第6章酶

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食品化学第六章_酶

第三节

固定化酶
固定化酶是通过吸附、偶联、交联和包埋等物理或化学的方法把酶连接到某种载体上，做成仍具有酶催化活性的水不溶性酶。

作用特点：稳定性提高，易分离，可反复使用，提高操作的机械强度。

1.固定化酶的制备
2.固定化酶在食品工业中的应用

酶的化学本质是蛋白质，其最大弱点是不稳定性，对
体。

酶和一般催化剂的共性：
◦ 加快反应速度；
◦ 不改变平衡常数；
◦ 自身不参与反应。

专一性：即酶只能对特定的一种或一类底物起作用。可分为：
◦ 绝对专一性：有些酶只作用于一种底物，催化一个反应，而不作用于任何其它物质。 ◦ 相对专一性：这类酶对结构相近的一类底物都有作用。包括键的专一性和基团的专一性。 ◦ 立体异构专一性：这类酶只对底物的某一种构型起作用，而不催化其他异构体。包括旋光异构专一性和几何异构专一性。
生成不稳定的中间络合物
（ES），再分解成产物（ P）并释放出酶，使反应
E1
能量水平
ES
E2
E+S
G
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。
P+ E
反应过程

酶原：没有活性的酶的前体。酶原的激活：酶原在一定条件下经适当的物质作用
可转变成有活性的酶。酶原转变成酶的过程称为酶
原的激活。

本质：酶原的激活实质上是酶活性部位形成或暴露
的过程。
第二节

影响酶活力的因素
一、底物浓度对酶活力的影响
在酶浓度，pH，温度等条件不变的情况下研究底物浓度和反应速度的关系。如右图所示：在低底物浓度时, 反应速度与底物浓度成正比，表现为一级反应特征。当底物浓度达到一定值，几乎所有的酶都与底物结合后，反应速度达到最大值（Vmax），此时再增加底物浓度，反应速度不再增加，表现为零级反应。

第六章酶反应器

3．流化床式反应器流化床式反应器(fluidized reactor，FBR)是一种装流化床式反应器(fluidized bed reactor，FBR)是一种装有较小颗粒的垂直塔式反应器(形状可为柱形、锥形等) 有较小颗粒的垂直塔式反应器(形状可为柱形、锥形等)。底物以一定速度由下向上流过，底物以一定速度由下向上流过，使固定化酶颗粒在浮动状态下进行反应。如图所示：态下进行反应。如图所示：
Section 2 酶反应器的发展
一、含有辅助因子再生的酶反应器许多酶反应都需要辅因子（如辅酶、辅基、许多酶反应都需要辅因子（如辅酶、辅基、能量供给体的协助，而这些辅因子的价格较贵。等）的协助，而这些辅因子的价格较贵。如采用简单的添加方法，经济上很不合算。因此，方法，经济上很不合算。因此，发展了含有辅因子再生的酶反应器，使辅因子能反复使用，降低生产成本。反应器，使辅因子能反复使用，降低生产成本。例如：①利用固定化的脱氢酶，可将固定化NADH再生例如：利用固定化的脱氢酶，可将固定化NADH再生为固定化NAD。而依靠半透膜，能将固定化NAD保留在反为固定化NAD。而依靠半透膜，能将固定化NAD保留在反应器内。这样，在反应过程中，固定化NAD不断变成固定应器内。这样，在反应过程中，固定化NAD不断变成固定 NADH，又不断再生为固定化NAD，以满足反应所需。化NADH，又不断再生为固定化NAD，以满足反应所需。美国的麻省理工学院有关人员设计的ATP再生酶反应器等再生酶反应器等。 ②美国的麻省理工学院有关人员设计的ATP再生酶反应器等。
2．填充床式反应器填充床式反应器(packed reactor，PCR)是把颗填充床式反应器(packed column reactor，PCR)是把颗粒状或片状固定化酶填充于填充床(也称固定床，粒状或片状固定化酶填充于填充床(也称固定床，床可直立或平放) 底物按一定方向以恒定速度通过反应床。或平放)内，底物按一定方向以恒定速度通过反应床。是一种单位体积催化剂负荷量多、效率高的反应器。种单位体积催化剂负荷量多、效率高的反应器。当前工业上多数采用此类反应器。如图所示：上多数采用此类反应器。如图所示：

生物化学第六章酶

邻近效应与定向排列：
3.表面效应使底物分子去溶剂化酶的活性中心多是酶分子内部的疏水“口袋”，酶反应在此疏水环境中进行，使底物分子脱溶剂化 (desolvation)，排除周围大量水分子对酶和底物分子中功能基团的干扰性吸引和排斥，防止水
化膜的形成，利于底物与酶分子的密切接触和结
合。这种现象称为表面效应(surface effect)。
维生素B2（核黄素）
维生素B2（核黄素）维生素B1（硫胺素）泛酸硫辛酸维生素B12 生物素吡哆醛（维生素B6之一）叶酸

辅酶中与酶蛋白共价结合的辅酶又称为辅基 (prosthetic group)。

辅基和酶蛋白结合紧密，不能通过透析或超滤等方法将其除去，在反应中不能离开酶蛋
白，如FAD、FMN、生物素等。

酶原激活的生理意义避免细胞产生的酶对细胞进行自身消化，并使酶在特定的部位和环境中发挥作用，保证体内代谢正常进行。
有的酶原可以视为酶的储存形式。在需要
时，酶原适时地转变成有活性的酶，发挥其催
化作用。
第三节酶的作用机制
（一）酶比一般催化剂更有效地降低反应活化能
酶和一般催化剂一样，加速反应的作用都是通过降低反应的活化能 (activation energy) 实现的。活化能：底物分子从初态转变到活化态所需的能量。
2.邻近效应与定向排列使诸底物正确定位于酶的活性中心酶在反应中将诸底物结合到酶的活性中心，使它们相互接近并形成有利于反应的正确定向关系。这种邻近效应(proximity effect)与定向排列 (orientation arrange)实际上是将分子间的反应变成类似于分子内的反应，从而提高反应速率。

