《酶的命名和分類》PPT課件.ppt

1、酶,(Biocatalytics),酶的命名和分類,酶的作用特性,酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué),酶的抑制劑與與藥物分子設(shè)計(jì),核酸酶和抗體酶,寡聚酶、同功酶和固定化酶,酶的應(yīng)用,生物催化劑的發(fā)現(xiàn)和發(fā)展,酶活力的測(cè)定,學(xué)習(xí)要求,學(xué)習(xí)要求,了解酶的命名和分類 弄清酶的化學(xué)本質(zhì) 掌握理解活性中心、酶活性、反應(yīng)初速度、比活性、Km 最適PH、最適溫度、酶原、競(jìng)爭(zhēng)性抑制 弄清影響酶促作用的各種因素 掌握酶促作用的動(dòng)力學(xué)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ) 對(duì)比酶的幾種不同類型的抑制作用 酶的作用機(jī)制與藥物分子的設(shè)計(jì) 了解核酸酶、抗體酶的相關(guān)知識(shí) 了解同功酶、誘導(dǎo)酶、別構(gòu)酶、固定化酶的本質(zhì)和應(yīng)用,章首,5.1 生物催化劑的發(fā)現(xiàn)和發(fā)展,一、生物催化

2、劑的發(fā)現(xiàn) 1、ferment 2、淀粉糖化酶：1833 3、enzyme 1878年 4、1926年，脲酶結(jié)晶，提出酶的蛋白質(zhì)的本質(zhì) 5、1963年，牛胰核糖核酸酶的一級(jí)結(jié)構(gòu) 1965年，雞卵清溶菌酶的三維結(jié)構(gòu) 1969年，人工合成核糖核酸酶,二、生物催化劑的發(fā)展 1、Ribozyme 1982年 2、抗體酶 （abzymes) 3、生物酶工程 4、人工酶 5、模擬酶 酶的本質(zhì)？,章首,5.2 酶的命名和分類,國(guó)際系統(tǒng)命名法： 1、名稱由兩部分組成：底物反應(yīng)名稱 如：ATP:己糖磷酸轉(zhuǎn)移酶 2、不管酶催化正反應(yīng)還是逆反應(yīng)，都用同一名稱。 如：DH2:NAD氧化還原酶 習(xí)慣名或常用名： 1、根據(jù)

3、酶所作用的底物命名 如：淀粉酶，蛋白酶 2、根據(jù)酶所催化的反應(yīng)命名 如：轉(zhuǎn)氨酶，脫氫酶 3、在底物、反應(yīng)基礎(chǔ)上加上酶的來(lái)源或其它特點(diǎn)命名 如：胰蛋白酶、堿性磷酸酶,國(guó)際系統(tǒng)分類法,酶的六大類： 氧化還原酶類（oxido-reductases) 轉(zhuǎn)移酶類（transferases) 水解酶類（hydrolases) 裂合酶類（lyases) 異構(gòu)酶類（isomerases) 合成酶類（ligases) 如：SOD（超氧化物歧化酶） EC1.15.1.1（Enzyme Commission),章首,5.3 酶的作用特性,酶的催化作用特性 與酶的催化特性有關(guān)的因素 酶的非蛋白組分輔酶和金屬離子,章首

4、,酶的催化作用特性,（一）酶是自然界中催化活性最高的一類催化劑 比普通催化劑效能高1071013倍,Movie.decrease energy,（二）酶是具有高度選擇性的催化劑 反應(yīng)專一性(reaction specificity) 只催化一種或一類反應(yīng)，幾乎不產(chǎn)生副反應(yīng) 底物專一性(substrate specificity) (1)結(jié)構(gòu)專一性(structure specificity) 如：脲酶：只催化水解尿素 (2)立體專一性(stereo specificity) 手性底物，如：淀粉酶只水解D葡萄糖形成的1,4-糖苷鍵 (3)幾何專一性(geometric specificity)

