，pH，溫度等條件不變的情況下研究底物濃度和反應(yīng)速度的關(guān)系。如右圖所示：在低底物濃度時,反應(yīng)速度與底物濃度成正比，表現(xiàn)為一級反應(yīng)特征。當(dāng)?shù)孜餄舛冗_(dá)到一定值，幾乎所有的酶都與底物結(jié)合后，反應(yīng)速度達(dá)到最大值（Vmax），此時再增加底物濃度，反應(yīng)速度不再增加，表現(xiàn)為零級反應(yīng)。

酶促反應(yīng)的速度及其影響因素第43頁,共113頁，2024年2月25日，星期天米氏方程1913年，德國化學(xué)家Michaelis和Menten根據(jù)中間產(chǎn)物學(xué)說對酶促反映的動力學(xué)進(jìn)行研究，推導(dǎo)出了表示整個反應(yīng)中底物濃度和反應(yīng)速度關(guān)系的著名公式，稱為米氏方程。Km—米氏常數(shù)Vmax—最大反應(yīng)速度第44頁,共113頁，2024年2月25日，星期天p63（1）底物濃度很低時（2）底物濃度足夠大時

(3)底物濃度=Km時第45頁,共113頁，2024年2月25日，星期天

米氏常數(shù)Km的意義:由米氏方程可知，當(dāng)反應(yīng)速度等于最大反應(yīng)速度一半時,即V=1/2Vmax,Km=[S]

上式表示,米氏常數(shù)是反應(yīng)速度為最大值的一半時的底物濃度。因此,米氏常數(shù)的單位為mol/L。不同的酶具有不同Km值，它是酶的一個重要的特征物理常數(shù)。Km值只是在固定的底物，一定的溫度和pH條件下，一定的緩沖體系中測定的，不同條件下具有不同的Km值。Km值表示酶與底物之間的親和程度：Km值大表示親和程度小，酶的催化活性低;Km值小表示親和程度大,酶的催化活性高。第46頁,共113頁，2024年2月25日，星期天測定Km和V的方法很多，最常用的是Lineweaver–Burk的作圖法—雙倒數(shù)作圖法。