酶六章酶的固定化

迄今已有许多酶用离子结合法固定化，例如1969年最早应用于工业生产的固定化氨基酰化酶就是使用多糖类阴离子交换剂 DEAE-葡聚糖凝胶固定化的。
（二）化学结合法
——1 共价结合法 ——2 交联法
共价偶联法
酶分子之间共价交联和与水不溶性载体共价偶联
• 酶分子；（a）酶分子之间用双功能基团的化学交联试剂相
N OH
O
O O CO N
O
P-NH2
O CO NH P
CH2COOH SOCl2
CH2COCl
P-NH2 pH8~9
CH2CONH P
多胺载体
CH2NH2 Cl-CS-Cl
CH2 N C S P-NH2
HO CH2 N C NHP
CH2COOH
MeOH HCl
CH2COOMe NH2NH2
CH2CON3 P-NH2
O OH O CH2CH2 O S OH
O
O OH O CH2CH2 O S OH
O
NH2 N N-P
无机载体
——可采用直接法和涂层法（用活化的聚合物如白蛋白或葡聚糖涂层）
O P-NH2
Si (CH2)3NH CH(CH2)3CHO
O
(1)
OHC-(CH2)3CHO
O Si (CH2)3NH CH(CH2)3CH=N-P O
O Si OH H2N(CH2)3Si (OEt)3 O Si OH
制备固定化酶要根据不同情况（不同酶、不同应用目的和应用环境）来选择不同的方法，但是无论如何选择，确定什么样的方法，都要遵循几个基本原则
原则1
——必须注意维持酶的催化活性及专一性，保持酶原有的专一性、高效催化能力和在常温常压下能起催化反应的特点。

生物化学课件第六章酶(化学)

相对专一性
酶的专一性
结构专一性
（表6-3）
绝对专一性
立体异构专一性
7
相对专一性（relative specificity）
①族专一性（基团专一性） A — B 作用于一类或一些结构很相似的底物。
②键专一性 CAH2—OHB
α-葡萄糖
5
OH
苷酶
OHO
O
1
O
R
+H2O
OH
酯酶：R—C—O—R′ + H2O
脂肪（：水）水解酶
16
（二）酶的命名
2、惯用名：通常只取一个较重要的底物名称和作用方式。
乳酸：NAD+氧化还原酶
乳酸脱氢酶
对于催化水解反应的酶一般在酶的名称上省去反应类型。如水解蛋白的酶称蛋白酶，水解淀粉的酶叫？？
有时为了区分同一类酶还在前面加上来源。如胃蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶等
17
氧转水裂异合
12
（一）酶的分类：
1. 氧化还原酶：催化氧化还原反应的酶。
AH2 + B
A + BH2
（1）脱氢酶类：催化直接从底物上脱氢的反应。
（2）氧化酶类 ①催化底物脱氢，氧化生成H2O2： ②催化底物脱氢，氧化生成H2O：
（3）过氧化物酶
（4）加氧酶（双加氧酶和单加氧酶）
13
（一）酶的分类
1个 Fe3+ 每秒能催化6×10-4个 H2O2的分解
同一反应，酶催化反应的速度比一般催化剂的反应
速度要大106～1013倍(表6-1）。
6
2．酶的特性：——生物催化剂
（1）催化效率极高
（2）高度的专一性：
酶对底物具有严格的选择性称为酶的专一（特异）性。如：蛋白酶只能催化蛋白质的水解，酯酶？？淀粉酶？？

第六章酶的作用机制和酶的调节 - 复制

5.酶除了具有进行催化反应必须的基团外，还具有其他的特性
活性中心的实质

必需基团：活性中心即酶分子中在三维结构上相互靠近的几个 aa残基或其上的某些基团。非必需基团：活性中心以外的部分对酶催化次要但对活性中心形成提供结构基础。
胰凝乳蛋白酶的活性中心
必须基团：酶表现催化活性不可缺少的基团
概念：指能催化相同的化学反应，但其结构和理化性质及反应机理都有所不同的一组酶。应用：在细胞分化及形态遗传的分子学基础研究中很重要；在代谢调控中起重要作用；作为疾病诊断的指标。如乳酸脱氢酶（LDH）
（四）酶原的激活：
1、概念：酶原（proenzyme)：没有催化活性的酶的前体(precursor)。酶原激活（活化）：从不具活性的酶原转变为有活性的酶的过程。其实质是一个或一些专一的肽被裂解，使酶活性中心形成或暴露的过程。如：
结合部位：结合部位决定酶的专一性
结合部位
催化部位(Catalytic site)
催化部位决定酶的高效性
三、影响酶催化效率的有关因素：
（一）底物与酶的邻近和定向效应：
S分子向E活性中心靠近，且趋向E催化部位，使活性中心这一局部区域[S]增加，并使S分子发生扭曲，易于断裂，降低反应所需活化能。从而加快反应速度。
第六章酶的作用机制和酶的调节
新疆农业大学农学院生物化学教研室王希东 TEL：8763713 E-mail：wxdxnd@ wxd4085_cn@
本章主要内容
1. 酶的活性中心（活性部位） 2. 酶催化反应的独特性质 3. 影响酶催化效率的有关因素 4. 酶活性的调节
（一）别构酶 (allosteric enzymes)：

生物化学第6章酶化学

课外练习题一、名词解释1、酶：是活细胞产生的对其特异底物起高效催化作用的生物分子，包括蛋白质和核酸等，所以又称为生物催化剂。

2、辅酶：是结合酶的非蛋白质部分，与酶蛋白以非共价键的方式结合，结合比较疏松，可以用透析和超滤法除去。

3、酶的活性中心：在酶分子表面上由必须基团形成一定的空间结构，能与底物结合并将底物转变为产物，这个包括底物结合基团和催化基团的区域称为酶的活性中心。

4、同工酶：在同种生物体内，催化相同的化学反应，但酶本身的分子结构和理化性质不同的一组酶。

5、诱导契合：酶活性中心的某些氨基酸残基或基团可以在底物的诱导下获得正确的空间定位，以利于底物的结合与催化。

二、符号辨识1、FMN：黄素单核苷酸；2、LTPP：焦磷酸硫胺素；3、THP：四氢叶酸；4、Km：米氏常数，酶促反应速度达到最大速度一半时的底物浓度；5、IU：酶活性的国际单位；三、填空1、酶促反应具有高效性、专一性、（不稳定性）以及酶活性受到（调节和控制）的特点；2、酶作用的专一性有立体化学专一性和非立体化学专一性两种类型。

