第02章 酶学基础知识
有关高二生物酶的知识点
有关高二生物酶的知识点高二生物酶的知识点酶（enzyme）是一类高效催化生物化学反应的蛋白质分子。
它们在生物体内起着至关重要的作用。
酶能够加速化学反应速率，并在细胞内维持正常的代谢平衡。
本文将介绍一些关于高二生物酶的知识点。
一、酶的特点1. 酶是生物体内的蛋白质分子，由氨基酸残基组成。
它们具有高度的专一性，只催化特定的化学反应。
2. 酶具有高度的催化效率，能够极大地加速化学反应，通常加速率可达几百到几千倍以上。
3. 酶的催化作用不会改变反应的方向，只是加速了反应达到平衡所需的时间。
4. 酶对温度和pH值敏感，适宜的温度和pH条件能够使酶的活性达到最佳状态。
二、酶的作用机制1. 酶与底物之间通过特定的结构域进行互相作用。
酶结构域与底物结构域的相互作用有利于低能态反应过渡状态的形成，从而降低能量垒，加速反应速率。
2. 酶可以通过改变底物的构象来促使反应发生。
酶与底物结合后，酶能够使底物分子发生构象改变，使得反应更容易进行。
3. 酶能够提供辅助的功能性基团，使得底物更容易发生反应。
例如，酶可以提供质子（H+）或电子给底物，从而促进反应的进行。
三、酶的分类1. 按照反应类型，酶可以分为氧化还原酶、转移酶、加水酶等多种类型。
2. 按照反应底物，酶可以分为蛋白酶、醣类酶、核酸酶等多种类型。
3. 按照反应位置，酶可以分为细胞质酶、线粒体酶等多种类型。
四、酶的调控机制1. 可逆性抑制：一些分子能够与酶结合，抑制酶的活性。
这种抑制通常是可逆的，当抑制剂离开时，酶的活性可以恢复。
2. 不可逆性抑制：一些分子能够与酶结合，形成永久性的复合物，从而抑制酶的活性。
这种抑制通常是不可逆的。
3. 底物浓度调节：当底物浓度升高时，酶的活性通常会增加。
这是因为更多的底物分子与酶结合，增加了反应的速率。
五、与酶相关的实际应用1. 酶在食品加工和制作中起到了重要的作用。
例如，面包中的酵母酶能够催化面团发酵，使其膨胀。
2. 酶在医学诊断中也有广泛的应用。
酶学基础知识
2．专一性
酶的专一性 Specificity又称为特异性，是 指酶在催化生化反应时对底物的选择性。 根据专一性的不同又可分为： （1) 绝对专一性 （2）相对专一性 （3）立体异构专一性
3．反应条件温和
酶促反应一般在pH 5-8 水溶液中进行，反 应温度范围为20-40C。 高温或其它苛刻的物理或化学条件，将引 起酶的失活。
合成酶，又称为连接酶，能够催化C-C、C-O、CN 以及C-S 键的形成反应。这类反应必须与ATP 分解反应相互偶联。 A + B + ATP + H-O-H ===A B + ADP +Pi 例如，丙酮酸羧化酶催化的反应。
丙酮酸
+ CO2 草酰乙酸
酶催化作用的特性
酶是生物催化剂，与无机催化剂相比，二者 有共性；但酶的化学本质是蛋白质，又在生 物体内作用，因此酶的作用又有特性。
固定化酶的优缺点
1）优点：
① 可以多次使用，而在多数情况下，酶的稳定性提高，因而 单位酶催化的底物量增大，用酶量减少，亦即单位酶的生 产力提高。 ② 固定化酶易与底物产物分离，因而简化提取工艺。 ③ 固定化酶的反应条件易于控制，可以装柱（塔）连续反应， 宜于自动化生产，节约劳动力，减少反应器占地面积。 ④ 较水溶性酶更适合于多酶反应，扩大其应用范围。
1）固定化酶颗粒小，有利于底物和产物扩散。 2）半透膜能阻止蛋白质分子渗漏和进入，注入 体内既可避免引起免疫过敏反应，也可使酶免 遭蛋白水解酶的降解，具有较大的医学价值。 缺点：反应条件要求高,制备成本也较高。
包埋法是目前应用最多的一种较理想的方法，
第二章酶学基础
(1) 氧化还原酶 Oxidoreductase
• 氧化-还原酶催化氧化-还原反应。
AH+B=A+BH
• 主要包括脱氢酶(dehydrogenase)和氧化酶 (Oxidase)。
• 如乳酸(Lactate)脱氢酶催化乳酸的脱氢反应。
CH3CHCOOH NAD+ OH
CH3CCOOH NADH H+ O
v
酶浓度对酶促反应速度的影响
5 4 3 2 1 0
0.00
1.00
2.00 3.00 [E]
4.00
5.00
三、温度的影响
• 最适温度：在 某一特定温度 条件下，酶催 化反应速度达 到最大，这一 温度即为最适 温度。
• 在一定范围内，随着温度升高，酶活力增加；超 过此范围后，随着温度升高，酶活力反而下降； 大多数酶在超过60℃，活性迅速下降甚至失活。
3、酶分子的结构域 结构域在蛋白质肽链的折叠和变构调节等现象中具
有重要作用，不同的结构域常有不同的功能。
