《酶学与酶工程》PPT课件
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德国科学家。师从凯库勒。 他发现了苯肼，对糖类、 嘌呤类有机化合物的研究 取得了突出的成就，因而 荣获1902年的诺贝尔化学 奖。
认为整个酶分子的天然构 象是具有刚性结构的，酶表面具有 特定的形状。酶与底物的结合如同 一把钥匙对应一把锁一样。
2、诱导契合模型(induced-fit model) 1958年由Koshland 提出。
第三个数字表示电子受体：NAD+
第四个数字表示此酶底物：乙醇。 前面三个编号表明这个酶的特性：反应性质、底物性
质（键的类型）及电子或基团的受体，第四个编号用
于区分不同的底物。
二、酶的组成和结构特点
（一）酶的化学本质
酶除了少数有催化活性的RNA分子外,几乎所有的酶都是蛋白质。具 有蛋白质的典型性质。同时具有自身的特性。
亲水基团在外表,而疏水基团向内。
三、酶的作用机制
（一）结合部位 Binding site
酶分子中与底物结合的部位或区域一般称为结合部位。
（二）催化部位 catalytic site
酶分子中 促使底物发生化 学变化的部位称 为催化部位。
酶的活性中心的概念
通常将酶的结合部位和催化部位总 称为酶的活性部位或活性中心。 ✓ 结合部位决定酶的专一性， ✓ 催化部位决定酶所催化反应的性质。
精品医学102中国国家级菌种保藏管理中心中国国家级菌种保藏管理中心中国农业微生物菌种保藏管理中心中国农业科学院土壤肥料研accc1980中国工业微生物菌种保藏管理中心中国食品发酵工业研究院cicc1979中国医学微生物菌种保藏管理中心中国药品生物制品检定所cmcc1979中国兽医微生物菌种保藏管理中心中国兽医药品检定所cvcc1979中国林业微生物菌种保藏管理中心中国林业科学研究院cfcc1985中国抗菌素菌种保藏管理中心中国医学科学院医药生物技术研究所cacc1979中国普通微生物菌种保藏管理中心中国科学院微生物研究所ccgmc1979精品医学103国外菌种中心国外菌种中心americantypeculturecollectionhttp
约有60%以上的酶制剂已用基因改良菌株生产, ＮＯＶＯ公司使用的菌种有80%是基因重组菌株。
二类是非水解酶
主要是分析试剂用酶、医药工业用酶、 淀粉加工用酶、乳制品工业用酶
第二节 酶的分类、组成、结构
特
点和作用机制
一、酶的分类 （一）酶的命名法 1、习惯命名法 (1) 依据底物来命名（绝大多数酶）：蛋白酶、淀粉
丙氨酸：α-酮戊二酸氨基转移酶
（三）国际系统分类法及编号（EC编号）
： （1）按反应性质分六大类，用1、2、3、4、5、6表示 氧、转、水、裂、异、合；
➢ 1：氧化还原酶 2：转移酶
➢ 4：裂合酶 成酶 (连接酶)
5：异构酶
3：水解酶 6：合
（2）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，编号 用1、2、3等；
根据酶蛋白分子特点
（一） 单体酶 （二） 寡聚酶 （三） 多酶复合体
1. 单体酶
➢ 一般是由一条肽链组成，大多是催化水解反应的酶。
牛胰RNase 鸡卵清溶菌酶
124a.a 单链 129a.a 单链
2. 寡聚酶
由两个或两个以上亚基组成的酶， 亚基可以相同或不同，一般是偶数，亚 基间以非共价键结合。亚基一般无活性, 必须相互结合才有活性。
1917年,法国人用枯草杆菌产生的淀粉酶作纺织工业 上的退浆剂。
