酶与酶促反应1ppt
酶与酶促反应课件
C、脂肪酶
D、麦芽糖酶
A
B C D 1 A
A C
A
E
F
2
3
反应前后本身 不变
专一性
BCD同时存ห้องสมุดไป่ตู้时，只催化C物质的反应。 葡萄糖 麦芽糖酶
葡萄糖
酶的产生场所
酶(Enzyme)是活细胞产生的一类 具有生物催化作用的有机物.
酶的作用 酶的化学本 质
绝大多数是蛋白质， 少数是RNA
强氧化性，不稳定，易分解。
H2O2 H2O + O2
新鲜酵母菌液含有过氧化氢酶。
实验1 酶的催化性
H2O2溶液 3mL
新鲜酵母菌液
蒸馏水
1号试管
2号试管
无机催化剂
H2O2
FeCl3
H2O + O2
生物催化剂
H2O2
过氧化氢酶
H2O + O2
认识酶
H2O2
酶的特性之一：高效性
过氧化氢酶
Fe3+
H2O+O2
酶的催化效率一般是无机催化剂的107-1013倍
保 证 细 胞 中 化 学 反 应 快 速 进 行
酶 的 高 效 性 的 意 义 ：
实验二（P65）：
实验结果 及 原因？ 实验结论？
最适PH=8
酶促反应：由酶催化的化学反应称为酶促反应。
酶活性：酶的催化效率。
影响酶促反应速率的其它因素：
酶的浓度：反应速率随
酶浓度的升高而加快。
酶 促 反 应 速 率
酶的浓度
底物浓度：在一定浓度
范围内，反应速率随浓 度的升高而加快，但达 到一定浓度，反应速率 不再变化
酶 促 反 应 速 率
酶和酶促反应
思考：低温和高温使酶活性下降的原理相同吗？ 低温：暂时抑制酶活性，但酶的分子结构没有 被破坏，酶的活性在适宜温度下可以恢复 高温：导致酶的结构彻底破坏，使酶活性完全 丧失，不可再恢复
（2）PH
序号 项目 1号 1 注入新鲜的淀粉酶溶液 1mL 2 调节酶溶液的PH 1m蒸馏水 5 注入可溶性淀粉 2mL 6 水浴保温处理 60℃5min 7 注入斐林试剂 2mL 8 水浴加热 1min 9 现象记录 ？ 2号 1mL 1mL NaOH 2mL 60℃5min 2mL 1min ？ 3号 1mL 1mL盐酸 2mL 60℃5min 2mL 1min ？
• 3.特性
• （1）催化性 • （2）高效性 • 思考：酶具有催化高效性的原因是什么？ • 酶能降低化学反应所需要的活化能 • （3）专一性（特异性） • 思考：酶具有专一性的原因是什么？ • 酶的活性中心与底物分子在空间结构上就有特 殊的匹配关系
强氧化性，不稳定，易分解。
2H2O2 2H2O + O2
新鲜酵母菌液（或新鲜猪肝研磨液） 含有过氧化氢酶。
实验1 酶的催化性
H2O2溶液 3mL
1.哪只试管产生的气泡多？ 2.这个实验说明了什么？
新鲜酵母菌液 蒸馏水
1号试管
2号试管
无机催化剂
2H2O2
FeCl3
2H2O + O2
生物催化剂
2H2O2
过氧化氢酶
2H2O + O2
无机催化剂和生物催化剂，究竟 哪种催化效率更高呢？
授课人：孙艳娟
酶与生 活密切 相关
1.概念
酶通常是指由活细胞产生的具有催化活性的有机物
2.本质
绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA
第三章酶与酶的促反应
第三章酶与酶的促反应名词解释全酶对于大多数化学本质为蛋白质的酶来说，按照化学组成可分为单纯酶和结合酶两大类。
全酶（又称结合酶）除了蛋白质组分外，还含有对热稳定的小分子物质。
前者称为酶蛋白，后者称为辅因子。
酶蛋白和辅因子单独存在时，均无催化活力。
只有二者结合成完整的分子时，才具有活力。
此完整的酶分子称为全酶。
全酶=酶蛋白+辅因子酶的辅助因子：主要包括金属离子和小分子有机化合物，在酶促反应中主要决定反应的种类和性质，在反应中起到传递电子、原子或某些化学基团的作用。