纤维素酶结构示意图
四、酶的四级结构与催化功能的关系
• 具有四级结构的酶按功能分有两类：
– 与催化作用有关：由数个相同亚基组成，每个 亚基有一个活性中心。四级结构完整，催化功 能充分发挥。
– 与代谢调节有关：由不同亚基构成，分别为不 同的活性中心和调节中心。
• 例：乳酸脱氢酶催化丙酮酸加氢生成L-乳酸
立体异构专一性：当酶的作用底物或形成的 产物含有不对称碳原子时，酶只能作用于异 构体的一种。
• 例：天冬氨酸裂合酶仅作用于L-天冬氨酸， 经脱氨基生成延胡索酸（反丁烯二酸）或 其逆反应。
2、相对专一性：一种酶能够催化一类结构相 似的物质进行某种相同类型的反应。
高三生物关于酶的知识点
高三生物关于酶的知识点酶是生物体内一类特殊的蛋白质，具有催化生化反应的作用。
它们在生物体内发挥着至关重要的作用，控制和调节着各种代谢过程。
以下是关于酶的一些基本知识点：一、酶的定义酶是一类具有生物催化活性的蛋白质，能够加速生物体内的化学反应速率，而在反应结束时不参与或发生改变。
酶能够降低活化能，使反应在生理条件下发生，实现高效率的生物转化。
二、酶的特点1. 酶具有高度的专一性，对于特定的底物具有选择性催化作用。
2. 酶在生物体内起到调节和控制的作用，能够在适宜的条件下催化反应，避免不必要的浪费。
3. 酶能够被底物所识别和结合，形成酶-底物复合物，通过调整空间构型来降低反应的活化能。
4. 酶具有催化作用后能够很快恢复原状，可多次进行反复催化。
三、酶的分类酶按照其催化反应类型和特定底物进行分类，常见的酶包括：1. 氧化还原酶：例如过氧化氢酶、脱氢酶等。
2. 转移酶：例如激酶、脱氨酶等。
3. 水解酶：例如淀粉酶、脂肪酶等。
4. 合成酶：例如核酸合成酶、蛋白质合成酶等。
四、酶的活性受到的影响酶的活性受到许多因素的影响，主要包括以下几个方面：1. pH值：每种酶都有适宜的pH值范围，超过或低于该范围都会影响酶的活性。
2. 温度：酶的活性随温度的变化而变化，过高或过低的温度都会导致酶的活性下降甚至失活。
3. 底物浓度：酶的活性会随着底物浓度的增加而增加，直至达到饱和状态。
4. 抑制物：某些物质可以抑制酶的活性，包括竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂等。
五、酶的应用由于酶具有高度的催化活性和专一性，因此在许多领域都有广泛的应用，如食品工业、医药工业和环境保护等方面。
1. 食品工业：酶可用于食品加工，如酶解淀粉制取糖浆，发酵生产乳制品等。
2. 医药工业：酶可用于药物合成和治疗，如酶促抗癌药物和酶替代治疗等。
3. 环境保护：酶可用于水处理和废物降解，如酶法处理废水和土壤修复等。
综上所述，酶作为一类特殊的生物催化剂，在生物体内发挥着关键的调节和控制作用。
酶的基础知识
酶的基础认识人的一生当中体内生成的酶是有限的，随着年龄的增长，体内分泌的酶从旺盛变得不足。
人体摄入的养料不容易消化吸收，依靠摄取养料来合成酶的能力下降，从而酶缺乏加剧，形成体内酶量递减的恶性循环。
酶（enzyme），早期是指in yeast 在酵母中的意思，指由生物体内活细胞产生的一种生物催化剂。
大多数由蛋白质组成（少数为RNA）。
能在机体中十分温和的条件下，高效率地催化各种生物化学反应，促进生物体的新陈代谢。
生命活动中的消化、吸收、呼吸、运动和生殖都是酶促反应过程。
酶是细胞赖以生存的基础。
细胞新陈代谢包括的所有化学反应几乎都是在酶的催化下进行的。
哺乳动物的细胞就含有几千种酶。
它们或是溶解于细胞液中，或是与各种膜结构结合在一起，或是位于细胞内其他结构的特定位置上。
这些酶统称胞内酶；另外，还有一些在细胞内合成后再分泌至细胞外的酶──胞外酶。
酶催化化学反应的能力叫酶活力（或称酶活性）。
酶活力可受多种因素的调节控制，从而使生物体能适应外界条件的变化，维持生命活动。
没有酶的参与，新陈代谢只能以极其缓慢的速度进行，生命活动就根本无法维持。
例如：食物必须在酶的作用下降解成小分子，才能透过肠壁，被组织吸收和利用。
在胃里有胃蛋白酶，在肠里有胰脏分泌的胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶等。
又如食物的氧化是动物能量的来源，其氧化过程也是在一系列酶的催化下完成的。
酶促反应要求一定的pH、温度等温和的条件，强酸、强碱、有机溶剂、重金属盐、高温、紫外线、剧烈震荡等任何使蛋白质变性的理化因素都可能使酶变性而失去其催化活性。
酶是生物体自身的工程师每当一种物质需转化为另一种物质时，人体就会利用其自身的工程师--酶。