1949年,日本采用深层培养法生产α-淀粉酶获得成 功,使酶制剂生产应用进入工业化阶段。
1959年, 葡萄糖淀粉酶催化淀粉生产葡萄糖新工艺 研究成功, 大大地促进了酶在工业上应用的前景。
1953年，德国科学家首先将聚氨基苯乙烯树脂重氮化，然后将淀粉酶等与这种 载体结合，制成了固定化淀粉酶。
（1）酶工程的产生 （2）酶工程的历史
(3) 酶工程研究内容
（1）酶工程的产生
生物工程学(biotechnology)也叫生物技术或 生物工艺学,是20世纪70年代初在分子生物学和 细胞生物学基础上发展起来的一个新兴技术领 域。
酶工程(enzyme engineering)是生物工程的 主要内容之一 。
定向效应
催化基团与底物的反应基团之间的正确取位，从而提高酶催化反应速度 的效应。
4ห้องสมุดไป่ตู้变形或张力
当特异底物与酶结合时,酶蛋白发生一定构象变 化,与底物发生诱导契合。酶使底物分子中的敏感 键发生变形或张力。
底物形变，利于形成ES复 合物。进一步转换成过渡 态结构，大大降低活化能。
5、酶的活性中心为疏水区域
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。
随后的X衍射分析实验结果支持这一假说, 比较 满意地说明了酶的专一性。
(1) 酶有其原来的形状,不一定一开始就是底物 的模板。
(2) 底物能诱导酶蛋白分子形状发生一定的变 化。
(3) 酶分子发生变化后就能与底物互补楔合。
切赫T.R.Cech（1947－） S.Altman(1939-)
奥尔特曼
1986年Schultz与Lerner等人研制成功抗体酶(abzyme),这一研究成果对酶 学研究具有重要的理论意义和广泛的应用前景。
它集生物学、免疫学、化学于一身，采用单克隆、多克隆、基因工程、 蛋白质工程等高新技术，开创了催化剂研究和生产的崭新领域。
我国酶制剂工业诞生于1965年。现有100多家生产厂，最大的是无锡酶制剂厂。 万吨以上企业有10家。品种有20多种，应用在食品、饲料、制革、洗涤剂、纺 织、酿造、造纸、医药等许多行业。
使用的酶制剂类型:
一类是水解酶类
淀粉酶、纤维素酶、蛋白酶、脂肪酶、果胶酶、乳糖酶等,占有市场销售 额的75%以上。
离” 。首先发现了酶。
1878年,Kuhne才给酶一个统一的名词,叫Enzyme, 希腊文意思是“在酵母 中” 。
1903年，Herlri提出了酶与底物作用的中间复合物学说。
1913年Michaelis和Mentern导出了米氏方程,酶由定性到定量, 奠定了酶学
发展的里程碑 。
1926年美国科学家Sumner从刀豆提取出了脲酶并获得结晶,证明脲酶具有蛋
➢ 酶的辅因子主要有金属离子和有机化合物，并且根据与脱辅酶结合的松紧程度不同 可分为两类，即辅酶和辅基。
➢ 金属离子：Fe2+、 Zn2+、 Cu+、Cu2+、 Mn3+、Mg2+ 、K+、 Na+ 、Co2+等。 ➢ 有机化合物：NAD + ，NADP + ，FAD，生物素，卟啉等
➢ 辅酶：与酶蛋白结合较松，可透析除去。如NAD + ，NADP + ➢ 辅基：共价键，与酶蛋白结合较紧，透析不可除去。如细胞色素氧化酶的铁卟 啉
1971年，第一次国际酶工程学术会议在美国召开，会议的主题就是固定化酶的 研制和应用。