5、只催化某種幾何異構(gòu)體底物的反應(yīng),酶的催化作用特性,返回,酶的催化作用特性,（三）酶促反應(yīng)遵循米氏動(dòng)力學(xué)方程,1 酶分子的結(jié)構(gòu) 2 酶與底物分子之間的相互作用 3 酶與底物分子之間的定向效應(yīng) 4 酶與反應(yīng)過(guò)渡態(tài)的結(jié)合作用 5 酶與底物的手性選擇性結(jié)合作用,與酶催化特性有關(guān)的因素,返回,（一）酶分子的結(jié)構(gòu),酶的活性中心 結(jié)合部位：專一性 空間形狀和氨基酸殘基組成上，利于酶底物復(fù)合物的形成。 催化部位：高效性 與結(jié)合部位重疊或非常靠近； 含有多種具有活性側(cè)鏈的氨基酸殘基； 有的含有輔酶或金屬離子； 激活底物或降低過(guò)渡態(tài)活化能。,Movie.ES complex,酶分子的結(jié)構(gòu),必需基團(tuán)：與酶的催化活性

6、有關(guān) 活性中心的必需基團(tuán)：與底物結(jié)合 非活性中心的必需基團(tuán)：具有空間 支撐或結(jié)構(gòu)維持作用 非必需基團(tuán)：與酶的其它活性有關(guān)，如識(shí)別、定位、免疫等,Movie.enzyme reaction1,返回,（二）酶與底物分子相互作用,酶底物中間復(fù)合物（enzyme-substrate complex) E+S ES E+P,Movie. Enzyme reaction2,返回,1、靜電引力 2、氫鍵 3、疏水鍵相互作用：活性中心是相對(duì)的疏水環(huán)境,酶底物結(jié)合力,（三）酶與底物的定向效應(yīng),底物分子結(jié)合到酶的活性中心： 1)底物在酶活性中心的有效濃度大大增加 2)活性中心的立體構(gòu)型和相關(guān)基團(tuán)的誘導(dǎo)和定向作用，

7、使底物分子中參與反應(yīng)的基團(tuán)相互接近，并被嚴(yán)格定位 3)是酶促反應(yīng)具有高效率和專一性的原因,返回,（四）酶與反應(yīng)過(guò)渡狀態(tài)的結(jié)合作用,酶與反應(yīng)過(guò)渡狀態(tài)的親和力遠(yuǎn)大于酶與底物或產(chǎn)物的親和能力,Movie.ES P curve,返回,（五）酶與底物的手性選擇結(jié)合作用,不對(duì)稱催化作用 大多數(shù)天然產(chǎn)物都具有旋光性 酶分子的活性中心部位，含有多個(gè)具有催化活性的手性中心，對(duì)底物分子起誘導(dǎo)和定向作用，使反應(yīng)按單一的方向進(jìn)行。,返回,三、酶的非蛋白組分 輔酶和金屬離子,返回,（一）輔酶和輔基,1、輔酶和輔基的區(qū)別 與酶蛋白結(jié)合的強(qiáng)弱透析 2、輔酶和輔基的功能 本質(zhì)：小分子有機(jī)化合物 具有氧化還原性或轉(zhuǎn)移基團(tuán)的能力

8、 3、輔酶和輔基的作用特點(diǎn) 直接參與反應(yīng)“第二底物” 全酶中的輔酶決定酶反應(yīng)專一性同一輔酶或輔基可以和多種不同的酶蛋白結(jié)合形成不同的全酶。 全酶中的酶蛋白決定底物專一性,4、輔酶和維生素 大多數(shù)輔酶或輔基的前體是維生素，主要是水溶性B族維生素。,（一）輔酶和輔基,返回,（二）酶分子中的金屬離子,金屬酶（mentalloenzymes)，如SOD 1） 酶蛋白與金屬離子結(jié)合緊密 2）過(guò)渡金屬離子：如Fe2+/Fe3+,Cu2+/Cu+， Zn2+，Mn2+等 3）通過(guò)配位健與氨基酸殘基側(cè)鏈基團(tuán)相連 或作為酶的輔助因子 金屬激活酶（metal-actived enzymes) 1）結(jié)合較松散 2）

9、堿金屬離子或堿土金屬離子，如K+,Na+,Mg2+,Ca2+等,返回,什么是酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)? 米氏方程 米氏方程的推導(dǎo) 影響酶促反應(yīng)的因素,5.4 酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué),章首,酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué),研究酶促反應(yīng)的速度以及各種因素對(duì)反應(yīng)速度的影響，其中酶與底物之間的作用問(wèn)題是研究酶促反應(yīng)的核心問(wèn)題。,返回,酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué),米氏方程（Michaelis Menten 方程）,Km的意義？,返回,米氏方程的推導(dǎo),酶促反應(yīng)歷程 Movie. equation1,ES降解速率 Movie.equation2,反應(yīng)平衡時(shí)Movie.equation3,米氏方程Movie.equation4,米氏曲線Movie.dou