其中，立体化学专一性包括（立体异构）专一性和（几何异构）专一性，非立体化学专一性包括（键）专一性、（基团）专一性和（绝对）专一性。

3、酶的辅助因子包括（金属离子）、（小分子有机物）和（蛋白质辅酶）；4、辅酶是结合酶的非蛋白质部分，与酶蛋白以（非共价键）的方式结合，结合比较（疏松），可以用透析和超滤法除去。

5、辅基是结合酶的非蛋白质部分，与酶蛋白以（共价键）的方式结合，结合比较（紧密），不能用透析和超滤法除去。

6、完全由蛋白质组成没有辅助因子的酶是（单纯酶）。

如各种水解酶；7、酶蛋白只有一条多肽链，大多催化水解反应，这样的酶是（单体酶）；8、酶蛋白由几条至几十条多肽链亚基组成，这些多肽链或相同或不同，这样的酶被称为（寡聚酶）；9、由几种酶彼此嵌合形成，有利于一系列反应连续进行的复合体被称为（多酶复合酶）；10、酶的系统命名法可以简单表示为：（底物）＋（反应性质）＋酶11、依据国际酶学委员会的规定，按催化反应的类型，酶可分为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（合成酶类）。

生化第06章习题

第六章酶一、选择题(一)A型题1. 关于酶的辅基的正确叙述是()A. 是一种结合蛋白质B. 与酶蛋白的结合比较疏松C. 由活性中心的若干氨基酸残基组成D. 决定酶的专一性，不参与基团传递E. 一般不能用透析或超滤的方法与酶蛋白分开2. 全酶是指()A. 酶-底物复合物B. 酶-抑制剂复合物C. 酶蛋白-辅助因子复合物D. 酶-别构剂复合物E. 酶的无活性前体3. 符合辅酶概念的叙述是()A. 是一种高分子化合物B. 不能用透析法与酶蛋白分开C. 不参与活性部位的组成D. 决定酶的特异性E. 参与化学基团的传递4. 决定酶的专一性的是()A. 酶蛋白B. 辅酶C. 辅基D. 催化基团E. 活性中心以外的必需基团5. 酶的活性中心是指()A. 整个酶分子的中心部位B. 酶蛋白与辅酶结合的部位C. 酶发挥催化作用的部位D. 酶分子表面具有解离基团的部位E. 酶的必需基团在空间结构上集中形成的一个区域，能与特定的底物结合并使之转化成产物6. 关于酶的活性中心的错误说法是()A. 活性中心可处在一条多肽链上B. 活性中心可跨越在两条多肽链上C. 活性中心就是酶的催化基团和结合基团集中形成的具有一定空间结构的区域D. 酶的必需基团就是酶的活性中心E. 酶的活性中心与酶的空间结构有密切关系7. 酶作为典型的催化剂可产生下列哪种效应()A. 提高活化能B. 降低活化能C. 减少反应的自由能D. 提高产物的能量水平E. 降低反应物的能量水平8. 酶与一般催化剂的区别是()A. 只能加速热力学上可以进行的反应B. 不改变化学反应的平衡点C. 缩短达到化学平衡的时间D. 具有高度专一性E. 能降低活化能9. 在形成酶-底物复合物时()A. 只有酶的构象发生变化B. 只有底物的构象发生变化C. 只有辅酶的构象发生变化D. 酶和底物的构象都发生变化E. 底物的构象首先发生变化10. 哪一项叙述符合酶的诱导契合学说()A. 酶与底物的关系犹如锁和钥匙的关系完全适配B. 酶的活性部位有可变形性，在底物的影响下空间构象发生一定的改变，才能与底物进行反应C. 酶对D型和L型旋光异构体的催化活性相同D. 底物的结构朝着适应活性中心的方面改变E. 底物与酶的别构部位的结合改变酶的构象，使之与底物相适应11. 对活化能的描述哪一项是恰当的()A. 随温度而改变B. 是底物和产物能量水平的差值C. 酶降低反应活化能的程度与一般催化剂相同D. 是底物分子从初态转变到过渡态时所需要的能量E. 活化能越大，反应越容易进行12. 酶原的激活是由于()A. 激活剂将结合在酶原分子上的抑制剂除去B. 激活剂使酶原的空间构象发生变化C. 激活剂携带底物进入酶原的活性中心D. 激活剂活化酶原分子的催化基团E. 激活剂使酶原分子的一段肽水解脱落，从而形成活性中心，或使活性中心暴露13. 乳酸脱氢酶是由2种亚基组成的X 聚体，可形成Y种同工酶，其X、Y的数值依次是()A. 2，3B. 3，4C. 4，5D. 5，6E. 6，714. 酶浓度与反应速度呈直线关系的前提是()A. 底物浓度不变B. 酶浓度远远大于底物浓度C. 底物浓度远远大于酶浓度D. 与底物浓度无关E. 与温度高低无关15. K m值是()A. 反应速度为最大速度一半时的底物浓度B. 反应速度为最大速度一半时的酶浓度C. 反应速度为最大速度一半时的温度D. 反应速度为最大速度一半时的抑制剂浓度E. 以上都不是16. 一个简单的酶促反应，当[S]<<K m时()A. 反应速度最大B. 反应速度不变C. 反应速度与底物浓度成正比D. 增加底物，反应速度不变E. 增加底物，反应速度降低17. 底物浓度-酶促反应速度图呈矩形双曲线的条件是()A. 酶浓度不变B. 最适温度不变C. 最适pH值不变D. K m值不变E. 以上都不是18. 当K m值等于[S]时，反应速度为最大速度的()A. 70%B. 75%C. 80%D. 85%E. 90%19. 竞争性抑制剂的抑制程度与下列哪种因素无关()A. 作用时间B. 底物浓度C. 抑制剂浓度D. 酶与底物亲和力的大小E. 酶与抑制剂亲和力的大小20. 丙二酸对琥珀酸脱氢酶的影响属于()A. 反馈抑制作用B. 底物抑制作用C. 竞争性抑制作用D. 非竞争性抑制作用E. 反竞争性抑制作用21. 哪一种情况可用增加[S]的方法减轻抑制程度()A. 不可逆性抑制作用B. 竞争性抑制作用C. 非竞争性抑制作用D. 反竞争性抑制作用E. 反馈性抑制作用22. 符合竞争性抑制作用的说法是()A. 抑制剂与底物结合B. 抑制剂与酶的活性中心结合C. 抑制剂与酶活性中心外的必需基团结合D. 抑制剂使二硫键还原，破坏酶的空间构象E. 抑制剂与辅酶结合，抑制全酶的组装23. 磺胺药的作用机理是()A. 反竞争性抑制作用B. 反馈抑制作用C. 非竞争性抑制作用D. 竞争性抑制作用E. 使酶变性失活24. 催化乳酸转化为丙酮酸的酶属于()A. 裂解酶B. 合成酶C. 氧化还原酶D. 转移酶E. 水解酶(二)B型题A. pHB. 酶浓度C. 