20世纪70年代大规模开展了固定化细胞、辅 酶共固定、增殖细胞固定、动植物细胞固定等 研究。建立多种类型的酶反应器, 酶工程蓬勃 发展。 近20年来，酶分子修饰技术、酶的化学合成以 及酶的人工合成等方面的研究，也在积极地开 展中，从而使酶工程更加显示出广阔而诱人的 前景。
（3）每个亚类又可分为若干个亚一亚类，用编号1、2、3表示。
➢ 酶的编号由4个数字组成，中间以“·”隔开。 第一个数字表示大类，第二个数字表示亚类， 第三个表示亚-亚类，第四个数字表示在亚-亚 类中的编号。
乙醇脱氢酶
EC1.1.1.1 ，
第一个数字表示大类： 类
氧化还原酶
第二个数字表示反应基团：醇基
是酶学和工程学相互渗透结合、发展而成的 一门新的技术科学 。
是酶学、微生物学的基本原理与化学工程有 机结合而产生的边缘科学技术。
（2）酶工程的历史
1894年，日本科学家首次从米曲霉中提炼出淀粉酶， 治疗消化不良，开创人类有目的地生产和应用酶 制剂的先例。
1908年,德国科学家罗门等利用胰酶 (胰蛋白酶、胰 淀粉酶和胰脂肪酶的混合物)，用于皮革的鞣制。
➢ 如乳酸脱氢酶等。
3. 多酶复合体 ➢ 由几个酶靠非共价键结合而成，其中每一个酶催化一个反应，所有反应依次进
行，构成一个代谢途径或代谢途径的一部分。
➢ 大肠杆菌丙酮酸脱氢酶复合体由三种酶组成：
①丙酮酸脱氢酶（E1） ②二氢硫辛酸转乙酰基酶（E2） ③二氢硫辛酸脱氢酶（E3）
（二）酶的结构特点
1.有四级空间结构形式，寡聚酶必须具有正确的四级结构才有活性。 2、具有活性的酶都是球蛋白,即被广泛折叠、结构紧密的多肽链,其氨基酸
酶的活性中心常为酶分子的凹穴。 此处常为非极性或疏水性的氨基酸 残基。介电常数低,并排出极性高的 水分子。这使得底物分子的反应键 和酶的催化基团之间易发生反应,有 助于加速酶催化反应。
化学酶工程指自然酶、化学修饰酶、固定化酶及化学人工酶的研究和应用 生物酶工程是酶学和以基因重组技术为主的现代分子生物学技术相结合的产物, 主要包括3个方面: ① 用基因工程技术大量生产酶(克隆酶) ② 修饰酶基因产生遗传修饰酶(突变酶) ③ 设计新的酶基因合成自然界没有的新酶
全世界著名的酶制剂企业有： 丹麦Novozymes公司、美国杰能科国际公司（Genencor)。
第一章 酶学与酶工程
第一节 酶工程概述
1、酶学发展历史
新陈代谢是生命活动的基础,是生命活动最重要的特征。
约公元前21世纪夏禹时代,人们就会酿酒。 公元前12世纪周代已能制作饴 糖和用豆类做酱。
1810年Jaseph Gaylussac发现酵母可将糖转化为酒精 。 1833年Payen和Persoz从麦芽得到淀粉酶制剂(diastase),其意思是“分
➢ 影响酸碱催化反应速度的两个因素：
⑴酸或碱的强度。组氨酸咪唑基的解离常数为6，在pH6附近（中性溶液）有一 半以质子供体（酸）形式存在，另一半以质子受体（碱）形式存在。
⑵给出质子或结合质子的速度。其中，咪唑基给出质子和结合质子的速度十分 迅速，是酶的催化反应中最有效、最活泼的一个功能基团。
2、共价催化
（二） 酶的化学组成
➢ 单纯酶类(simple enzyme)：仅由蛋白质组成，不含 其它物质，如脲酶、溶菌酶、淀粉酶、脂肪酶、核糖 核酸酶等。
➢ 缀合酶类（conjugated enzyme)：全酶=脱辅酶+辅因 子，二者存在酶才有催化作用；如超氧化物歧化酶 （Cu2＋、Zn2＋）、乳酸脱氢酶（NAD+）
(4) 在酶反应过程中,活性中心构象的变化是可 逆的
诱导契合学说认为:
酶的活性部位在结构上是柔性的而非刚 性的也就是说不固定的,即具可逆性和弹性。