10、ble-curve,ES形成速率Movie.ES k1,返回,影響酶作用的因素,(1)溫度對(duì)酶作用的影響 (2)pH對(duì)酶作用的影響 (3)酶濃度對(duì)酶作用的影響 (4)激活劑對(duì)酶作用的影響 (5)抑制劑對(duì)酶作用的影響,返回,1) 溫度對(duì)酶作用的影響,酶的最適溫度（optimum temperature, Tm） 在一定范圍內(nèi)，反應(yīng)速度達(dá)到最大時(shí)的溫度稱為酶的最適溫度（optimum temperature, Tm）。 最適溫度不是酶的特征物理常數(shù)。,返回,2) pH對(duì)酶作用的影響,pH對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響，主要有下列原因： 1 影響酶和底物的解離 2 影響酶分子的構(gòu)象,返回,3)酶濃度對(duì)酶作用的

11、影響,返回,4) 激活劑對(duì)酶作用的影響,凡能提高酶的活性，加速酶促反應(yīng)進(jìn)行的物質(zhì)都稱為激活劑或活化劑(activator)。 一般認(rèn)為，激活劑的作用主要有以下幾個(gè)方面： 1解除抑制劑的抑制作用 2輔酶和輔基是構(gòu)成某些有活性的全酶的必要組成成份 3無(wú)機(jī)離子激活許多酶類,返回,4.5 酶的抑制劑與藥物分子設(shè)計(jì),返回,酶的作用機(jī)理movie,什么是抑制劑 ？ 抑制劑的作用機(jī)理 ？ 抑制劑的分類及特點(diǎn) ？ 抑制劑的作用機(jī)理與藥物分子設(shè)計(jì),抑制劑定義,能夠降低酶的活性，使酶促反應(yīng)速度減慢的物質(zhì)。,抑制劑作用機(jī)理,底物類似物活性中心結(jié)合 非底物類似物不與活性部位結(jié)合，但和酶活性部位以外的必需基團(tuán)結(jié)合，從而

12、影響酶促反應(yīng)過(guò)程。,抑制作用分類,抑制作用分類：根據(jù)抑制劑與酶作用方式的不同 不可逆抑制 可逆抑制,不可逆抑制（irreversible inhibition),概念：抑制劑與酶活性中心必需基團(tuán)以共價(jià)鍵結(jié)合，阻礙了底物的結(jié)合或破壞了酶的催化基團(tuán)，不能用透析或超濾等方法去除抑制劑。 結(jié)合部位：活性中心必需基團(tuán) 結(jié)合方式：共價(jià)鍵 分類：根據(jù)抑制劑對(duì)酶選擇性的方式 非專一性不可逆抑制 專一性不可逆抑制,非專一性不可逆抑制,概念：一種抑制劑可作用于酶分子上的不同基團(tuán)或作用于幾種不同的酶 例如：烷化劑類：碘乙酸 ?；瘎╊悾核狒⒒酋Ｂ?專一性不可逆抑制,Ks型：一種抑制劑只作用于酶分子中一種氨基酸側(cè)鏈基

13、團(tuán)，該氨基酸殘基屬于酶的必需基團(tuán)。 如：有機(jī)汞：專一作用于巰基 有機(jī)磷農(nóng)藥：專一作用于絲氨酸羥基 如樂(lè)果、敵百蟲(chóng)等 Kcat型： 結(jié)構(gòu)及作用特點(diǎn)： 抑制劑為底物的類似物，但其結(jié)構(gòu)中潛藏著一種化學(xué)活性基團(tuán)，在酶的作用下，潛在的化學(xué)活性基團(tuán)被激活，與酶的活性中心發(fā)生共價(jià)結(jié)合，不能再分解，酶因此失活。,自殺性底物,用自殺性底物對(duì)付抗青霉素的菌株,青霉素分子 耐藥性產(chǎn)生的原因 解決耐藥性的方法,青霉素分子,青霉素酶,誘導(dǎo)酶，耐藥性,內(nèi)酰胺環(huán)與噻唑環(huán)融合,對(duì)青霉素酶具有抑制作用的青霉素產(chǎn)品,clavulanic acid本身沒(méi)有顯著的抗菌活性，但它對(duì)青霉素酶來(lái)說(shuō)，,因此，將clavulanic acid