酶能将生物物质切割为小的碎片，再将其重新连接起来。
这样酶在我们的身体内分解或合成所有生命必需的物质。
酶是催化剂，就是说酶使生物化学反应进行得更加迅速。
有时候，一些基础反应没有酶的帮助根本不可能发生。
作为催化剂，还意味着酶不会成为终产物的一部分，它们只是使反应发生；一次反应结束后，酶又可以开始催化下一次反应了。
第二章 酶学基础
(Oxidase)。 如，乳酸(Lactate)脱氢酶催化乳酸的脱氢反应。
C H 3 C H C O O H N A D + C H 3 C C O O H N A D HH +
O H
O
(5) 异构酶 Isomerase
异构酶催化各种同分异构体的相互转化， 即底物分子内基团或原子的重排过程。 例如，6-磷酸葡萄糖异构酶催化的反应。
国际系统分类法及酶的编号
国际酶学委员会，根据各种酶所催化反应的类型， 把酶分为6大类，即氧化还原酶类、转移酶类、水 解酶类、裂合酶类、异构酶类和连接酶类。分别用 1、2、3、4、5、6来表示。再根据底物中被作用的 基团或键的特点将每一大类分为若干个亚类，每一 个亚类又按顺序编成1、2、3、4……等数字。每一 个亚类可再分为亚亚类，仍用1、2、3、4……编号。 每一个酶的分类编号由4个数字组成，数字间由“·” 隔开，编号之前冠以EC（Enzyme commision)。
水解酶催化底物的加水分解反应。 主要包括淀粉酶、蛋白酶、核酸酶及脂酶等。 例如，脂肪酶(Lipase)催化的脂的水解反应：
R C O O C H 2 C H 3H 2 O R C O O HC H 3 C H 2 O H
(2) 氧化-还原酶 Oxidoreductase
氧化-还原酶催化氧化-还原反应。 主要包括脱氢酶(dehydrogenase)和氧化酶
酶学原理笔记
第一章绪论酶是生物细胞产生的、具有催化能力的生物催化剂。
定义：酶是生物体内进行新陈代谢不可缺少的受多种因素调节控制的具有催化能力的生物催化剂。
酶的重要两大类：主要由蛋白质组成——蛋白类酶（P酶）主要由核糖核酸组成——核酸类酶（R酶）酶与其他化学催化剂的区别、特点：（1）酶的催化高效性通常要高出非生物催化剂催化活性的106~1013倍（2）高度专一性（3）温和的作用条件常温常压和温和的酸碱度条件（4）容易控制酶的反应（5）酶的来源广泛第二章酶学基础酶的活性中心：是它结合底物和将底物转化为产物的区域，通常是整个酶分子相当小的部分，它是由在线性多肽中可能相隔很远的氨基酸残基形成的三维实体。
必需基团：活性中心的一些化学基团为酶发挥作用所必需活性中心外的必需基团－－结构残基；非贡献残基（非必需残基）：是除了酶的必须基团之外，酶蛋白的其余部分中的氨基酸残基。
8种频率最高的氨基酸残基：丝氨酸、组氨酸、胱氨酸、酪氨酸、色氨酸、天冬氨酸、谷氨酸和赖氨酸。
酶的结构;1、酶的一级结构：是催化基础，是把蛋白质肽链中氨基酸的排列顺序。
二硫键的断裂将使酶变性而丧失其催化能力。
2、酶的二级结构：是肽链主链不同肽段通过自身的相互作用，形成氢键，延一条主轴盘旋折叠而形成的局部空间结构。
3、酶的三级结构：是多肽在二级结构基础上，通过侧链基团的相互作用进一步卷曲折叠，形成的特定构象。
4、酶的四级结构：是指由不同或相同的亚基按照一定排布方式聚合而成的蛋白质结构。
具有四级结构的酶按其功能分，一类与催化作用有关，另一类与代谢调节关系密切。
（亚基虽然具有三级结构，但单独存在时通常没有生物学活性或活性低，只有缔合形成特定的四级结构时才具有生理功能。
）活性中心空间构象的维持则依赖于酶蛋白的二、三级结构的完整性。
酶分子的结构域：是指蛋白质肽链中一段独立的具有完整、致密的立体结构区域，一般由40—400个氨基酸残基组成。
酶的催化原理：（中间产物理论）在酶浓度固定的条件下，要达到最大初速率必须增加底物浓度，这是大多数酶的特征。
高一生物必修一酶的知识点
高一生物必修一酶的知识点酶是一类在生物体内起催化作用的特殊蛋白质，它们是生命活动中不可或缺的重要分子。
酶具有高度的特异性和广泛的催化活性，对于生物体内的代谢过程具有至关重要的作用。
本文将介绍高一生物必修一课程中关于酶的基本知识点。
一、酶的特性1. 酶是生物体内产生的特殊蛋白质，由氨基酸通过特定顺序组成，在特定的空间构型下形成。
2. 酶具有高度的特异性，只能催化特定的反应底物，对于其他底物无反应性。
3. 酶的催化活性受到多种因素的影响，如温度、pH值以及底物浓度等。
4. 酶催化反应遵循米氏动力学定律，即酶活性与底物浓度的关系呈现饱和性和反应速率与底物浓度成正比的特点。