1Km11

=

+

V

Vmax[S]Vmax取米氏方程式的倒數(shù)形式：1/Vmax斜率=Km/Vmax-1/Km米氏常數(shù)Km的測定：第47頁,共113頁，2024年2月25日，星期天2.酶濃度對酶反應(yīng)的影響在底物足夠過量而其它條件固定的情況下，并且反應(yīng)系統(tǒng)中不含有抑制酶活性的物質(zhì)及其他不利于酶發(fā)揮作用的因素時，酶促反應(yīng)的速度和酶濃度成正比。第48頁,共113頁，2024年2月25日，星期天3.溫度對酶反應(yīng)的影響一方面是溫度升高,酶促反應(yīng)速度加快。另一方面,溫度升高,酶的高級結(jié)構(gòu)將發(fā)生變化或變性，導(dǎo)致酶活性降低甚至喪失。因此大多數(shù)酶都有一個最適溫度。在最適溫度條件下,反應(yīng)速度最大。最適溫度第49頁,共113頁，2024年2月25日，星期天4.pH對酶反應(yīng)的影響在一定的pH下,酶具有最大的催化活性,通常稱此pH為最適pH。第50頁,共113頁，2024年2月25日，星期天第51頁,共113頁，2024年2月25日，星期天5.激活劑對酶反應(yīng)的影響凡是能提高酶活力的簡單化合物都稱為激活劑（activator)。其中大部分是一些無機(jī)離子和小分子簡單有機(jī)物。如：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cu2+、Zn2+、Co2+、Cr2+、Fe2+、Cl-、Br-、I-、CN-、NO3-、PO4-等；這些離子可與酶分子上的氨基酸側(cè)鏈基團(tuán)結(jié)合，可能是酶活性部位的組成部分，也可能作為輔酶或輔基的一個組成部分起作用；一般情況下，一種激活劑對某種酶是激活劑，而對另一種酶則起抑制作用；對于同一種酶，不同激活劑濃度會產(chǎn)生不同的作用。第52頁,共113頁，2024年2月25日，星期天6.抑制劑對酶反應(yīng)的影響有些物質(zhì)能與酶分子上某些必須基團(tuán)結(jié)合（作用),使酶的活性中心的化學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變，導(dǎo)致酶活力下降或喪失，這種現(xiàn)象稱為酶的抑制作用。能夠引起酶的抑制作用的化合物則稱為抑制劑（inhibitor)。酶的抑制劑一般具備兩個方面的特點(diǎn)：a.在化學(xué)結(jié)構(gòu)上與被抑制的底物分子或底物的過渡狀態(tài)相似。b.能夠與酶的活性中心以非共價或共價的方式形成比較穩(wěn)定的復(fù)合體或結(jié)合物。第53頁,共113頁，2024年2月25日，星期天抑制作用的類型：(1)不可逆抑制作用：抑制劑與酶反應(yīng)中心的活性基團(tuán)以共價形式結(jié)合，引起酶的永久性失活。如有機(jī)磷毒劑二異丙基氟磷酸酯。第54頁,共113頁，2024年2月25日，星期天(2)可逆抑制作用：抑制劑與酶蛋白以非共價方式結(jié)合，引起酶活性暫時性喪失。抑制劑可以通過透析等方法被除去，并且能部分或全部恢復(fù)酶的活性。根椐抑制劑與酶結(jié)合的情況，又可以分為三類：競爭性抑制：某些抑制劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)與底物相似，因而能與底物竟?fàn)幣c酶活性中心結(jié)合。當(dāng)抑制劑與活性中心結(jié)合后，底物被排斥在反應(yīng)中心之外，其結(jié)果是酶促反應(yīng)被抑制了。竟?fàn)幮砸种仆ǔ？梢酝ㄟ^增大底物濃度，即提高底物的競爭能力來消除。競爭性抑制可用下式表示：第55頁,共113頁，2024年2月25日，星期天非競爭性抑制：酶可同時與底物及抑制劑結(jié)合，引起酶分子構(gòu)象變化，并導(dǎo)至酶活性下降。由于這類物質(zhì)并不是與底物競爭與活性中心的結(jié)合，所以稱為非競爭性抑制劑。如某些金屬離子（Cu2+、Ag+、Hg2+）以及EDTA等，通常能與酶分子的調(diào)控部位中的-SH基團(tuán)作用，改變酶的空間構(gòu)象，引起非競爭性抑制。非竟?fàn)幮砸种撇荒芡ㄟ^增大底物濃度的方法來消除。非競爭性抑制可用下式表示：第56頁,共113頁，2024年2月25日，星期天反競爭性抑制：酶只有在與底物結(jié)合后，才能與抑制劑結(jié)合，引起酶活性下降。反競爭性抑制可用下式表示：第57頁,共113頁，2024年2月25日，星期天7.酶的別構(gòu)（變構(gòu)）效應(yīng)：由于效應(yīng)物的存在，而引起酶的結(jié)構(gòu)（構(gòu)象）變化。別構(gòu)酶(Allostericenzyme)的特點(diǎn)：一般是寡聚酶，由多亞基組成，包括催化部位和調(diào)節(jié)（別構(gòu)）部位；具有別構(gòu)效應(yīng)。指酶和一個配體（底物，調(diào)節(jié)物）結(jié)合后可以影響酶和另一個配體（底物）的結(jié)合能力。根據(jù)配體結(jié)合后對后繼配體的影響正協(xié)同效應(yīng)（positivecooperativeeffect）負(fù)協(xié)同效應(yīng)（negativecooperativeeffect）第58頁,共113頁，2024年2月25日，星期天