（二）酶的作用机制
1、 酸碱催化
➢ 酶分子的一些功能基团起瞬时质子供体或质子受体的作用。 分为狭义的酸碱催化和广义的酸碱催化。
➢ 狭义的酸碱催化剂即是H+与OH广义的酸碱是指能供给质子(H+)与接受质子的物质。可作为 广义酸碱的功能基团：氨基、羧基、巯基、酚羟基、咪唑基。
白质性质 。奠定了现代酶学、蛋白质化学的基础。
萨姆纳,J.B. 美国生物化学家 1946年诺贝尔化学奖
1958年，Koshland提出了“诱导契合”理论，以解释酶的催化理论和专一性。
1965年Phillips首次用X射线晶体衍射技术阐明了鸡蛋清溶菌酶的三维结构。
80年代初Cech和Altman分别发现了核酶(ribozyme), 开辟了酶学研究的新 领域, 1989年共同获得诺贝尔化学奖。
➢ 酶的某些亲核基团，能迅速与底物形成共价中间复合物，降低反应的活化能，使 反应加速。
➢ 酶亲核基团：Ser-OH，Cys-SH，His-咪唑基等 底物亲电中心：磷酰基（-P=O），酰基（-C=O），糖基（Glc-C-）
3、邻近效应及定向效应
邻近效应
底物的反应基团与酶的催化基团越靠近,其反应速度越快。
Boyer和walker阐明了ATP合酶(ATP synthase)合成与分解ATP的分子机制, 于1997年获得诺贝尔化学奖。
ATP合酶的结构（引自Lodish等1999）
现已鉴定出4000多种酶,数百种酶已得到结晶。 这些问题的提出和解决，都与酶学知识和理论的掌握有直接的关系。
2、酶工程简介
➢ 酶的活性中心包括底物结合部位（决 定酶的专一性）、催化部位（直接参 与催化反应，形成产物）
酶的作用机制
酶结合底物分子,形成酶-底物复合物。酶活性部位的活性残基与底物分 子结合, 转变为过渡态,然后生成产物,释放到溶液中。游离的酶与另一分 子底物结合后,开始它的又一次循环。 （一）两种模型
1、锁和钥匙模型(lock-and-key model) 1894年Emil Fischer
当然酶工程的研究不是孤立的,而是与各个 学科相互关联、相互渗透、相互促进的。
(3)酶工程的内容
酶工程主要指酶制剂在工业上的大规模应用及 其相应的研究，由以下部分组成: ① 酶的生产； ② 酶的分离纯化； ③ 酶的固定化； ④ 酶分子的改造和修饰 ⑤ 酶抑制剂的研究 ⑥ 生物反应器。
化学酶工程和生物酶工程
酶； (2) 依据催化反应的性质命名：水解酶、转氨酶； (3) 结合底物和催化反应的性质命名：琥珀酸脱氢酶； (4) 有时加上酶的来源：胃蛋白酶、牛胰凝乳蛋白酶。
（二）国际系统命名
➢ 基本原则：明确标明酶的底物及催化反应的性质（底物 为水时可略去不写）。
➢ 举例：
谷丙转氨酶的系统名称：丙 氨 酸 :- 酮 戊 二 酸 氨 基 转 移酶
认为整个酶分子的天然构 象是具有刚性结构的，酶表面具有 特定的形状。酶与底物的结合如同 一把钥匙对应一把锁一样。
2、诱导契合模型(induced-fit model) 1958年由Koshland 提出。
第三个数字表示电子受体：NAD+
第四个数字表示此酶底物：乙醇。 前面三个编号表明这个酶的特性：反应性质、底物性
质（键的类型）及电子或基团的受体，第四个编号用
于区分不同的底物。
二、酶的组成和结构特点
（一）酶的化学本质
酶除了少数有催化活性的RNA分子外,几乎所有的酶都是蛋白质。具 有蛋白质的典型性质。同时具有自身的特性。
亲水基团在外表,而疏水基团向内。