14、與對(duì)青霉素酶敏感的青霉素可以組合成新的青霉素制劑?，F(xiàn)在這種類型的青霉素產(chǎn)品己經(jīng)被廣泛應(yīng)用。,自殺性底物,cefoxitin，先鋒霉素(或稱為頭抱菌素）類抗生素，其結(jié)構(gòu)為:,由鏈霉菌產(chǎn)生，穩(wěn)定性好的原因主要是其分子中-內(nèi)酰胺環(huán)上連接的噻唑側(cè)鏈基團(tuán)和甲氧基的空間位阻作用，影響了與青霉素酶的結(jié)合。,對(duì)青霉素酶不敏感的青霉素新品種,可逆抑制（reversible inhibition),概念：抑制劑與酶蛋白以非共價(jià)鍵結(jié)合，具有可逆性，可用透析、過(guò)濾等方法將抑制劑除去。 結(jié)合部位：活性中心，非活性中心 結(jié)合方式：非共價(jià)鍵 分類：,可逆抑制的分類,抑制劑與底物是否競(jìng)爭(zhēng)與酶的結(jié)合 1. 競(jìng)爭(zhēng)性抑制 (Com

15、petitive inhibition) 2. 非競(jìng)爭(zhēng)性抑制 (uncompetitive inhibition) 3. 反競(jìng)爭(zhēng)性抑制 (anticompetitive inhibition),1.競(jìng)爭(zhēng)性抑制 (Competitive inhibition),概念：抑制劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)與底物相似，與底物競(jìng)爭(zhēng)性的與酶的活性中心結(jié)合。,概念：酶可以同時(shí)與底物及抑制劑結(jié)合，兩者沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)作用。,2.非競(jìng)爭(zhēng)性抑制 (noncompetitive inhibition）,3.反競(jìng)爭(zhēng)性抑制 (anticompetitive inhibition),概念：抑制劑能與酶與底物的復(fù)合物ES結(jié)合，不再分 解，從而降低形

16、成產(chǎn)物的數(shù)量。,Vmax減小，Km不變,磺胺類藥物,顯效結(jié)構(gòu)對(duì)氨基苯磺酰胺 與對(duì)氨基苯甲酸產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)性拮抗,節(jié)首,結(jié)構(gòu)類似物,對(duì)氨基苯磺酰胺 對(duì)氨基苯甲酸（PABA）,節(jié)首,與PABA產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)性拮抗,競(jìng)爭(zhēng)酶表面,返回,FH2,L-Glu+對(duì)氨基苯甲酸喋啶,FH2 合成酶,-,-,FH4,FH2 還原酶,安全：人體可從食物獲取FH2，而微生物不能從外界環(huán)境獲得，故磺胺類藥物對(duì)人體無(wú)害。 抗菌譜廣：凡需自身合成FH2的微生物，均易受到磺胺藥的抑制。,6.6 酶活力的測(cè)定,概念：酶活力、比活力、酶活力單位 掌握：測(cè)定酶活力時(shí)需要注意的問(wèn)題,酶活力及其測(cè)定,酶活力（activity):酶催化一定化學(xué)反應(yīng)

17、 的能力 酶活力測(cè)定中需要注意的問(wèn)題 1、最適條件 2、底物量 3、反應(yīng)初期測(cè)定，保持反應(yīng)速度恒定,酶的活力單位（enzyme unit),定義：標(biāo)準(zhǔn)條件下，1min內(nèi)催化1微摩爾底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的酶量定義為一個(gè)酶活力單位。 實(shí)質(zhì)：酶所催化反應(yīng)的初始速度 單位：mol/min,返回,酶的比活力（specific activity),定義：每毫克酶蛋白所含的酶活力單位數(shù) 單位：u/mg pr 實(shí)質(zhì)：表示酶純度,5.7 核酸酶和抗體酶,核酶（Ribozyme） 抗體酶(abzymes),核酶,返回,核酶的發(fā)現(xiàn) 核酶的催化性質(zhì) 核酶的研究中的兩個(gè)問(wèn)題,核酶的發(fā)現(xiàn),Altman發(fā)現(xiàn)RNase-P的蛋白部