正協(xié)同，還是負(fù)協(xié)同協(xié)同指數(shù)（CI）定義見課本（P73）RS

？81第59頁,共113頁，2024年2月25日，星期天別構(gòu)酶與非調(diào)節(jié)酶動力學(xué)曲線的比較第60頁,共113頁，2024年2月25日，星期天別構(gòu)酶舉例：天冬氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶，簡稱ATCase第61頁,共113頁，2024年2月25日，星期天8.固定化酶固定化酶是通過吸附、耦聯(lián)、交聯(lián)和包埋等物理或化學(xué)的方法把酶連接到某種載體上，做成仍具有酶催化活性的水不溶性酶。作用特點(diǎn)：穩(wěn)定性提高，易分離，可反復(fù)使用，提高操作的機(jī)械強(qiáng)度。第62頁,共113頁，2024年2月25日，星期天第4節(jié)酶活力的測定酶活力：又稱為酶活性，一般把酶催化一定化學(xué)反應(yīng)的能力稱為酶活力，通常以在一定條件下酶所催化的化學(xué)反應(yīng)速度來表示。基本原理:酶是蛋白質(zhì)，種類多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣，一般對酶的測定，不是直接測定其酶蛋白的濃度，而是測定其催化化學(xué)反應(yīng)的能力，這是基于在最優(yōu)化條件下，當(dāng)?shù)孜镒銐颍ㄟ^量），在酶促反應(yīng)的初始階段，酶促反應(yīng)的速度（初速度）與酶的濃度成正比（即V=K［E］），故酶活力測定的是化學(xué)反應(yīng)速度，一定條件下可代表酶活性分子濃度第63頁,共113頁，2024年2月25日，星期天

酶活力測定就是測定一定量的酶，在單位時間內(nèi)產(chǎn)物(P)的生成（增加）量或底物（S）的消耗（減少）量。即測定時確定三種量：①加入一定量的酶；②一定時間間隔；③物質(zhì)的增減量。第64頁,共113頁，2024年2月25日，星期天酶活力的表示方法及計算I酶活力單位酶活力可用單位時間內(nèi)單位體積中底物的減少量或產(chǎn)物的增加量表示，單位為mol/min等國際單位：1961年一般用活力單位IU（Unit）表示，許多酶活力單位都是以最佳條件或某一固定條件下每分鐘催化生成1μmol產(chǎn)物所需要的酶量為一個酶活力單位第65頁,共113頁，2024年2月25日，星期天1972年“Katal”單位是指在一定條件下1秒鐘內(nèi)轉(zhuǎn)化1mol底物所需的酶量。Kat和U的換算關(guān)系：1Kat=6×107ⅠU，1ⅠU=16.67nKat第66頁,共113頁，2024年2月25日，星期天Ⅱ比活力（specificactivity）酶的比活力是每單位（一般是mg）蛋白質(zhì)中的酶活力單位數(shù)（如：酶單位/mg蛋白），實(shí)際應(yīng)用中也用每單位制劑中含有的酶活力數(shù)表示（如：酶單位/mL（液體制劑），酶單位/g（固體制劑）），對同一種酶來講，比活力愈高則表示酶的純度越高（含雜質(zhì)越少），所以比活力是評價酶純度高低的一個指標(biāo)。第67頁,共113頁，2024年2月25日，星期天選讀材料酶工程（一）化學(xué)酶工程（二）物酶工程第68頁,共113頁，2024年2月25日，星期天維生素與輔酶

常見維生素科普知識第69頁,共113頁，2024年2月25日，星期天一維生素維生素分為水溶性和脂溶性兩大類。第70頁,共113頁，2024年2月25日，星期天VA生理功能?

維持正常視覺(視紫紅質(zhì)）；?

維持上皮細(xì)胞結(jié)構(gòu)的完整性；?

促進(jìn)生長發(fā)育，維持正常免疫功能；?

對生殖有影響；?

防癌作用（上皮）。第71頁,共113頁，2024年2月25日，星期天

VA來源

視黃醇廣泛存在于海產(chǎn)魚類體中，尤以肝、眼球及蛋黃中最多，胡蘿卜素存在于綠葉蔬菜、胡蘿卜等植物中。

小知識：胡蘿卜怎樣吃更營養(yǎng)？

用油伴著吃，用肉燉著吃第72頁,共113頁，2024年2月25日，星期天

維生素D（calcitriol）

維生素D的生理功能是①促進(jìn)鈣、磷的吸收②促進(jìn)骨骼和牙齒的生長發(fā)育；③維持血液中正常的氨基酸濃度；④調(diào)節(jié)檸檬酸的代謝。缺乏時，會引起兒童得佝僂病，成人得軟骨病。