反应速度D. 底物浓度E. 反应时间25-26. 请在下图的括号内填入上列适当选项编号A. K+B. Hg2+C. Mg2+D. Cu2+E. Cl－27. 能抑制巯基酶活性的是()28. 唾液淀粉酶的激活剂是()29. 细胞色素氧化酶含有()A. 可逆性抑制剂B. 不可逆性抑制剂C. 非竞争性抑制作用D. 反竞争性抑制作用E. 竞争性抑制作用30. 有机磷化合物是一种()31. 仅与酶和底物形成的复合物结合的抑制作用属于()32. 抑制剂不与底物竞争酶的活性中心，而是与活性中心以外的必需基团相结合,使酶的构象改变而失活，这种抑制为()A. 酶的比活力B. 活化能C. 酶促反应速度常数D. K mE. 酶活性单位33. mol/L可用于表示()34. J/mol可用于表示()35. μmol/分可用于表示()A. 活化能B. 酶活性国际单位C. 酶的比活力D. K m值E. 酶促反应速度常数36. 在最适条件下，25℃、1分钟内催化μmol底物转化为产物所需的酶量为1个()37. 1mg酶蛋白具有的酶活性单位为()38. 反应速度达到最大速度一半时的底物浓度为()(三)D型题39. 全酶的两个组成部分是()A. 酶蛋白B. 结合基团C. 催化基团D. 活性部位E. 辅助因子40. 对酶的正确叙述是()A. 是由活细胞产生的，只限于在细胞内起催化作用的蛋白质B. 其本质是含有辅酶或辅基的蛋白质C. 催化热力学上不能进行的反应D. 能降低反应的活化能E. 催化热力学允许的化学反应41. 在催化剂的特点中，酶所特有的是()A. 加快反应速度B. 可诱导产生C. 不改变反应的平衡点D. 对作用物的专一性E. 在反应中本身不被消耗42. 有关酶的论述哪两项有因果关系()A. 酶的催化效率极高B. 酶对底物有严格的选择性C. 酶能降低反应的活化能D. 许多不同结构的酶具有相同的催化活性E. 有些酶在细胞内合成或初分泌时，并无催化活性43. 酶催化效率高的机理是()A. 极大地降低反应的活化能B. 酶与底物至少有三点结合在一起C. 酶的活性部位与底物分子的大小，形状和化学性质互补D. 酶对周围环境极为敏感E. 酶可提高活性部位的底物有效浓度44. 下列有关酶与底物关系的叙述中，酶催化效率极高的理由是()A. 酶与底物如同锁与钥匙的关系B. 酶的活性中心与底物分子之间至少是通过三点进行结合及相互作用的C. 酶可提高活性部位的底物有效浓度D. 酶使底物功能基团定向排列E. 乳酸脱氢酶只能催化L-乳酸起反应而不能催化D-乳酸起反应45. 能激活胰蛋白酶原的两种物质是()A. 胃蛋白酶B. 胰蛋白酶C. 胰凝乳蛋白酶D. 肠激酶E. 羧基肽酶46. 同工酶()A. 是由不同基因编码的多肽链B. 是由等位基因编码的多肽链C. 是酶基因翻译后经修饰生成的多分子形式D. 可以存在于不同种属的生物细胞E. 同一类型的同工酶在不同组织中的比例是相同的47. LDH()A. 是由5个亚基组成的多聚体B. LDH1主要分布在心肌细胞中C. LDH5主要分布在肝细胞中D. 电泳迁移率从LDH1→LDH5加快E. 其各种同工酶对乳酸的亲和力相同48. 关于同工酶，哪些叙述是正确的()A. 是由不同亚基组成的多聚体B. 对同一底物具有不同的专一性C. 对同一底物具有不同的K m值D. 在电泳分离时，它们的迁移率相同E. 免疫学性质相同49. 关于K m值的正确叙述是()A. 对某一特定酶来说是个常数B. 与反应温度无关C. 与反应pH无关D. 与酶的底物种类无关E. 与酶的浓度无关50. 磺胺类药物能抗菌抑菌是因为()A. 抑制了细菌的二氢叶酸还原酶B. “竞争对象”是谷氨酸C. 属于非竞争性抑制作用D. 抑制了细菌的二氢叶酸合成酶E. “竞争对象”是对氨基苯甲酸51. 关于有机磷对乙酰胆碱酯酶的抑制作用的机理()A. 与酶分子的苏氨酸残基的羟基结合，解磷定可解除它对酶的抑制作用B. 这种抑制属于反竞争性抑制作用C. 与酶活性中心的丝氨酸残基的羟基结合，解磷定可解除它对酶的抑制作用D. 这种抑制属于不可逆性抑制作用E. 与酶活性中心的谷氨酸或天冬氨酸的侧链羧基结合，解磷定可解除它对酶的抑制作用52. 在口腔中协同参与淀粉水解的两种物质是()A. 唾液淀粉酶B. 胰淀粉酶C. Cl－D. Na+E. Ca2+(四)X型题53. 以金属离子为辅助因子的酶，金属离子的作用是()A. 作为活性部位的组成成分B. 将底物和酶螯合形成络合物C. 稳定酶蛋白活性构象D. 传递电子E. 决定酶催化的专一性54. 关于酶的正确叙述是()A. 酶是生物催化剂B. 酶是活细胞产生的C. 酶的化学本质是蛋白质D. 酶只能在细胞内起作用E. 酶催化效率极高，故反应速度与酶的浓度无关55. 有关酶的活性部位的正确叙述是()A. 所有的酶都有活性部位B. 具有三维结构C. 所有酶的活性部位都有辅酶D. 酶的必需基团都位于活性部位E. 由催化基团和结合基团组成56. 酶原没有活性是因为()A. 酶蛋白肽链合成不完全B. 缺乏辅酶C. 酶原是普通的蛋白质D. 活性中心未形成或未暴露E. 酶原是未被激活的酶的前体57. 有关同工酶的正确叙述是()A. 都是单体酶B. 催化相同的化学反应C. 酶蛋白的分子结构不同D. 免疫学性质不同E. 理化性质相同58. 同工酶的不同之处有()A. 物理性质B. 化学性质C. 专一性D. 等电点E. 米氏常数59. 关于LDH1和LDH5的正确叙述是()A. 两者在心肌和肝脏含量不同B. 两者均含有H和M两种亚基C. 两者酶蛋白相同D. 两者可用电泳法分开E. 均催化可逆反应，但主要方向不完全相同60. 对于某个酶的同工酶来说，下列说法中正确的是()A. 同工酶的亚基数相同，但亚基的种类不同B. 对底物的特异性不同，对辅助因子的要求也不同C. 对底物的亲和力不同D. 在同一条件下进行电泳，其迁移率相同E. 催化同一个化学反应61. 关于酶促反应的正确叙述是()A. 底物浓度低时，反应速度与底物浓度成正比B. 底物过量时，反应速度与酶浓度成正比C. 底物浓度与酶浓度相等时，反应达到最大速度D. 底物浓度为米氏常数一半时，底物浓度等于K mE. 底物浓度极大时，反应速度等于米氏常数。