二、酶的分类根据酶催化反应的不同类型，酶可以分为六大类：1. 氧化还原酶：催化氧化还原反应，如过氧化氢酶、乳酸脱氢酶等。
2. 转移酶：催化底物之间的基团转移，如转氨酶、磷酸酶等。
3. 水解酶：催化底物的水解反应，如葡萄糖酶、淀粉酶等。
4. 合成酶：催化底物的合成反应，如DNA聚合酶、蛋白质合成酶等。
5. 异构酶：催化同分异构体之间互相转化的反应，如异构酶、二氢叶酸还原酶等。
6. 类酶：具有酶样活性，但不是真正的蛋白质酶，如核酸酶、胰岛素等。
三、酶与底物的结合方式1. 锁与关键：酶与底物之间形成临时的结合态，类似于锁与钥匙的关系，只有符合特定要求的底物才能与酶结合。
2. 酶与底物的亲和力：酶与底物的结合是通过非共价作用力实现的，主要包括氢键、范德华力和离子键等。
3. 酶的活性位点：酶分子中的特定区域，与底物结合并完成催化反应活性的区域。
四、酶调节机制1. 酶的活性可受到激活剂和抑制剂的调节，从而增强或抑制酶的催化活性。
2. 激活剂是能够提高酶活性的物质，如某些离子、辅酶和激素等。
3. 抑制剂是能够降低酶活性的物质，如竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂等。
五、酶催化速度的影响因素1. 温度：适宜的温度能提高酶的催化速率，但过高的温度会导致酶变性，使其失去催化活性。
酶学基础知识
诱导契合学说：酶的活性中心在结构上具柔性，
底物接近活性中心时，可诱导酶蛋白构象发生变化， 这样就使酶活性中心有关基团正确排列和定向，使之 与底物成互补形状有机的结合而催化反应进行。
诱导契合学说:该学说认为酶表面并没有一种与底
物互补的固定形状，而只是由于底物的诱导才形成 了互补形状.
酶分子的固定化技术
二 酶催化作用特性
1．高效性
酶的催化作用可使反应速度提高106 -1012倍。 例如：过氧化氢分解 2H2O2 2H2O + O2 用Fe3+ 催化，效率为6*10-4 mol/mol.S，而用过
氧化氢酶催化，效率为6*106 mol/mol.S。 用-淀粉酶催化淀粉水解，1克结晶酶在65C条
件下可催化2吨淀粉水解。
E S k1 ES k2 P E k 1
酶（E）与底物（S） 结合生成不稳定的中间 物（ES），再分解成产 物（P）并释放出酶，使 反应沿一个低活化能的 途径进行，降低反应所 需活化能，所以能加快 反应速度。
能 量 水
平 E+S
E1 ES
E2
G
P+ E
反应过程
2．专一性
4.酶的催化活性可调节控制
如抑制剂调节、共价修饰调节、反 馈调节、酶原激活及激素控制等。
某些酶催化活力与辅酶、辅基及 金属离子有关。
5.酶容易变性与失活 6.酶提取难、价格贵
酶结构与功能的关系
酶的化学本质是蛋白质，同 样具有一、二、三级结构，有 些酶还具有四级结构。作为生 物催化剂，酶的结构又有一些 特点。
酶的分类 （一）根据酶的化学组成可将酶分为： 1 单纯蛋白酶类：只含有蛋白质成分 2 结合蛋白酶类（全酶）：含有蛋白成分（酶蛋白）
高一生物酶方面知识点
高一生物酶方面知识点酶是一类生物催化剂，在维持生物体正常代谢过程中发挥着重要作用。
了解酶的功能和特性对于我们理解生物学中的一系列过程至关重要。
本文将围绕高一生物课程中酶方面的知识点展开讨论，帮助读者更好地理解和掌握这一内容。
一、酶的定义和功能酶是一种生物催化剂，能够加速生物体内化学反应的进行，而不改变反应自身的能量变化或方向。
酶在细胞代谢中起到了促进反应速率、调节代谢平衡并参与信号传递等重要功能。
二、酶的特性和结构1. 酶的特性：- 酶具有高度的专一性，即对特定的底物或反应起作用；- 酶具有高效性，加速反应速率的能力极为显著；- 酶具有可逆性，不与底物发生永久化学结合；- 酶的活性受到温度、pH值、底物浓度等环境因素的影响。
2. 酶的结构：- 酶分子通常由蛋白质组成，也有少数由核酸或蛋白质与非蛋白质组分组成；- 酶的活性部位是其分子中的特定区域，与底物结合并催化反应；- 酶的结构可以是单一蛋白质，也可以是多个蛋白质组成的复合物。
三、酶的分类根据酶的反应类型和底物的不同，酶可以分为多种不同类型。
以下是一些常见的酶分类：1. 氧化还原酶：参与氧化还原反应，如氧化酶和还原酶等。
2. 转移酶：参与底物的功能团转移，如酯酶、葡萄糖转移酶等。
3. 加合酶：参与底物的结合反应，如合成酶、连接酶等。
4. 分解酶：参与底物的分解反应，如水解酶和氨解酶等。
5. 同化酶：参与底物的转化为细胞组分的反应，如合酶等。