18、分不具催化功能，而RNA部分在有足夠濃度Mg2+離子存在下，能起核酸水解酶的作用。 Cech發(fā)現(xiàn)RNA原生動(dòng)物四膜蟲(chóng)的Pre-rRNA是一種具有自催化性能的核酶。 證明了核酸既是信息分子，又是功能分子,節(jié)首,退回,核酶結(jié)構(gòu)圖,催化過(guò)程圖,退回,轉(zhuǎn)酯作用,轉(zhuǎn)酯作用,核酶的催化性質(zhì),RNA作用于RNA 核酸酶催化的反應(yīng)主要包括:水解反應(yīng)(RNA限制性內(nèi)切酶活性)，連接反應(yīng)(聚合酶活性)和轉(zhuǎn)核苷酰反應(yīng)等。 最近核酸酶的其他作用底物也已被發(fā)現(xiàn)，如多糖、DNA以及氨基酸酯等。,返回,退回,核酶的研究中的兩個(gè)問(wèn)題,核酶催化效率太低 由于核酶本身是RNA，很容易被核酸水解酶(RNase)所破壞,因此，要將核

19、酶應(yīng)用于體內(nèi)阻斷基因表達(dá)或作為抗病毒的臨床藥物，還要做大量的研究工作。,退回,節(jié)首,抗體酶(abzymes),本質(zhì)是免疫球蛋白(immunologlobulins) 人工的方法使其獲得了酶的屬性，所以又稱為催化性抗體(catalytic antibody)。 內(nèi)容介紹,返回,抗體酶(abzymes)內(nèi)容介紹,節(jié)首,返回,抗體酶的理論基礎(chǔ) 抗體酶的制備 抗體酶的發(fā)展前景,抗體酶的理論基礎(chǔ),退回,酶與底物形成過(guò)渡態(tài)理論,抗體蛋白的特性,節(jié)首,抗體蛋白的特性,酶與抗體這兩種蛋白質(zhì)之間盡管功能不同，但它們與各自的配基(酶-底物、抗體-抗原)的結(jié)合特性，如結(jié)合方式、動(dòng)力學(xué)過(guò)程等都非常相似。 從20世紀(jì)6

20、0年代起，有人開(kāi)始了對(duì)抗體進(jìn)行修飾，并使其獲得酶的屬性的研究。,退回,節(jié)首,酶與底物形成過(guò)渡態(tài)理論,酶活性中心的活性基團(tuán)與底物相互作用形成穩(wěn)定的過(guò)渡狀態(tài)，大大降低了反應(yīng)的活化能。 構(gòu)建一個(gè)對(duì)某種過(guò)渡狀態(tài)具有最佳締合狀態(tài)的抗體，就有可能觀察到抗體催化相應(yīng)底物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的效果。,退回,節(jié)首,抗體酶的制備,專一性催化某種碳酸酯和羧酸酯水解的抗體酶的制備方法主要包括以下幾個(gè)過(guò)程：,過(guò)渡態(tài)類似物(半抗原)的構(gòu)建,抗原的制備,應(yīng)用單克隆抗體篩選技術(shù)制備抗體酶,退回,節(jié)首,過(guò)渡態(tài)類似物(半抗原)的構(gòu)建,由于準(zhǔn)確的過(guò)渡狀態(tài)很難確定或難以合成，因此，制備抗體酶時(shí)用的半抗原（haptens)是一個(gè)結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定、

21、在價(jià)鍵取向、電荷分布等都與過(guò)渡態(tài)相似的類似物(transition state analog)。,退回,節(jié)首,抗原的制備,將人工設(shè)計(jì)并構(gòu)建的過(guò)渡態(tài)類似物(半抗原)，用化學(xué)方法經(jīng)間隔基與載體蛋白相連，即形成一個(gè)抗原(antigen)。,退回,節(jié)首,應(yīng)用單克隆抗體篩選技術(shù)制備抗體酶,人們無(wú)法從血清中得到單一的抗體 動(dòng)物脾臟中的淋巴細(xì)胞B(lymphocyte B)的細(xì)胞，它能產(chǎn)生并分泌出唯一的一種抗體。 1975年單克隆抗體（monoclonal antibodies）技術(shù)發(fā)明,退回,節(jié)首,單克隆抗體（monoclonal antibodies）技術(shù),單克隆抗體技術(shù)的關(guān)鍵是將分離純化的骨髓瘤細(xì)胞（