第六章酶和辅酶

第六章酶化学（一）名词解释1．米氏常数； 2．寡聚酶；3．活性中心；4. 竞争性抑制作用；5. 非竞争抑制作用；6.酶活力7. 不可逆抑制作用；8. 可逆抑制作用。

（二）填充题3.对于符合米氏方程的酶，v-[S]曲线的双倒数作图（Lineweaver-Burk作图法）得到的直线，在横轴的截距为___________，纵轴上的截距为____________。

4.若同一种酶有n个底物就有________个K m值，其中K m值最________的底物，一般为该酶的最适底物。

6.当底物浓度等于0.25K m时，反应初速度与最大反应速度的比值是_________。

7.酶催化反应的实质在于降低反应的______，使底物分子在较低的能量状态下达到______态，从而使反应速度______。

8.___________抑制剂不改变酶促反应V max，___________抑制剂不改变酶促反应K m。

9.含有腺苷酸的辅酶主要有、、和。

11.维生素A缺乏可引起症；儿童缺乏维生素D引起；成人缺乏维生素D 引起；维生素C缺乏引起；维生素PP缺乏引起；脚气病是由于缺乏———引起的；口角炎是由于缺乏引起的；维生素B12缺乏引起；叶酸缺乏引起。

12.维生素B1在体内的活性形式是，维生素B2在体内的活性形式是和。

维生素PP可形成和两种辅酶。

维生素B6是以和———形式作为转氨酶的辅酶，以形式作为氨基酸脱羧酶的辅酶。

叶酸是的辅酶，叶酸在体内的活性形式是。

生物素在体内的作用是。

泛酸在体内的活性形式有和。

（三）选择题（在备选答案中选出1个或多个正确答案）1.酶催化作用对能量的影响在于A．增加产物能量水平B．降低活化能C．降低反应物能量水平D．降低反应的自由能E．增加活化能2.下列哪些项是K m值的意义？A. K m值是酶的特征性物理常数，可用于鉴定不同的酶B. K m值可以表示酶与底物之间的亲和力，K m值越小，亲和力越大C. K m值可以预见系列反应中哪一步是限速反应D. 用K m值可以选择酶的最适底物E. 比较K m值可以估计不同酶促反应速度7.酶的比活力是指A. 以某种酶的活力作为1来表示其他酶的相对活力B. 每毫克蛋白的酶活力单位数C. 任何纯酶的活力与其粗酶的活力比D. 每毫升反应混合液的活力单位E. 一种酶与另一种酶的活力比（四）判断题1.测定酶活力时，底物浓度不必大于酶浓度。

生物化学知识点与题目第六章酶

第六章酶一、酶的基本知识酶是生物体细胞所产生的催化剂，大多数酶的化学本质是蛋白质酶的催化特性酶的组成、命名和分类酶分子的结构：酶的活性中心，结合部位，催化部位，调控部位，必需基团，辅酶和辅基二、酶促反应动力学及酶活力测定米氏动力学方程，米氏常数的意义，米氏常数的求法温度对酶作用的影响PH对酶作用的影响酶浓度对酶作用的影响：当底物浓度大大超过酶浓度时，反应速率随酶浓度的增加而增加，两者成正比例关系激活剂对酶作用的影响抑制剂对酶作用的影响：不可逆抑制，可逆抑制：竞争性抑制、非竞争性抑制、反竞争性抑制对动力学常数的影响酶活力，酶活力单位，比活力，酶活力测定中需要注意的问题三、酶的作用机制及药物分子的设计：磺胺类药物酶的多样性：固定化酶，寡聚酶，核酶，同工酶一、酶的基本知识酶是生物体细胞所产生的催化剂，大多数酶的化学本质是蛋白质酶的催化特性酶的组成、命名和分类酶分子的结构：酶的活性中心，结合部位，催化部位，调控部位，必需基团，辅酶和辅基名词解释：酶的活性中心，结合部位，催化部位，调控部位，必需基团，辅酶和辅基酶的专一性诱导契合全酶 RNA酶过渡态填空题1．酶是产生的，具有催化活性的。