四、酶的活性调节酶的活性可以通过多种方式进行调节，主要包括以下几种方式：1. 温度调节：酶活性随温度的升高而增加，在一定范围内具有最适温度。
2. pH值调节：酶活性受环境酸碱度的影响，不同酶对于pH值的最适范围各不相同。
3. 底物浓度：当底物浓度增加时，酶活性也会增加，但达到一定浓度后，酶活性不再增加。
4. 反馈抑制：某些底物或产物可以通过抑制酶的活性来调节反应速率，维持代谢平衡。
五、酶在生物体中的应用酶在生物体内发挥着极其重要的作用，并广泛参与到细胞代谢和生物体其他方面的过程中。
食品酶学-酶学基础理论(第二章)
NADH + H+
CH3-CO- COOH 丙酮酸
用电泳法分离LDH可得到5种同工酶区带。都是 由H和M二种不同类型的亚基组成的四聚体。
乳酸脱氢酶同工酶电泳图谱
同工酶的测定可作为某些疾病的诊断指标。
正常人血清LDH主要来自红细胞渗出，活 力很低。当某一组织病变时，血清LDH同 工酶电泳图谱会发生变化。如肝细胞受 损早期，LDH总活性在正常范围内，但 LDH5升高；急性心肌变时，LDHl可升 高。
氢键
每个氨基酸残基 （第n个）的羰基 氧与多肽链C端方 向的第4个残基 （第n+4个）的酰 胺氮形成氢键。
β-折叠(β-sheet)
折叠片的构象是通过一个肽键的羰基氧和位于同一个肽链或相邻肽链 的另一个酰胺氢之间形成的氢键维持的。肽链分为平行排列（走向都 是由N到C方向）或者是反平行排列（肽链反向排列）。
1.总体积中只占相当小的部分（约1%2%）
2.酶分子表面的一个凹穴，具有一定柔性
3.活性中心为非极性的微环境 4.底物与酶通过形成较弱键力的次级 键相互作用并结合到酶的活性中心
5.酶的活性部位与底物的几何图形并 非正好吻合，底物或酶或两者的构象 同时变化后才相互契合
酶活性中心示意图
举例：酪氨酸酶（多分氧化酶） 酪氨酸酶在生物色素形成中的作用
蜂蜜品质同工酶电泳检测
• 比较两种天然蜂蜜与掺假所用的工业淀粉酶的同工 酶电泳，发现天然蜂蜜的淀粉酶同工酶酶谱和工业 淀粉酶的同工酶酶谱存在差异。
三. 酶的催化机制
底酶
物的
结作
锁钥学说（lock and key hypothesis）
合用 后专
才一
表性
过渡态学说
现必 出须
第02章-酶分析法
2.2.2 pH值
H+能对酶反应产生多种影响：①可能改变酶活 性中心的解离状况，升高或降低酶的活性；② 可能破坏酶的结构与构象导致失效；③可能作 用反应系统的其它组成成分影响酶反应，甚至 改变可逆反应进行的方向。如：乳酸脱氢酶反 应在pH 7时向乳酸生成方向进行，而pH l0时则 倾向于丙酮酸的形成。
2.3 测定方法 测定方法有取样法和连续法。 取样法：在酶反应开始再根据产物和底物在化学性质 上的差别进行分析，求得单位时间内酶促反应 变化量的方法。 连续法：基于底物和产物在物理化学性质上的 不同，在反应过程中对反应系统进行直接、连 续观察的方法。
如加样量、温度、反应时间等都要求比较准确。最适反应条件(如 温度、pH等)的确定很重要，一个熟练的酶学工作者，会考虑各种 因素，设计的实验比较合理，而且重现性好；未经过专门训练的人， 往往容易出错。
1.3 酶分析法的意义
酶的应用大致可分为四个方面：
(1)用以制造某些产品； (2)用以去除某些物质；
2.2 反应条件的确定 选择反应条件的基本要求是，所有待测定的酶 分子都应能正常地发挥作用。 也就是说，反应系统中除了待测定的酶浓度是 影响反应速度的唯一因素外，其它因素都应处 于最适条件。
2.2.1 底物
①底物(包括人工合成底物)最好在物理化学性质上 和产物不同。 有些酶作用的底物和产物本身就有这种特点， 如脱氢酶用的NAD(P)+和NAD(P)H； 有的则需加工成色源或荧光源底物，在酶作用 后产物产生颜色或荧光。如磷酸酯酶测定可用 对硝基苯磷酸。
2.2.5 样品
许多待测样品常常包含各种干扰因素，如可能 存在着作用同一底物或产物的其它酶。因此测 定前应检测系统中是否杂有这些干扰因素。 同时采用不同的测定方法和同时检测底物和产 物的变化量，然后观察测得的结果是否一致。 通过这些比较分析，确定是否存在干扰。
酶学基础资料
限制(restriction)作用是指细菌的限制性核酸酶对DNA的 分解作用，限制一般是指对外源DNA侵入的限制。修饰 (modification)作用是指细菌的修饰酶对于DNA碱基结构改变的 作用(如甲基化)，经修饰酶作用后的DNA可免遭其自身所具有的 限制酶的分解。