辅酶和辅基：辅酶是指以非共价键和酶蛋白结合的小分子有机物质，通过透析或超滤等物理方法可以除去。
辅基是指以共价键和酶蛋白结合的小分子有机物质，不能通过透析或超滤的方法除去酶的活性中心是指酶分子能与底物特异性结合并将底物转化为产物，具有特定空间结构的区域。
使酶分子执行其催化功能的部位同工酶催化相同的化学反应，而酶蛋白的分子结构，理化性质及免疫学性质不同的一组酶（5种乳酸脱氢酶同工酶）变构调节变构调节（也叫别构调节）是指一些代谢物与某些酶分子活性中心以外的某一部位可逆的结合（非共价结合），引起酶构象变化、从而改变酶的催化活性，此种调节方式叫做变构调节。
共价修饰调节在其他酶的催化作用下，某些酶蛋白肽链上的一些基因可与某种化学基因发生可逆的共价结合，从而改变酶的活性，此过程成为共价修饰。
抑制剂凡能是酶的催化活性下降而不引起酶蛋白变性的物质称为酶的抑制剂。
Km米氏常数（Km）的含义是酶促反应达最大速度（Vm）一半时的底物(S)的浓度。
竞争性抑制抑制剂的结构与底物结构相似，能与底物竞争结合在酶的活性中心，从而降低或抑制酶活性这种抑制作用称竞争性抑制剂，这种抑制作用称竞争性抑制作用。
底物浓度增大，抑制下降。
Km增大，亲和力下降，Vm不变非竞争性抑制有些抑制剂可与酶活性中心以外的必需基团结合，不影响酶与底物的结合，抑制剂和底物可同时结合在酶分子上，形成酶-底物-抑制剂复合物，不能释放出产物，使酶活性丧失，这种抑制剂称为非竞争性抑制剂，这种抑制作用称为非竞争性作用。
酶和酶促反应
中，在各自温度下保持一定的时间 第五步：取出123三支试管，加入碘液，混合均匀后，观察试管 溶液颜色深浅
实验结果： 2号试管溶液颜色最浅
能否先将底物和酶混合后再进行不同温度的处理？ 能否将碘液换成本尼迪特试剂，热水浴后观察比较各组的红黄色 沉淀的量？
四、影响酶促反应的因素
1.pH 2.温度 3.底物浓度 4.酶浓度
7
现象记录 有砖红色 无砖红色沉 无砖红色 沉淀生成 沉淀生成 淀生成或偏低都会影响酶活性。 步骤2和3不能颠倒，若颠倒，容易使底物在酶 的作用下水解，无法证实环境过酸过碱对酶活性 的影响
温度对酶促反应的影响
步骤 1 2 3 4 5
1号试管2号试管 3号试管 注入3%淀粉溶液 2mL 2mL 2mL 温度（保温5min） 60℃ 100℃ 0℃ 注入新鲜淀粉酶并摇匀 1 mL 1 mL 1 mL 滴入碘液,并摇匀 1滴 1滴 1滴 不变蓝 变蓝 变蓝 现象记录
参与反应，不提供能量 75 无催化剂催化
用胶态铂催化
过氧化氢酶
54
29
产物
反应进程
二、酶在细胞代谢中的作用
正是由于酶的催化作用，细胞代谢才 能在温和的条件下快速进行
酶促反应 (1)概念：由___ 酶 催化的化学反应。 催化效率 。。 (2)酶活性：酶对化学反应的_________
三、酶的特性
1、高效性 2、专一性 3、作用条件温和
谢谢大家！
酶
产 物
酶与底物 结合
酶-底物 复合体
酶恢复原状 其数量和性 质未发生改 变
注入3％溶液 2 注入新鲜淀粉酶溶 2mL 2mL 液，并振荡 60℃温水保温 3 5min 5min 注入斐林试剂，并 4 2mL 2mL 振荡 加热煮沸 1min 1min 5 现象记录 6 生成砖红色沉淀 无砖红色沉淀 实验结论：酶的催化作用具有专一性 检测底物是否被分解宜选用斐林试剂。不能用碘液进行 检测，碘液无法检测蔗糖是否被水解，淀粉用尽时1和2 均显示碘液颜色
酶与酶促反应
活化能: 活化能:
分子从常态变为容易发生化学反应的 活跃状态所需要的能量。 活跃状态所需要的能量。
酶催化作用实质： 酶催化作用实质： 降低化学反应的活化能 降低化学反应的活化能
2.作用机理： 2.作用机理： 作用机理