2．T.Cech从自我剪切的RNA中发现了具有催化活性的，称之为这是对酶概念的重要发展。

3．结合酶是由和两部分组成，其中任何一部分都催化活性，只有才有催化活性。

4．有一种化合物为Ａ－Ｂ，某一酶对化合物的Ａ，Ｂ基团及其连接的键都有严格的要求，称为，若对Ａ基团和键有要求称为，若对Ａ，Ｂ之间的键合方式有要求则称为。

5．与酶高催化效率有关的因素有、、、和活性中心的。

6．从酶蛋白结构看，仅具有三级结构的酶为，具有四级结构的酶，而在系列反应中催化一系列反应的一组酶为。

选择题：1．下面关于酶的描述，哪一项不正确：A、所有的酶都是蛋白质B、酶是生物催化剂C、酶具有专一性D、酶是在细胞内合成的，但也可以在细胞外发挥催化功能2．催化下列反应的酶属于哪一大类：1，6—二磷酸果糖 3-磷酸甘油醛+磷酸二羟丙酮A、水解酶B、裂解酶C、氧化还原酶D、转移酶3．下列哪一项不是辅酶的功能：A、传递氢B、转移基团C、决定酶的专一性D、某些物质分解代谢时的载体4．下列关于酶活性中心的描述，哪一项是错误的：A、活性中心是酶分子中直接与底物结合，并发挥催化功能的部位B、活性中心的基团按功能可分为两类，一类是结合基团，一类是催化基团C、酶活性中心的基团可以是同一条肽链但在一级结构上相距很远的基团D、不同肽链上的有关基团不能构成该酶的活性中心5．酶催化底物时将产生哪种效应A、提高产物能量水平B、降低反应的活化能C、提高反应所需活化能D、降低反应物的能量水平6．下列不属于酶催化高效率的因素为：A、对环境变化敏感B、共价催化C、靠近及定向D、微环境影响7．下列哪种辅酶结构中不含腺苷酸残基：A、FADB、NADP+C、辅酶QD、辅酶A8．下列那一项符合“诱导契合”学说：A、酶与底物的关系如锁钥关系B、酶活性中心有可变性，在底物的影响下其空间构象发生一定的改变，才能与底物进行反应。

第6章酶化学第五节酶的活力测定

食品生物化学
第六章酶化学
• 第一节概述 • 第二节酶的命名和分类 • 第三节酶催化反应的机理 • 第四节影响酶促反应速率的因素——酶促反应动力学 • 第五节酶的活力测定 • 第六节食品工业中重要的酶及其应用
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学习目标
1.掌握酶的化学本质及作用特点。 2.了解酶的命名及分类。 3.掌握酶催化反应的机理。 4.掌握温度、pH、酶浓度、底物浓度、竞争性抑制、非竞性抑制物及激活剂对酶促反应速率的影响。 5.掌握酶活力的概念及测定酶活力的方法。 6.熟悉食品工业中重要的酶及其应用，了解固定化酶。
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第五节酶的活力测定
一、酶的活力和活力单位
1．酶活力
通常用单位时间内酶催化某一化学反应的能力来表示酶的催化能力，即用酶活力大小来表示酶的催化能力。酶活力的大小可以用在一定条件下所催化的某一化学反应的反应速率来表示，两者呈线性关系。酶催化的反应速率愈大，酶的活力愈高；反应速率愈小，酶的活力就愈低。所以测定酶的活力就是测定酶促反应的速率。由于酶催化某一反应的速度受多种因素限制，故一般规定在某一条件下(恒温、使用缓冲溶液)用反应速率的初速率来表示酶活力。
60 20 2% 1 1000 4800单位/ 克酶制剂
10
0.5
2．测定一定时间内所起的化学反应量
这是酶活力测定的主要方式，用测定反应量来计算酶活力。主要是根据在一定条件下，酶反应速率与酶浓度成正比，测定反应速率就可求出酶的浓度。
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测定结果的正确与否，即能否真实地反映酶活力，是和酶反应的条件是否适宜密切有关。适宜的条件是使所有的酶分子都能正常地发挥作用，反应条件中应使酶浓度是影响反应速率的唯一因素，而其他条件如pH和温度应保持最适水平。此外测定用的底物应当使用足够高的浓度，使酶催化的反应速率不受底物浓度的限制。为了测定简便，选用的底物最好在物理或化学性质上和产物有所区别。

【生物学】第六章酶的非水相催化

第六章酶的非水相催化◆人们以往普遍认为只有在水溶液中酶才具有催化活性。

◆酶在非水相介质中催化反响的研究:在理论上进行了非水介质〔包括有机溶剂介质，超临界流体介质，气相介质，离子液介质等〕中酶的结构与功能、非水介质中酶的作用机制，非水介质中酶催化作用动力学等方面的研究，初步建立起非水酶学〔non-aqueousenzymology〕的理论体系。

◆非水介质中酶催化作用的应用研究，取得显著成果。

1.酶非水相催化的研究概况◆酶在非水介质中进行的催化作用称为酶的非水相催化。

有机介质中的酶催化：◆有机介质中的酶催化是指酶在含有一定量水的有机溶剂中进行的催化反响。

◆适用于底物、产物两者或其中之一为疏水性物质的酶催化作用。

◆酶在有机介质中由于能够全然维持其完整的结构和活性中心的空间构象，因此能够发扬其催化功能。

◆酶在有机介质中起催化作用时，酶的底物特异性、立体选择性、区域选择性、键选择性和热稳定性等都有所改变。

气相介质中的酶催化：◆气相介质中的酶催化是指酶在气相介质中进行的催化反响。

◆适用于底物是气体或者能够转化为气体的物质的酶催化反响。

◆由于气体介质的密度低，扩散轻易，因此酶在气相中的催化作用与在水溶液中的催化作用有明显的不同特点。

超临界流体介质中的酶催化：◆超临界介质中的酶催化是指酶在超临界流体中进行的催化反响。

◆用于酶催化反响的超临界流体应当对酶的结构没有破坏作用，对催化作用没有明显的不良碍事；具有良好的化学稳定性，对设备没有腐蚀性；超临界温度不能太高或太低，最好在室温四面或在酶催化的最适温度四面；超临界压力不能太高，可节约压缩动力费用；超临界流体要轻易获得，价格要廉价等。