到20世纪60年代中期，科学家推测细菌中有限制－修饰 系统(restriction—modification system． R-M system)。该 系统中有作用于同一DNA的两种酶，即分解DNA的限制酶和改变 DNA碱基结构使其免遭限制酶分解的修饰酶，而且，这两种酶作 用于同一DNA的相同部位。一般说来，不同种的细菌或不同种的 细菌菌株具有不同的限制酶和修饰酶组成的限制-修饰系统。
1968年，Meselson从E．coli K株中分离出了第一个限制
酶EcoK，同年Linn和Aeber从 E．coli B株中分离到限制酶 EcoB。遗憾的是，由于EcoK和EcoB这两种酶的识别和切割位点
不够专一，在基因工程中意义不大。
1970年，Smith和Wilcox从流感嗜血杆菌中分离到一种限
制性酶，能够特异性地切割 DNA，这个酶后来命名为HindⅡ，
这是第一个分离到的Ⅱ类限制性内切核酸酶。由于这类酶的识 别序列和切割位点特异性很强，对于分离特定的DNA片段就具 有特别的意义。
二.限制性内切酶的命名 与种类
按照国际命名法，限制性内切核酸酶属于水解酶类。由于限制性酶的 数量众多，而且越来越多，并且在同一种菌中发现几种酶。为了避免混淆， 1973年Smith 和Nathans对内切酶的命名提出建议，1980年，Roberts对限 制性酶的命名进行分类和系统化。
Ⅱ类限制性内切核酸酶
这类酶的分子量较小. 一般在2-4万道尔顿, 通常由2-4个相同的亚基所 组成。它们的作用底物为双链DNA, 极少数Ⅱ类酶也可作用于单链DNA, 或DNA/RNA杂种双链。这类酶的专一性强, 它不仅对酶切点邻近的两个 碱基有严格要求, 而且对更远的碱基也有要求, 因此, Ⅱ类酶既具有切割位 点的专一性, 也具有识别位点的专一性, 一般在识别序列内切割。切割的方 式有平切和交错切, 产生平末端的DNA片段或具有突出粘性末端的DNA片 段(5'或3'粘性末端)。作用时需要Mg2+作辅助因子, 但不需要ATP和SAM。 Ⅱ类酶与对应的甲基化酶在蛋白亚基上尚未发现有什么关系, 第一个被分 离的Ⅱ类酶是Hind Ⅱ。
第二章 酶学概论
♦ 新陈代谢是由无数个成系列，相连锁、 新陈代谢是由无数个成系列，相连锁、
相交叉的化学反应组成的， 相交叉的化学反应组成的，即在每个活 细胞中均有一个新陈代谢网。 细胞中均有一个新陈代谢网。那么这些 反应如何有条不紊的进行呢？ 反应如何有条不紊的进行呢？大家都知 就是因为有诸多酶的存在， 道，就是因为有诸多酶的存在，由于酶 的调控，才使EMP、TCA、PPP（HMP、 的调控，才使 、 、 （ 、 HMS）、 的降解、尿素的产生、脂肪 ）、Pr的降解 ）、 的降解、尿素的产生、 的分解、 的降解等等顺利进行， 的降解等等顺利进行 的分解、NA的降解等等顺利进行，小小 的酶是功不可没的。 的酶是功不可没的。
酶是生物体活细胞产生 的具有一定催化能力的Pr 的具有一定催化能力的 or NA。 。 最初称之为酵 素（Ferment），现统称为 ），现统称为 ）， 酶（Enzyme）。 ）。
♦ 酶可以说是生命活动中最重要的因素， 酶可以说是生命活动中最重要的因素，
它是生命的机动者和调节者， 它是生命的机动者和调节者， 是体内一 切化学反应的媒介。因此没有酶的作用， 切化学反应的媒介。因此没有酶的作用， 生命活动就一刻也不能进行， 生命活动就一刻也不能进行，没有酶的 催化，生命的发生也就不能实现。 催化，生命的发生也就不能实现。 ♦ 现代生命科学的兴起，有赖于生物化学 现代生命科学的兴起， 的发展，没有酶就没有新陈代谢， 的发展，没有酶就没有新陈代谢，没有 新陈代谢也就没有生命活动。 新陈代谢也就没有生命活动。世间万物 将不复存在。 将不复存在。
三、应用酶学
♦ 3、修饰酶：用一些物理或化学的方法修 、修饰酶：
饰某些酶， 饰某些酶，使其具有特殊的构象和特异 的功能，使其半衰期更长， 的功能，使其半衰期更长，以达到应用 的目的。 的目的。 ♦ 4、固定化酶：采用一些物理或化学的方 、固定化酶： 使酶固定化，便于利用和回收， 法，使酶固定化，便于利用和回收，从 而大大提高酶的利用率。 而大大提高酶的利用率。
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（2） 胞外酶
胞外酶 ( 又可称为分泌型酶 ) 是指可以穿过质 膜的任何酶，大多数是水解酶，多数工业用 酶都是胞外酶。如淀粉酶、蛋白酶、纤维素 酶、果胶酶等。胞外酶优点明显，它比胞内 酶容易回收、纯化，不必将细胞破碎，也不 用去核酸，容易获得高产(因为胞外酶生产不 受可获得的生物量的限制)。 胞外酶的分泌位置由细胞质膜的结构所决定。
3.