加入催化剂相当于给汽车找到了一条穿山隧道 活化能 活跃状态 分子初态
酶的催化机理是降低活化能 酶的催化机理是降低活化能
二、酶与酶促反应
细胞内成千上万个化学反应 为什么能在常温、 为什么能在常温、常压下高 效有序地进行呢？ 效有序地进行呢？
1. 酶的概念 酶的概念:
酶是活细胞产生的一类具有催化作用 酶是活细胞产生的一类具有催化作用 活细胞产生的一类具有
来源 功能
的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质。 有机物，其中绝大多数酶是蛋白质。 蛋白质
本质
绝大多数酶是蛋白质, 绝大多数酶是蛋白质 少数的酶是RNA 少数的酶是
P57记忆 记忆
酶促反应： 酶促反应： 由酶催化的化学反应 酶活性： 酶活性： 酶对化学反应的催化效率
提高化学反应速率的途径：（P57课本） 提高化学反应速率的途径：（P57课本） ：（P57课本 用加热或光照给反应体系提供能量。 (1) 用加热或光照给反应体系提供能量。 使用催化剂，降低活化能。 (2) 使用催化剂，降低活化能。
70℃ 时间
三图依次表示酶浓度一定时， 例2：下列 、B、C三图依次表示酶浓度一定时，反应速度和反应 ：下列A、 、 三图依次表示酶浓度一定时 物浓度、温度、 值的关系 请据图回答下列问题： 值的关系。 物浓度、温度、pH值的关系。请据图回答下列问题： （1）图A中，反应物达到某一浓度时，反应速度不再上升，其原因 ） 中 反应物达到某一浓度时，反应速度不再上升， 是 受反应液中的酶浓度的限制 。 （2）图B中，a点所对应的温度称 酶反应的最适温度 ） 中 点所对应的温度称 。 点到b点曲线急剧下降 （3）图B中，a点到 点曲线急剧下降，其原因是 ） 中 点到 点曲线急剧下降， 温度升高使酶活性下降 。 （4）将装有酶与反应物的甲、乙两试管分别放入 ℃和75℃水浴 ）将装有酶与反应物的甲、乙两试管分别放入12℃ ℃ 锅中， 分钟后取出转入 分钟后取出转入37℃的水浴锅中保温， 锅中，20分钟后取出转入 ℃的水浴锅中保温，两试管内反应分别 应为甲 速度加快 ，乙 无催化反应 。 C 催化反应的速率变化曲线。 （5）图C表示了 ） 表示了 催化反应的速率变化曲线。 A、唾液淀粉酶 B、胃蛋白酶 C、胰蛋白酶 D、植物淀粉酶 、 、 、 、
人民卫生出版社《生物化学》第三章 酶与酶促反应
部分辅酶/辅基在催化中的作用
辅酶或辅基 NAD+或NADP+
FMN或FAD TPP
磷酸吡哆醛 辅酶A 生物素
四氢叶酸 甲基钴胺素/5'-脱氧腺苷钴胺素
转移的基团 氢原子和电子 氢原子和电子
醛基 氨基 酰基 CO2 一碳单位 甲基/相邻碳原子上氢原子、烷基、 羧基的互换
的空间构象所必需。
活性中心以外 的必需基团
结合基团
底物 催化基团
活性中心
溶菌酶的活性中心
* 谷氨酸35和天冬氨酸 52是催化基团；
* 色氨酸62和83、天冬 氨酸101和色氨酸108是 结合基团；
* A~F为底物多糖链的 糖基，位于酶的活性中 心形成的裂隙中。
三、同工酶催化相同的化学反应
同工酶 (isoenzyme)是指催化相同的化学反应，而酶蛋白 的分子结构、理化性质乃至免疫学性质不同的一组酶。
辅基 (prosthetic group): 与酶蛋白结合紧密（共价键），不能用透析或超 滤的方法除去。
常见的辅助因子：
小分子有机化合物： 多是B族维生素或其衍生物，在反应中起转运
载体的作用，传递电子、质子或其它基团。P56
金属离子： ➢ 金属酶：金属离子与酶结合紧密，提取过程 中不易丢失。（羧肽酶）
同工酶存在于同一种属或同一个体的不同组织或同一细胞的 不同亚细胞结构中，它使不同的组织、器官和不同的亚细胞结构 具有不同的代谢特征。这为同工酶用来诊断不同器官的疾病提供 了理论依据。