离子液介质中的酶催化：◆离子液介质中的酶催化是指酶在离子液中进行的催化作用。

◆离子液〔ionicliquids〕是由有机阳离子与有机〔无机〕阴离子构成的在室温条件下呈液态的低熔点盐类，挥发性低、稳定性好。

酶在离子液中的催化作用具有良好的稳定性和区域选择性、立体选择性、键选择性等显著特点。

第6章酶的分子修饰课件

❖ 分离：需要通过凝胶层析等方法进行分离，将具有不同修饰度的酶分子分开，从中获得具有较好修饰效果的修饰酶
（1）三氯均嗪法
❖三氯均嗪环上的氯原子很活泼，容易产生亲核取代反应。
❖当环上的一个氯原子被取代后，能够稳定其他的碳-氯键（第一个氯原子在4℃就能反应，第二个氯原子在25 ℃反应，第三个氯原子在80℃反应）。
3、糖肽
❖糖肽一般是通过纤维蛋白酶或蛋白水解酶降解人纤维蛋白或γ-球蛋白而得。
❖糖肽结构上有氨基，经活化后能与酶分子上氨基反应而产生共价结合。
（1）异氰酸法（2）戊二醛法
4、具有生物活性的大分子物质
肝素是一种含硫酸酯的黏多糖，由氨基葡萄糖和两种糖醛酸组成，平均分子量2000左右。肝素共价交联酶后可增加酶的稳定性，同时由于肝素在生物体内还具有抗凝血、抗血栓、降血脂等活性。 ❖羧二亚胺法 ❖溴化氢法 ❖三均嗪法
②酰基化乙酸酐
丹磺酰氯（DNS）
③还原烷基化
一个常用的特异性修饰赖氨酸氨基的试剂磷酸吡哆醛
（3）羧基的化学修饰
修饰羧基的反应专一性差，一般选用合适的 R和R’的水溶性碳化二亚胺修饰天冬氨酸和谷氨酸，属烷基化反应。
①水溶性碳化二亚胺
②酯化氟硼化三甲基金羊盐（CH3)3OBF4
（4）咪唑基的化学修饰
什么是酶分子修饰？
通过各种方法使酶分子的结构发生某些改变，从而改变酶的某些特性和功能的技术过程称为酶分子修饰。
第一节酶的化学修饰
❖广义：凡涉及共价部分或部分共价的形成或破坏的转变。
❖狭义：较温和的条件下，以可控的方式是一种蛋白质同某些化学试剂起特异反应，从而引起单个氨基酸或其功能基团发生共价的化学改变。
2、特定氨基酸残基侧链基团的化学修饰

6 酶学与酶工程第六章酶的固定化

2．蛋白总量 (1)双辛可宁酸法(BCA法) (2)考马斯亮蓝法 3．偶联率及相对活力偶联率＝(加入蛋白活力一上清液蛋白活力)／加入蛋白活力X100％活力回收＝固定化酶总活力／加入酶的总活力 ×100％相对活力＝固定化酶总活力／(加入酶的总活力一上清液中未偶联酶活力)X100％

物理吸附法常用的固体吸附剂有活性炭、氧化铝、硅藻土、多孔陶瓷、多孔玻璃、硅胶、羟基磷灰石等。

操作简便，条件温和，不会引起酶变性失活，载体廉价易得，而且可反复使用

于靠物理吸附作用，结合力较弱，酶与载体结合不牢
固而容易脱落，

2.包埋法
将酶或含酶菌体包埋在各种多孔载体中，使酶固定化的方
法称为包埋法。

包埋法可分为凝胶包埋法和微胶囊包埋法（半透膜法）将酶或微生物包埋在高分子凝胶细微网格中的称为凝胶包埋法；

将酶或微生物包埋在高分子半透膜中的称为微胶囊法。包
埋法一般不需要与酶蛋白的氨基酸残基进行结合反应，因此可以应用于许多酶、微生物的固定化。

1）凝胶包埋法凝胶包埋法是应用最广泛的固定化方法主要用包埋载体：琼脂凝胶，海藻酸钙凝胶，角叉菜胶，明胶，聚丙烯酰胺凝胶

固定化酶颗粒的扩散阻力会使反应速率下降；

只能用于可溶性底物和小分子底物，对大分子底物不适
宜。

必须注意维持酶的催化活性及专一性应该有利于生产自动化、连续化
应有最小的空间位阻
酶与载体必须结合牢固，从而使固定化酶能回收贮存，利于反复使用

固定化酶应有最大的稳定性，所选载体不与废物，产物或反应液发生化学反应

第六章_酶分子修饰

（1）提高酶活力（空间构象改变）
一分子RNA酶 + 6.5分子右旋糖苷——酶活提高为原来的2.25倍。
一分子胰凝乳蛋白酶 + 11分子右旋糖苷——酶活提高原来的 5.1倍。
一分子胰蛋白酶 + 11分子右旋糖苷——酶活提高 0.30倍
（2）增加酶的稳定性
酶的保存或使用一段时间后，由于各种因素影响，原来完整的空间结构受到破坏，酶活力降低，甚至完全丧失催化能力。
聚乙二醇琥珀酰亚胺衍生物：
是MPEG的羟基与琥珀酰亚胺类物质反应。在pH7-10时，对酶的氨基进行修饰。
聚乙二醇胺类衍生物：
是MPEG的羟基与胺类化合物反应生成的。可以对酶的羰基进行修饰。
聚乙二醇马来酸酐衍生物：
MPEG的羟基与马来酸酐反应生成共聚物（PM），其中马来酸酐通过酰胺键对酶分子的氨基进行修饰。
3）修饰：
活化后的大分子修饰剂与经分离纯化的酶液，以一定的比例混合，在一定的温度、pH值等条件下反应，使两者以共价键结合。 4）分离：
通过凝胶层析等方法进行分离，将具有不同修饰度的酶分子分开，从中获得具有较好修饰效果的修饰酶。
右旋糖苷————（高碘酸HIO4）活化右旋糖苷
三、大分子修饰的作用
酶对人体是一种外源蛋白，当经注射进入人体后会成为抗原，刺激体内产生抗体。当这种酶再次进入体内，抗体就会与作为抗原的酶特异结合，而使酶失去催化能力。
抗体与抗原间特异结合是由于它们之间特定分子结构引起的。用酶分子修饰法使酶的结构产生改变，抗体、抗原就不再特异结合，可能降低或消除其抗原性。
利用水溶性大分子对酶进行修饰可降低或消除酶的抗原性。
2－羟基－5－硝基苄溴（HNBB）和4－硝基苯硫绿可以比较专一地对吲哚基进行修饰，但也可以与巯基反应。