恒态酶和调节酶
根据酶在代谢中所处的地位、含量与活性情况， 也可以分成恒态酶与调节酶。 恒态酶是构成代谢途径和物质转化体系的基本 组成成分，在细胞中恒态酶的含量相对恒定， 其活性仅受反应动力学系统本身的组成因素调 节。 调节酶是指在代谢途径和物质转化体系中起调 节作用的关键酶，它们的含量与活性常因机体 的机能状况而不同。按照其活性调节方式又可 分为三种类型:潜态酶，别构酶和多功能酶。
（4） 裂合酶类
裂合酶催化从底物分子中移去一个基团或原子形成双键 的反应及其逆反应。 底物 裂解基团 裂合酶 分为5个亚类，对应裂解的键的性质主要包括醛缩酶、 水化酶及脱氨酶等。 例如， D-果糖-1，6-二磷酸：D-甘油醛-3-磷酸裂合酶 （果糖二磷酸醛缩酶、醛缩酶A）
（5） 异构酶类
按照分子中起催化作用的主要组分不同， 酶可以分为蛋白类酶（proteozyme，P 酶）和核酸类酶（ribozyme，R酶，核 酶）两大类。 两者的显著区别之一是蛋白类酶只能催 化其他分子进行反应，而核酸类酶却可 以催化酶分子本身也可以催化其他分子 进行反应。
一、蛋白类酶（P酶）的分类
1961年国际酶学委员会（Enzyme Committee, EC）根据 酶所催化的反应类型和机理，把酶分成6大类：
系统命名 乳酸：NAD+氧化 还原酶 L-天冬氨酸：a-酮 戊二酸氨基转移酶
习惯命名 乳酸脱氢 酶 天冬氨酸 氨基转移酶
催化的反应 乳酸 + NAD+ 丙酮酸 + NADH
L-天冬氨酸+-酮戊二酸草酰乙酸 + L-谷氨酸
EC3.1.3 .9
D-葡萄糖-6-磷酸磷 酸水解酶
葡萄糖6-磷酸酶
果糖二磷 酸醛缩酶 磷酸己糖 异构酶
712 874 1770 2122 2252 2477 2966 3169 3702
酶的分类命名原则
分类命名方法： 对于蛋白类酶现在普遍接受的是国际 酶学委员会1961年制定的酶分类与命 名法。 对于核酸类酶由于其研究历史不长， 对于分类和命名还没有统一的原则和 规定。
蛋白类酶与核酸类酶
2、分子间催化R酶
分子间催化酶是催化其它分子进行反应的核酸类酶。 （1）RNA剪切酶：催化其他RNA分子进行剪切反应 的核酸类酶。 （2）DNA剪切酶：催化DNA分子进行剪切反应的核 酸类酶。 （3）多肽剪切酶：催化多肽剪切作用的核酸类酶。 （4）多糖剪接酶：催化多糖剪切和连接反应的核 酸类酶。 （5）多功能R酶：催化其他分子进行多种反应的核 酸类酶。
第二章 酶学基础知识
第二章 酶学基础知识
n
第一节 第二节
酶的分类与命名 酶（蛋白类酶）的结构与功能
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第一节
酶的分类与命名
大肠杆菌细胞中，3000种酶 高等真核生物细胞中，5000种酶 国际酶学委员会已知的酶见表1：
表1 已知酶历年增长统计
资料来源与年份已知酶数量 Report of the Enzyme Commission (1961) Enzyme Nomenclature (1964) Enzyme Nomenclature (1972) Enzyme Nomenclature (1978) Supplements 1-4 Enzyme Nomenclature (1984) Supplements 1-3 (Eur.J.Biochem.) (1990) Enzyme Nomenclature(1992) Supplements 1-4 (Eur.J.Biochem.) (1997)
D-葡萄糖-6-磷酸 + H2O 葡萄糖 + H3PO4
D-果糖-1，6-二磷酸磷酸二羟丙酮 + D-甘油醛-3-磷酸 D-葡萄糖-6-磷酸 D-果糖-6-磷酸
D-果糖-1，6-二磷 EC4.1.2 酸：D-甘油醛-3-磷酸 .13 裂合酶 EC5.1.3 .9 D-葡萄糖-6-磷酸酮 醇异构酶
（1） 潜态酶
潜态酶是指那些通常以无活性的酶原状态存 在，而在机能需要时再转变为活性状态的酶。 这种激活调节一般以级联催化方式进行。包 括两种类型：一是不可逆的共价调节，即所 谓的酶原激活。除了前述的消化性蛋白水解 酶外，也包括那些具有生理功能的蛋白酶， 例如凝血酶、溶血纤蛋白酶等都是通过这种 方式调节的；二是可逆共价调节。