三、同工酶催化相同的化学反应
举例：乳酸脱氢酶(LDH1～ LDH5)
乳酸
丙酮酸
第一章酶促反应动力学
time (h)
反应时间
A
35
动力学参数rmax和Km
VPmaxk2[E0]
全部酶呈复合物状态时的反应速率，即最大初
始反应速率。
催化活性中心速率常数kcat:酶的活性中心在单位时
间内能转化底物分子为产物的最大数量，即酶的最大转换
速率。
单底物酶催化： kcat=k+2
A
36
米氏常数Km的意义
反应速率与酶浓度成正比(底物过量) 底物浓度对反应速率的影响：
非线性。底物浓度较低，反应速率随底物浓度 提高而增加；底物浓度较高，反应速率随底物浓度 的提高而趋于稳定。
A
33
底物浓度与反应速率的关系
0.24
反应速率 v (mmol/L/h)
S
0.18
0.12
12vVS,mm 0.06
0.00
0.0
3. 忽略产物的抑制作用，不考虑P+E→ES这个可逆反应的 存在。
4. [ES]在反应开始后与E及S迅速达到动态平衡, ES分解
生成产物的速度不足以破A 坏这个平衡。
23
E ＋S
k+1
k-1
ES k+2 E ＋ P
➢ 对于单底物的酶促反应:
dP
dS
dtt0 dtt0
由假设4可得到： k1[E]S []k1[E]S (1)
A
40
M-M方程动力学参数的确定
作图法(通过方程变换，将方程线性化)
✓L-B法 ✓H-W法 ✓E-H法 ✓积分法
非线性最小二乘法回归处理
✓信赖域法(Matlab的优化工具箱) ✓遗传算法(不依赖于初值，可并行计算)
A
41
化学反应中的酶与酶促反应
化学反应中的酶与酶促反应在化学反应中，酶是一种重要的催化剂。
它们能够加速酶促反应的进行，降低活化能，从而使反应更加高效。
本文将从酶的结构与功能、酶促反应的机制等方面进行讨论。
一、酶的结构与功能酶是一种特殊的蛋白质，由氨基酸组成，具有复杂的三维结构。
它们可以在生物体内特异性地催化化学反应，而不改变自身的化学性质。
酶能够与底物结合形成酶底物复合物，通过改变反应介质中底物的构象，使反应速率增加。
酶的功能主要体现在以下几个方面：1. 催化反应：酶通过提供活化能的途径，降低化学反应的活化能，从而加速反应进行。
这种催化作用可以使反应速率提高几千倍甚至百万倍。
2. 特异性：酶对特定底物有高度的选择性，只与特定的底物结合并催化特定的化学反应。
这种特异性是由酶的结构决定的。
3. 调节反应：酶可以通过调节其自身的活性，根据细胞内外的环境变化，来对化学反应进行调节。
这种调节使生物体能够适应不同的生理和环境需求。
二、酶促反应的机制酶促反应是指在酶存在的条件下，底物发生化学反应，最终生成产物。
酶促反应的机制可以分为以下几个步骤：1. 酶与底物的结合：酶与底物之间通过非共价相互作用力，如氢键、离子键、范德华力等，结合形成酶底物复合物。
2. 底物转化：酶通过改变底物的构象，使其在酶的作用下发生化学变化。
这种构象改变通常涉及底物的键长、键角等参数的变化。
3. 产物释放：酶通过进一步改变底物的构象，使之转化为产物。
产物在酶的作用下与酶解离，释放出来。
通过上述步骤，酶能够在细胞内部发挥催化作用，加速复杂的生物化学反应，从而维持细胞内的代谢平衡。
三、酶与生物反应的应用由于酶对生物反应的催化作用具有高效、特异性和选择性等优点，因此在生物技术领域得到广泛应用。
1. 生物催化：酶在工业生产中被广泛利用，例如酶制剂可以用于制备食品、药物和化妆品等。
利用酶催化反应，可以减少废物产生，提高反应效率。
2. 生物传感器：酶可以被用作生物传感器的生物元件。
酶与酶促反应 PPT课件
ATP 糖类
脂肪 糖原 淀粉 太阳能
2.ATP在细胞内的含量及其生成是： A.很多，很快 B.很少，很慢 C.很多，很慢 D.很少，很快