三、酶的作用机制
（一）结合部位 Binding site
酶分子中与底物结合的部位或区域一般称为结合部位。
（二）催化部位 catalytic site
酶分子中 促使底物发生化 学变化的部位称 为催化部位。
酶的活性中心的概念
通常将酶的结合部位和催化部位总 称为酶的活性部位或活性中心。 ✓ 结合部位决定酶的专一性， ✓ 催化部位决定酶所催化反应的性质。
精品医学102中国国家级菌种保藏管理中心中国国家级菌种保藏管理中心中国农业微生物菌种保藏管理中心中国农业科学院土壤肥料研accc1980中国工业微生物菌种保藏管理中心中国食品发酵工业研究院cicc1979中国医学微生物菌种保藏管理中心中国药品生物制品检定所cmcc1979中国兽医微生物菌种保藏管理中心中国兽医药品检定所cvcc1979中国林业微生物菌种保藏管理中心中国林业科学研究院cfcc1985中国抗菌素菌种保藏管理中心中国医学科学院医药生物技术研究所cacc1979中国普通微生物菌种保藏管理中心中国科学院微生物研究所ccgmc1979精品医学103国外菌种中心国外菌种中心americantypeculturecollectionhttp
约有60%以上的酶制剂已用基因改良菌株生产, ＮＯＶＯ公司使用的菌种有80%是基因重组菌株。
二类是非水解酶
主要是分析试剂用酶、医药工业用酶、 淀粉加工用酶、乳制品工业用酶
第二节 酶的分类、组成、结构
特
点和作用机制
一、酶的分类 （一）酶的命名法 1、习惯命名法 (1) 依据底物来命名（绝大多数酶）：蛋白酶、淀粉
丙氨酸：α-酮戊二酸氨基转移酶
（三）国际系统分类法及编号（EC编号）
： （1）按反应性质分六大类，用1、2、3、4、5、6表示 氧、转、水、裂、异、合；
➢ 1：氧化还原酶 2：转移酶
➢ 4：裂合酶 成酶 (连接酶)
5：异构酶
3：水解酶 6：合
（2）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，编号 用1、2、3等；
根据酶蛋白分子特点
（一） 单体酶 （二） 寡聚酶 （三） 多酶复合体
1. 单体酶
➢ 一般是由一条肽链组成，大多是催化水解反应的酶。
牛胰RNase 鸡卵清溶菌酶
124a.a 单链 129a.a 单链
2. 寡聚酶
由两个或两个以上亚基组成的酶， 亚基可以相同或不同，一般是偶数，亚 基间以非共价键结合。亚基一般无活性, 必须相互结合才有活性。
1917年,法国人用枯草杆菌产生的淀粉酶作纺织工业 上的退浆剂。
1949年,日本采用深层培养法生产α-淀粉酶获得成 功,使酶制剂生产应用进入工业化阶段。
1959年, 葡萄糖淀粉酶催化淀粉生产葡萄糖新工艺 研究成功, 大大地促进了酶在工业上应用的前景。
1953年，德国科学家首先将聚氨基苯乙烯树脂重氮化，然后将淀粉酶等与这种 载体结合，制成了固定化淀粉酶。
（1）酶工程的产生 （2）酶工程的历史
(3) 酶工程研究内容
（1）酶工程的产生
生物工程学(biotechnology)也叫生物技术或 生物工艺学,是20世纪70年代初在分子生物学和 细胞生物学基础上发展起来的一个新兴技术领 域。
酶工程(enzyme engineering)是生物工程的 主要内容之一 。
定向效应
催化基团与底物的反应基团之间的正确取位，从而提高酶催化反应速度 的效应。
4ห้องสมุดไป่ตู้变形或张力
当特异底物与酶结合时,酶蛋白发生一定构象变 化,与底物发生诱导契合。酶使底物分子中的敏感 键发生变形或张力。