革兰氏阳性菌的外壳由 细胞质膜 和包围在膜外 面的 壁 组成。对革兰氏
阳性菌来说有两类胞外 酶：一类是合成后分泌 到 培养基 中的胞外酶， 如芽胞杆菌产生的淀粉 酶、蛋白酶；另一类是 分泌蛋白穿过膜后，结 合于 膜外表面 的胞外酶。
革兰氏阴性 菌的细胞壁是由
附着在细胞质膜外的一层薄的 粘肽 组成，壁外面还有一层 膜 —— 外膜 。两层疏水膜之 间是亲水空间 —— 周质 。阴 性菌中有 四种 不同位置的分 泌型酶，即分泌酶结合 在内 膜外表面、分布在周质中、 结合在外膜上和分泌到培养 基中 ，前三类均可用渗透压 冲击法或用溶菌酶把细胞处理 成球状体释放酶。
（1） （2） （3） （4） （5） （6）
氧化还原酶类 转移酶类 水解酶类 裂合酶类 异构酶类 连接或合成酶类
（1） 氧化还原酶类
催化氧化-还原反应。
供体：受体 氧化还原酶 主 要 包 括 脱 氢 酶 (dehydrogenase) 和 还 原 （氧化）酶(Oxidase)。 例如，乳酸：NAD+氧化还原酶(乳酸脱氢酶) 催化乳酸的脱氢反应。
催化各种同分异构体的相互转变。即底物分子内基团 或原子的重排过程。 底物名称 亚类 酶 按异构化类型分为6个亚类，异构、消旋、变位、表异 构、顺反异构 例如， D-葡萄糖-6-磷酸酮醇异构酶（6-磷酸葡萄糖异 构酶）催化的反应。
（6） 合成酶类
合成酶，又称为连接酶，能够催化C-C、C-O、 C-N 以及C-S 键的形成反应。这类反应必须与 ATP分解反应相互偶联。 A + B + ATP ===AB + ADP +Pi
（1） 胞内酶
胞内酶是指在合成后仍留在细胞内发挥作用的 酶。 酶在细胞内存在部位是不同的，有些酶是“可 溶的”，并不直接与细胞中任何特定结构组分 相连接；另一些酶则是“不溶的” , 他们与细 胞膜或细胞器结合，较难与细胞的组分分开， 如线粒体上的酶。为从胞内提取某种酶，一般 要通过破壁、抽提、离心等步骤。
（2） 别构酶
别构酶，这些酶 在结构上除了具 有能和底物相结 合、并催化底物 进行反应的活性 中心外，还具有 能和效应物相结 合的调节中心。
（3）多功能酶
多功能酶指具有一种以上催化活性的酶， 他们有的是由不同亚基组成，还有一些 别构酶也是多功能酶。
4.
胞内酶、胞外酶
生物合成的酶有两种类型 : 存在于胞内 或转位通过细胞质膜到胞外。
EC6.3.1 .2
L-谷氨酸：氨连接 酶
谷氨酰胺 合成酶
ATP + L-谷氨酸 + NH3 L-谷氨酰胺 + ADP + H3PO4
三、其他习惯归类命名法来自 单体酶和寡聚酶 单纯酶和结合酶 恒态酶和调节酶 胞内酶、胞外酶
1.
单体酶和寡聚酶
根据酶蛋白质组成特点可将已知酶分为单体酶 和寡聚酶。 （1） 单体酶 单体酶仅由单条肽链组成，相对分子质量 13000 ～ 35000 ，不能再解离成更小的组成 单位。其中许多是催化水解反应的酶，一般不 需辅助因子。 在单体酶中有一些是蛋白水解酶，它们多以无 活性的酶原形式合成，在需要时再水解除去部 分肽链转变为有活性的酶。
从酶的成分组成上看，可将酶分为单成分酶和双成分酶 两种。或称为单纯酶和结合酶。 单成分酶（单纯酶）在催化过程中不需要辅酶，除了蛋 白质外不含其他成分。如：水解酶类的胃蛋白酶、胰蛋 白酶、脲酶、核酸酶等。 双成分酶（结合酶）：在催化反应中需要有辅助因子， 由蛋白和非蛋白两部分组成。其中非蛋白部分称为辅助 因子，单纯的辅助因子不呈现酶活力，只有两者结合在 一起形成全酶才显示活力。如氧化还原酶类、转移酶类 中的许多酶。 全酶＝酶蛋白＋辅助因子
第二节 酶（蛋白类酶） 的结构与功能
一.蛋白类酶的基本组 成单位－氨基酸
蛋白类酶（ P- 酶）主要由蛋白 质组成。蛋白质是由各种氨基 酸通过肽键连接而成的高分子 化合物。 氨基酸：分子中含有氨基（NH2 ） 和 羧 基 （ -COOH ） 的有 机 化合物。组成蛋白质的氨基酸 主要有20种。
氧化还原酶 转移酶 水解酶 蛋白类酶 裂合酶 异构酶 合成酶或连接酶 自我剪切酶 酶 分子内催化酶 自我剪接酶 RNA剪切酶 DNA剪切酶 核酸类酶 多肽剪切酶 分子间催化酶 多糖剪接酶 多功能R酶
四、核酸类酶（催化核酸）
核酸酶是唯一的非蛋白酶。它是一类特殊的
RNA，能够催化RNA分子中的磷酸酯键的
水解及其逆反应和一些其它反应。
核酸类酶的分类