3、一分子ATP中含有的腺苷、磷酸基 团和高能磷酸键数目依次是：
A、1，2，2 B、1，2，1C、，3，2D、2，3，1
ATP？
4、在各种条件都适宜的情况A
大家学习辛苦了，还是要坚持
继续保持安静
2、酶的特性: 燃烧猛烈 微弱燃烧
结论： ③酶具有高效性（P57） 对照？
第四章 第一节 ATP和酶
二、酶与酶促反应 1、酶的概念: 2、酶的特性:
①酶具有催化作用 ②酶具有特异性 ③酶具有高效性
酶具有多样性
3、影响酶促反应的因素（P58）：
3、影响酶促反应的因素
过酸或过碱都会使酶失去活性 ③、底物浓度 ④、酶浓度？
⑤、其他因素？
小结
P60：4、5
二、酶与酶促反应
1、酶的概念: 酶是
产生的一类
具有
作用的
。绝
大多数酶是 ，少数的酶是 。
2、酶的特性:
酶具有 作用，具有
性、
性和
性。
3、影响酶促反应的因素主要有哪些？
下，20个腺苷和50个磷酸分子
最多可以合成的ATP分子数和
最多可以形成的高能磷酸健数
分别为
和
。
P60：1、2、3
ATP？
第四章 第一节 ATP和酶
二、酶与酶促反应
1、酶的概念: （P55）
酶酶通是常活是细指胞由产生活的细一胞类具有产生生物的催具化有作 用生的物有催机化物。作用的一类特殊的 蛋白质 。
绝绝大大多多数数酶酶是是蛋蛋白白质质,,少数的酶是RNA 酶促反应少与数酶R活N性A也: （具P有57生）物催化作用。
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加入催化剂相当于给汽车找到了一条穿山隧道
实验二
酶的专一性的示意图
三、酶促反映速率受条件影响
在最适宜pH下，酶的活性最高， PH 偏高或偏低酶的活性都会明显降低。
在最适宜温度下，酶的活性最高，温 度偏高或偏低酶的活性都会明显降低。
！！！高温、低温、过酸和
过碱对酶活性的影响其本质相同 吗？
不同，过酸、过碱或温度过高， 会使酶的空间结构遭到破坏，使酶 永久失活；低温使酶活性明显下降， 但在适宜温度下其活性可以恢复。
酶量一定
底物浓度
酶在各 种领域 的应用
练习：
加酶洗衣粉中一般含有蛋白酶，请回答下面的问题： （1）这种洗衣粉为什么能够很好地除去衣物上的 奶渍和血渍？ （2）使用这种洗衣粉为什么要用温水？ （3）含有蛋白酶的洗衣粉不宜用来洗涤下列哪些 衣料？（ B D ） A.化纤 B.纯毛 C.纯棉 D.真丝 （4）为了更好地除去衣物上的油渍，在洗衣粉中 还可以加入什么酶？ 脂肪酶
★总结：影响酶促反应速率的因素
1、温度 2、pH 3、酶的浓度：反应速率随 酶浓度的升高而加快。 前提是反应物大大超过 酶浓度。
酶 促 反 应 速 率
酶的浓度
酶 促 反 应 速 率
4、底物浓度：在一定浓度 范围内，反应速率随浓 度的升高而加快，但达 到一定浓度，反应速率 不再变化（本质就是酶具有饱和性）
多数为蛋白质，少数为RNA
二、酶的特性
（一）酶在细胞代谢中的作用：
催化作用
（二）酶促反应 由酶催化的化学反应为 酶促反应
实验一
H2O2溶液 3mL
新鲜酵母菌液
蒸馏水
1号试管
2号试管
酶的高效性的实质
活跃状态所需要的能量称为活化能
分子从常态转变为容易发生化学反应的
催化剂可以降低化学反应的活化能，而且与 无机催化剂相比较，酶的作用更显著，因而 催化效率更高。
第1节 降低化学反应活化能的酶
细胞中每时每刻都进行着许多化学反 应，统称为细胞代谢。
缩合酶 H O H H R1 C C OH + H N C COOH →R1 C C N C COOH NH2 H R2 H O H
NH2
R2
一、酶的概念和本质
酶是活细胞产生的具有催化作用 的有机物.其中绝大多数酶是蛋白质。绝大