第73頁,共113頁，2024年2月25日，星期天

佝僂病

軟骨病第74頁,共113頁，2024年2月25日，星期天食物來源–

曬太陽–

魚肝油（AD丸）–

海產(chǎn)品、動物肝臟、蛋黃等第75頁,共113頁，2024年2月25日，星期天VE生育酚抗不孕抗氧化植物油VK凝血素來源于腸道微生物（大腸桿菌、乳酸菌）和攝取食物（花生紅皮可制造血凝片）第76頁,共113頁，2024年2月25日，星期天

水溶性維生素(Vb1,Vb2,Vc)

(1)VB1VB1又稱為硫胺素(Thiamin)，能與鹽酸生成鹽酸鹽，現(xiàn)在已能人工合成

硫胺素

第77頁,共113頁，2024年2月25日，星期天VB1存在于谷物的胚及麩皮中、酵母、肉類、豆類及蛋中。VB1可參與糖代謝，能量代謝，并具有維持神經(jīng)系統(tǒng)和消化系統(tǒng)正常功能，以及促進(jìn)發(fā)育的作用。缺乏VB1會得腳氣病，患者雙腿麻木，最后感覺無力，消瘦及癱瘓。

第78頁,共113頁，2024年2月25日，星期天

VB1是所有維生素中最不穩(wěn)定的一種。因?yàn)樗苄裕悦纂S水流失。第79頁,共113頁，2024年2月25日，星期天（2）VB2

VB2又稱核黃素(Riboflavin)，通常醫(yī)藥用的VB2為人工合成品。富含VB2的食物有酵母、肝、牛奶、蛋黃、豆類及豆芽等。第80頁,共113頁，2024年2月25日，星期天

核黃素具有熱穩(wěn)定性，光照射容易分解。因此在出售的瓶裝牛乳中，會造成營養(yǎng)價的嚴(yán)重?fù)p失，并產(chǎn)生不適宜的味道，稱為“日光臭味”。如果用不透明的容器裝牛乳，就可避免這種反應(yīng)的出現(xiàn)。

第81頁,共113頁，2024年2月25日，星期天VB2缺乏癥—“花舌頭”VB2缺乏的主要癥狀是得口角炎、皮膚炎第82頁,共113頁，2024年2月25日，星期天VC第83頁,共113頁，2024年2月25日，星期天Vc生理功能（1）促進(jìn)生物氧化還原過程，維持細(xì)胞膜完整性。（2）作為酶的輔助因子或輔助底物參與多種重要的生物合成過程。（3）預(yù)防感冒，消除疲勞（4）改善對鐵、葉酸的利用。第84頁,共113頁，2024年2月25日，星期天生理功能維生素C還可促進(jìn)機(jī)體抗體的形成，提高白細(xì)胞的吞噬作用，對鉛、苯化學(xué)毒物具有解毒作用，可阻斷致癌物質(zhì)亞硝胺的形成水果與海鮮（河蚌，螃蟹）同吃潛在危險＋第85頁,共113頁，2024年2月25日，星期天Vc食物來源抗壞血酸主要存在于新鮮的蔬菜和水果中，。獼猴桃、沙棘、刺梨、鮮棗等維生素C質(zhì)量分?jǐn)?shù)尤為豐富，可達(dá)50～100mg/100g以上。植物種子(糧谷、豆類)幾乎不含維生素C，但豆類發(fā)芽后形成的綠豆芽、黃豆芽則含有維生素C。第86頁,共113頁，2024年2月25日，星期天獼猴桃

沙棘

刺梨

鮮棗第87頁,共113頁，2024年2月25日，星期天

抗壞血酸極易受溫度、鹽濃度糖濃度、pH值、氧、酶、金屬催化劑Cu2+和Fe3+、水分活度等因素的影響第88頁,共113頁，2024年2月25日，星期天

因此抗壞血酸在食品加工過程中很易損失。生活常識：新鮮蔬菜烹飪前，先切后洗？先洗后切？

第89頁,共113頁，2024年2月25日，星期天酶單成份酶：脲酶、蛋白酶、淀粉酶、核糖核酸酶等。雙成份酶酶蛋白輔因子（簡單蛋白質(zhì)）（結(jié)合蛋白質(zhì)）（apoenzyme）（cofacter)輔酶（coenzyme)輔基(prostheticgroup)全酶(holoenzyme）=酶蛋白+輔因子回顧酶的組成第90頁,共113頁，2024年2月25日，星期天常見酶的輔因子歸類