底物形变，利于形成ES复 合物。进一步转换成过渡 态结构，大大降低活化能。
5、酶的活性中心为疏水区域
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。
随后的X衍射分析实验结果支持这一假说, 比较 满意地说明了酶的专一性。
(1) 酶有其原来的形状,不一定一开始就是底物 的模板。
(2) 底物能诱导酶蛋白分子形状发生一定的变 化。
(3) 酶分子发生变化后就能与底物互补楔合。
切赫T.R.Cech（1947－） S.Altman(1939-)
奥尔特曼
1986年Schultz与Lerner等人研制成功抗体酶(abzyme),这一研究成果对酶 学研究具有重要的理论意义和广泛的应用前景。
它集生物学、免疫学、化学于一身，采用单克隆、多克隆、基因工程、 蛋白质工程等高新技术，开创了催化剂研究和生产的崭新领域。
我国酶制剂工业诞生于1965年。现有100多家生产厂，最大的是无锡酶制剂厂。 万吨以上企业有10家。品种有20多种，应用在食品、饲料、制革、洗涤剂、纺 织、酿造、造纸、医药等许多行业。
使用的酶制剂类型:
一类是水解酶类
淀粉酶、纤维素酶、蛋白酶、脂肪酶、果胶酶、乳糖酶等,占有市场销售 额的75%以上。
离” 。首先发现了酶。
1878年,Kuhne才给酶一个统一的名词,叫Enzyme, 希腊文意思是“在酵母 中” 。
1903年，Herlri提出了酶与底物作用的中间复合物学说。
1913年Michaelis和Mentern导出了米氏方程,酶由定性到定量, 奠定了酶学
发展的里程碑 。
1926年美国科学家Sumner从刀豆提取出了脲酶并获得结晶,证明脲酶具有蛋
➢ 酶的辅因子主要有金属离子和有机化合物，并且根据与脱辅酶结合的松紧程度不同 可分为两类，即辅酶和辅基。
➢ 金属离子：Fe2+、 Zn2+、 Cu+、Cu2+、 Mn3+、Mg2+ 、K+、 Na+ 、Co2+等。 ➢ 有机化合物：NAD + ，NADP + ，FAD，生物素，卟啉等
➢ 辅酶：与酶蛋白结合较松，可透析除去。如NAD + ，NADP + ➢ 辅基：共价键，与酶蛋白结合较紧，透析不可除去。如细胞色素氧化酶的铁卟 啉
1971年，第一次国际酶工程学术会议在美国召开，会议的主题就是固定化酶的 研制和应用。
20世纪70年代大规模开展了固定化细胞、辅 酶共固定、增殖细胞固定、动植物细胞固定等 研究。建立多种类型的酶反应器, 酶工程蓬勃 发展。 近20年来，酶分子修饰技术、酶的化学合成以 及酶的人工合成等方面的研究，也在积极地开 展中，从而使酶工程更加显示出广阔而诱人的 前景。
（3）每个亚类又可分为若干个亚一亚类，用编号1、2、3表示。
➢ 酶的编号由4个数字组成，中间以“·”隔开。 第一个数字表示大类，第二个数字表示亚类， 第三个表示亚-亚类，第四个数字表示在亚-亚 类中的编号。
乙醇脱氢酶
EC1.1.1.1 ，
第一个数字表示大类： 类
氧化还原酶
第二个数字表示反应基团：醇基
是酶学和工程学相互渗透结合、发展而成的 一门新的技术科学 。
是酶学、微生物学的基本原理与化学工程有 机结合而产生的边缘科学技术。
（2）酶工程的历史
1894年，日本科学家首次从米曲霉中提炼出淀粉酶， 治疗消化不良，开创人类有目的地生产和应用酶 制剂的先例。
1908年,德国科学家罗门等利用胰酶 (胰蛋白酶、胰 淀粉酶和胰脂肪酶的混合物)，用于皮革的鞣制。