22、myeloma cell）在培養(yǎng)條件下與淋巴細(xì)胞B融合生成一種特殊的雜交瘤細(xì)胞（hybridoma cell）。這種雜交瘤細(xì)胞能夠產(chǎn)生單一的抗體，又能在細(xì)胞培養(yǎng)條件下快速繁殖，因而可以大量制備單一抗體。,退回,抗體酶的發(fā)展前景,用于研究酶的作用機(jī)制 在抗體酶研究過(guò)程中，可以直接觀察到 過(guò)渡態(tài)理論對(duì)抗體酶設(shè)計(jì)所起的重要作 用。 用于實(shí)現(xiàn)酶促反應(yīng)的有機(jī)合成,退回,返回,5.8 寡聚酶、同工酶和固定化酶,寡聚酶 同工酶 固定化酶,寡聚酶,由兩個(gè)或兩個(gè)以上，乃至多達(dá)數(shù)十個(gè)亞基組成的酶稱為寡聚酶。其分子量從35000到幾百萬(wàn)，可分為幾種不同的類型： 1）含相同亞基的寡聚酶 2）含不同亞基的寡聚酶,節(jié)首,

23、含相同亞基的寡聚酶,目前，帶傾向性的認(rèn)為單體酶（僅含一條肽鏈，如一些蛋白水解酶、核糖核酸酶等）比較少見(jiàn)，而更普遍的是以寡聚酶的形式存在。例如，在糖酵解（糖的無(wú)氧分解代謝）中的許多酶都是寡聚酶，各有不同數(shù)目的亞基，見(jiàn)表56。,退回,節(jié)首,含不同亞基的寡聚酶,雙功能寡聚酶 含有專一性的、非酶蛋白亞基的寡聚酶 具有底物載體亞基的寡聚酶,退回,雙功能寡聚酶,有的寡聚酶所含的亞基結(jié)構(gòu)不同，每種亞基表現(xiàn)不同的功能，因而整個(gè)酶分子催化兩個(gè)相關(guān)的反應(yīng)，這種寡聚酶稱為雙功能寡聚酶。 示例,退回,節(jié)首,大腸桿菌的色氨酸合成酶,含A和B兩種蛋白質(zhì) 蛋白質(zhì)A含有一個(gè)亞基，蛋白質(zhì)B含有兩個(gè)亞基。 這兩種蛋白質(zhì)各自催化一

24、個(gè)化學(xué)反應(yīng)。,退回,節(jié)首,大腸桿菌色氨酸合成酶催化的化學(xué)反應(yīng),當(dāng)兩個(gè)A蛋白與一個(gè)B蛋白結(jié)合形成、聚合體時(shí)，就構(gòu)成了完整的色氨酸合成酶（以表示）。它能將上述兩個(gè)反應(yīng)偶聯(lián)而催化總反應(yīng)： 吲哚甘油磷酸L-絲氨酸L-色氨酸3-磷酸甘油醛,退回,節(jié)首,含有專一性的、非酶蛋白亞基的寡聚酶,這種寡聚酶含有兩種亞基，一種有催化作用，另一種沒(méi)有催化作用。后者為非酶蛋白，它能決定酶促反應(yīng)的專一性。 示例,退回,節(jié)首,哺乳動(dòng)物中的乳糖合成酶催化乳糖的合成反應(yīng),UDP-半乳糖 葡萄糖 乳糖 UDP,此酶含有A及B兩種蛋白質(zhì)亞基，A具有催化活性，B為非酶蛋白。A蛋白單獨(dú)存在時(shí)可催化下列反應(yīng)：,UDP-半乳糖N-乙酰葡萄