第26次课第6章酶的非水相催化精品文档

不同介质中酶活性中心的完整性相差不大，但酶活力却相差4个数量级。因此认为酶分子结构的动态变化很可能是主要因素.
北口博司认为酶分子的“紧密”和 “开启”两种状态处于一种可动平衡中，表现出一定柔性。
有机溶剂中酶分子和水合作用、蛋白质柔性和酶活力之间和关系比过去的认识要复杂得多。
酶结合水酶
水或有机剂
4、（正）胶束体系
大量水溶液中含少量与水不溶的有机溶剂，加入表面活性剂形成水包油微小液滴；表面活性剂极性端朝外,非极性端朝内,有机溶剂包在液滴内部; 酶在水溶液中,疏水底物或产物在胶束内,反应在胶束界面进行.
有机相酶
水相
5、反相胶束体系
反相胶束: 在与水不互溶的在量有机溶剂中,加入表面活性剂后形成的油包水的微小水滴；
有机溶剂中酶含水量>最适水量，酶构象过于“柔性”，因变构而失活；
最适水量：蛋白质结构的动力学刚性和热力学稳定性之间的最佳点平衡点，酶活性最大，保证酶的极性部位水合，表现酶活力所必需
同一种酶，反应系统的最适水量与有机溶剂的种类、酶的纯度、固定化酶的载体性质核修饰性质有关
3.水活度（activity of water)
气相介质的酶催化
指酶在气相介质中进行催化反应；适用范围：底物是气体或能转化为气体的物
质；特性：气体介质密度低，扩散容易；与在水
相中明显不同；
有优于液相反应的优点：某些酶在液相中使用受到一定的限制，如酶和辅酶的操作不稳定性，底物及产物的不溶性和酶的活性被产物抑制等，而气相中的反应就可以克服这些缺点，而且气相中的酶促反应更利于易挥发性产品的生产； Hwang 等研究了固定化醇氧化酶在气相中的催化反应
水的影响
另一方面水是导致酶的热失活的重要因素,有水存在时随着温度的升高酶分子会发生以下变化而失活: (1)形成不规则结构; (2)二硫键受到破坏; (3)天冬酰胺和谷氨酰胺水解变为相应的天冬氨酸和谷氨酸; (4)天冬氨酸肽键发生水解.

生物化学简明教程第4版课后习题答案——第6章—酶

生物化学简明教程第4版课后习题答案6酶1．作为生物催化剂，酶最重要的特点是什么？解答：作为生物催化剂，酶最重要的特点是具有很高的催化效率以及高度专一性。

2．酶分为哪几大类？每一大类酶催化的化学反应的特点是什么？请指出以下几种酶分别属于哪一大类酶：磷酸葡糖异构酶（phosphoglucose isomerase）碱性磷酸酶（alkaline phosphatase）●肌酸激酶（creatine kinase）❍甘油醛―3―磷酸脱氢酶（glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase）⏹琥珀酰―CoA合成酶（succinyl-CoA synthetase）☐柠檬酸合酶（citrate synthase）☐葡萄糖氧化酶（glucose oxidase）❑谷丙转氨酶（glutamic-pyruvic transaminase）❒蔗糖酶（invertase）♦ T4 RNA连接酶（T4 RNA ligase）解答：前两个问题参考本章第3节内容。

异构酶类；水解酶类；●转移酶类；❍氧化还原酶类中的脱氢酶；⏹合成酶类；☐裂合酶类；☐氧化还原酶类中的氧化酶；❑转移酶类；❒水解酶类；♦合成酶类（又称连接酶类）。

3．什么是诱导契合学说，该学说如何解释酶的专一性？解答：“诱导契合”学说认为酶分子的结构并非与底物分子正好互补，而是具有一定的柔性，当酶分子与底物分子靠近时，酶受底物分子诱导，其构象发生有利于与底物结合的变化，酶与底物在此基础上互补契合进行反应。

根据诱导契合学说，经过诱导之后，酶与底物在结构上的互补性是酶催化底物反应的前提条件，酶只能与对应的化合物契合，从而排斥了那些形状、大小等不适合的化合物，因此酶对底物具有严格的选择性，即酶具有高度专一性。

4．阐述酶活性部位的概念、组成与特点。

解答：参考本章第5节内容。

5．经过多年的探索，你终于从一噬热菌中纯化得到一种蛋白水解酶，可用作洗衣粉的添加剂。

酶工程第6章酶的结构与功能

3．X-光衍射分析法
用X射线衍射研究蛋白质的构象时，蛋白质必须结晶。用波长很短的X射线（λ=0.154nm）照射蛋白质晶体，发生散射，底片曝光后，得到衍射图，再经计算机处理，绘出电子密度图，从中构建出三维分子图像。
通过多种方法相互印证，可得出正确的结论。
肌红蛋白的X射线衍射图
部分肽链的电子密度肌红蛋白分子中图
某些常用的修饰剂
鉴别化学修饰剂是否已经引入酶活性中心的标准
a．酶活性的丧失程度与修饰的程度成正比。 b．底物或可逆抑制剂可保护共价修饰剂的抑制作用。
分析化学修饰结果时应注意的问题
对化学修饰实验得出的结论应非常慎重，因为可能被修饰的基团位于活性中心以外的附近，由于空间位阻使得底物无法进入活性中心，从而表现出酶失去活性。活性中心往往有多个与底物结合的基团，修饰其中的一个往往不能使酶失去活性，可能导致结合力减弱，也可能改变被结合底物的专一性。
木瓜蛋白酶的非特异性试剂修饰
通过动力学实验证实，还有一个组氨酸残基的咪唑基位于木瓜蛋白酶活性中心的催化部位（木瓜蛋白酶共有 212 个氨基酸，有 His81 和 His159 两个 His）。Husain和Lowe用1,3-二溴丙酮修饰木瓜蛋白酶，在pH5.6，1克当量的试剂完全抑制了木瓜蛋白酶的活性。对修饰后的酶进行氨基酸分析，发现少一个组氨酸。在用1,3-二溴丙酮（2-14C）的修饰实验中，发现修饰剂连接了Cys-25和His-159两个残基，因此知道了这两个基团之间的距离在 5 以内。这个结论通过x-光衍射分析法又进一步得到了肯定。
第六章酶的结构和功能
一、酶的活性中心二、酶活性中心化学基团的鉴定三、组成酶活性中心的重要化学基团四、酶促化学修饰和酶活性调节五、酶的空间结构与功能的关系六、酶催化作用的机制七、羧肽酶A催化作用的机制

第6章 酶

食品化学 第六章_酶

第六章 酶反应器