酶的輔因子是酶的對熱穩(wěn)定的非蛋白小分子物質(zhì)部分，其主要作用是作為電子、原子或某些基團(tuán)的載體參與反應(yīng)并促進(jìn)整個催化過程。(1)傳遞電子體：如卟啉鐵、鐵硫簇；(2)傳遞氫（遞氫體）：如FMN/FAD、NAD/NADP、C0Q、硫辛酸；(3)傳遞酰基體：如C0A、TPP、硫辛酸；(4)傳遞一碳基團(tuán)：如四氫葉酸；(5)傳遞磷酸基：如ATP，GTP；(6)其它作用：

轉(zhuǎn)氨基，如VB6；傳遞CO2，如生物素。第91頁,共113頁，2024年2月25日，星期天維生素和輔酶深層次學(xué)習(xí)維生素是機(jī)體維持正常生命活動所必不可少的一類小分子有機(jī)物質(zhì)。多數(shù)維生素維生素作為輔酶和輔基的組成成分，參與體內(nèi)的物質(zhì)代謝。維生素一般習(xí)慣分為脂溶性和水溶性兩大類。其中脂溶性維生素在體內(nèi)可直接參與代謝的調(diào)節(jié)作用，而水溶性維生素是通過轉(zhuǎn)變成輔酶對代謝起調(diào)節(jié)作用。某些小分子有機(jī)化合物與酶蛋白結(jié)合在一起并協(xié)同實(shí)施催化作用，這類分子被稱為輔酶（或輔基）。輔酶是一類具有特殊化學(xué)結(jié)構(gòu)和功能的化合物。參與的酶促反應(yīng)主要為氧化-還原反應(yīng)或基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)。大多數(shù)輔酶的前體主要是水溶性B族維生素。許多維生素的生理功能與輔酶的作用密切相關(guān)。第92頁,共113頁，2024年2月25日，星期天脂溶性維生素維生素A,D,E,K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，需要脂肪和膽汁酸。維生素A維生素A分A1,A2兩種，是不飽和一元醇類。維生素A1又稱為視黃醇，A2稱為脫氫視黃醇。主要功能：維持上皮組織健康及正常視覺，促進(jìn)年幼動物的正常生長。第93頁,共113頁，2024年2月25日，星期天維生素D維生素D是固醇類化合物，主要有D2,D3,D4,D5。其中D2,D3活性最高。第94頁,共113頁，2024年2月25日，星期天維生素D的結(jié)構(gòu)主要功能：調(diào)節(jié)鈣、磷代謝，維持血液中鈣、磷濃度正常，促使骨骼正常發(fā)育。第95頁,共113頁，2024年2月25日，星期天維生素E維生素E又叫做生育酚，目前發(fā)現(xiàn)的有6種，其中，，，四種有生理活性。主要功能：具有抗氧化劑的功能，可作為食品添加劑使用，還可保護(hù)細(xì)胞膜的完整性；同時還有抗不育的作用。第96頁,共113頁，2024年2月25日，星期天維生素K維生素K有3種：K1,K2,K3。其中K3是人工合成的。維生素K是2-甲基萘醌的衍生物。主要功能：促進(jìn)肝臟合成凝血酶原，促進(jìn)血液的凝固。第97頁,共113頁，2024年2月25日，星期天水溶性維生素維生素B1和羧化輔酶維生素B1又稱硫胺素，在體內(nèi)以焦磷酸硫胺素(TPP)形式存在。缺乏時表現(xiàn)出多發(fā)性神經(jīng)炎、皮膚麻木、心力衰竭、四肢無力、下肢水腫。第98頁,共113頁，2024年2月25日，星期天焦磷酸硫胺素(TPP)是脫羧酶的輔酶，催化丙酮酸或α–酮戊二酸的氧化脫羧反應(yīng)，所以又稱為羧化輔酶。第99頁,共113頁，2024年2月25日，星期天維生素B2和黃素輔酶維生素B2又稱核黃素，由核糖醇和6，7-二甲基異咯嗪兩部分組成。缺乏時組織呼吸減弱，代謝強(qiáng)度降低。主要癥狀為口