25、糖胺 N-乙酰乳糖胺UDP,但是B存在時(shí)才能催化乳糖生成的反應(yīng)，可見(jiàn)A的專一性由B決定。,退回,節(jié)首,蛋白質(zhì)A與蛋白質(zhì)B,B蛋白就是-乳清蛋白，是一個(gè)特殊的非酶蛋白質(zhì)。在A所催化的上述反應(yīng)中加入B后，B與A聯(lián)結(jié)，這時(shí)UDP-半乳糖與N-乙酰葡萄糖胺的反應(yīng)受到抑制，而與葡萄糖的反應(yīng)則加強(qiáng)。 蛋白質(zhì)A廣泛地存在于動(dòng)物的各種組織中，而蛋白質(zhì)B僅存在于乳腺之中，所以只有在乳腺中才能合成乳糖,退回,節(jié)首,具有底物載體亞基的寡聚酶,在某些寡聚酶中，亞基作為底物載體而起作用。這種寡聚酶可以看作是由具有酶活性的蛋白部分和作為底物載體的蛋白部分組成。 示例,退回,節(jié)首,大腸桿菌的乙酰輔酶A羧化酶,三個(gè)蛋白質(zhì)部分

26、組成： 兩個(gè)具有催化活性的蛋白生物素羧化酶及轉(zhuǎn)酰基酶 一個(gè)具有專一性的生物素羧基載體蛋白亞基（BCCP）。 這三個(gè)部分聯(lián)結(jié)起來(lái)催化的反應(yīng)分兩步進(jìn)行：,專一性地運(yùn)載底物CO2,退回,節(jié)首,三個(gè)部分聯(lián)結(jié)起來(lái)催化的反應(yīng),BCCP CO2 ATP CO2BCCP ADP Pi CO2BCCP RH BCCP RCOOH,退回,節(jié)首,同工酶,它指來(lái)自單一且均一的，或甚至全然不同的生物來(lái)源的兩種或兩種以上的酶群或酶型。 它們的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)不同，但卻能催化相同的反應(yīng)。,用凝膠電泳技術(shù)可從細(xì)胞抽提液中分離某些酶的同工酶,乳酸脫氫酶,節(jié)首,乳酸脫氫酶,乳酸脫氫酶是四聚體：LDH1LDH6 在多數(shù)組織中 由兩個(gè)遺傳

27、位點(diǎn)所決定的兩類亞基，即肌肉型亞基（A或M）和心臟型亞基（B或H）組成 在精囊和精子中 第三個(gè)遺傳位點(diǎn)決定的C亞基組成,節(jié)首,乳酸脫氫酶,每種組織LDH同工酶譜具有特定的相對(duì)百分率，若某一組織發(fā)生病變，必將釋放其中LDH同工酶到血液中，導(dǎo)致血清酶譜的變化，這些變化常常是一特定疾病或該疾病特定階段的特征。,退回,節(jié)首,血清LDH同工酶酶譜的變化規(guī)律,心臟疾病 LDH1及LDH2上升，LDH3及 LDH4下降。 急性肝炎 LDH5明顯升高，隨病情好轉(zhuǎn) 而逐漸恢復(fù)正常。 慢性肝炎 一般處于正常范圍，部分病例可見(jiàn)LDH5有所升高。 肝硬變 LDH5,LDH1和LDH3均升高。,節(jié)首,血清LDH同工酶酶

28、譜的變化規(guī)律,原發(fā)性肝癌 LDH3,LDH4,LDH5均上升，但LDH5LDH4 轉(zhuǎn)移性肝癌 LDH3,LDH4,LDH5均上升，但LDH4LDH5,退回,節(jié)首,固定化酶（不溶酶）,是由物理化學(xué)的方法連接到水不溶支持物，如瓊脂糖、聚丙烯酰胺上而不破壞活性的酶。,優(yōu)點(diǎn),節(jié)首,固定化酶的優(yōu)點(diǎn),保持著酶的高度專一性及高催化效率還有類似于離子交換樹(shù)脂的優(yōu)點(diǎn)： 有一定的機(jī)械強(qiáng)度 可以充分洗滌，不帶進(jìn)雜質(zhì) 分離方便，可反復(fù)使用 穩(wěn)定性大為提高，可較長(zhǎng)期使用或貯藏,退回,節(jié)首,5.9 酶的應(yīng)用,蛋白酶 淀粉酶 酯酶 纖維素酶,一、蛋白酶,蛋白酶的相關(guān)知識(shí) 蛋白酶的應(yīng)用,節(jié)首,蛋白酶的相關(guān)知識(shí),選擇性攻擊含氮化合物，特別是蛋白質(zhì)的酶，屬肽類水解酶。 凡能水解蛋白質(zhì)的酶，在剛合成時(shí)都沒(méi)有活性，被稱為酶原。 酶原通過(guò)自催化或金屬離子進(jìn)行活化。 分類,退回,節(jié)首,