➢ 如乳酸脱氢酶等。
3. 多酶复合体 ➢ 由几个酶靠非共价键结合而成，其中每一个酶催化一个反应，所有反应依次进
行，构成一个代谢途径或代谢途径的一部分。
➢ 大肠杆菌丙酮酸脱氢酶复合体由三种酶组成：
①丙酮酸脱氢酶（E1） ②二氢硫辛酸转乙酰基酶（E2） ③二氢硫辛酸脱氢酶（E3）
（二）酶的结构特点
1.有四级空间结构形式，寡聚酶必须具有正确的四级结构才有活性。 2、具有活性的酶都是球蛋白,即被广泛折叠、结构紧密的多肽链,其氨基酸
酶的活性中心常为酶分子的凹穴。 此处常为非极性或疏水性的氨基酸 残基。介电常数低,并排出极性高的 水分子。这使得底物分子的反应键 和酶的催化基团之间易发生反应,有 助于加速酶催化反应。
化学酶工程指自然酶、化学修饰酶、固定化酶及化学人工酶的研究和应用 生物酶工程是酶学和以基因重组技术为主的现代分子生物学技术相结合的产物, 主要包括3个方面: ① 用基因工程技术大量生产酶(克隆酶) ② 修饰酶基因产生遗传修饰酶(突变酶) ③ 设计新的酶基因合成自然界没有的新酶
全世界著名的酶制剂企业有： 丹麦Novozymes公司、美国杰能科国际公司（Genencor)。
第一章 酶学与酶工程
第一节 酶工程概述
1、酶学发展历史
新陈代谢是生命活动的基础,是生命活动最重要的特征。
约公元前21世纪夏禹时代,人们就会酿酒。 公元前12世纪周代已能制作饴 糖和用豆类做酱。
1810年Jaseph Gaylussac发现酵母可将糖转化为酒精 。 1833年Payen和Persoz从麦芽得到淀粉酶制剂(diastase),其意思是“分
➢ 影响酸碱催化反应速度的两个因素：
⑴酸或碱的强度。组氨酸咪唑基的解离常数为6，在pH6附近（中性溶液）有一 半以质子供体（酸）形式存在，另一半以质子受体（碱）形式存在。
⑵给出质子或结合质子的速度。其中，咪唑基给出质子和结合质子的速度十分 迅速，是酶的催化反应中最有效、最活泼的一个功能基团。
2、共价催化
（二） 酶的化学组成
➢ 单纯酶类(simple enzyme)：仅由蛋白质组成，不含 其它物质，如脲酶、溶菌酶、淀粉酶、脂肪酶、核糖 核酸酶等。
➢ 缀合酶类（conjugated enzyme)：全酶=脱辅酶+辅因 子，二者存在酶才有催化作用；如超氧化物歧化酶 （Cu2＋、Zn2＋）、乳酸脱氢酶（NAD+）
(4) 在酶反应过程中,活性中心构象的变化是可 逆的
诱导契合学说认为:
酶的活性部位在结构上是柔性的而非刚 性的也就是说不固定的,即具可逆性和弹性。
（二）酶的作用机制
1、 酸碱催化
➢ 酶分子的一些功能基团起瞬时质子供体或质子受体的作用。 分为狭义的酸碱催化和广义的酸碱催化。
➢ 狭义的酸碱催化剂即是H+与OH广义的酸碱是指能供给质子(H+)与接受质子的物质。可作为 广义酸碱的功能基团：氨基、羧基、巯基、酚羟基、咪唑基。
白质性质 。奠定了现代酶学、蛋白质化学的基础。
萨姆纳,J.B. 美国生物化学家 1946年诺贝尔化学奖
1958年，Koshland提出了“诱导契合”理论，以解释酶的催化理论和专一性。
1965年Phillips首次用X射线晶体衍射技术阐明了鸡蛋清溶菌酶的三维结构。
80年代初Cech和Altman分别发现了核酶(ribozyme), 开辟了酶学研究的新 领域, 1989年共同获得诺贝尔化学奖。
➢ 酶的某些亲核基团，能迅速与底物形成共价中间复合物，降低反应的活化能，使 反应加速。
➢ 酶亲核基团：Ser-OH，Cys-SH，His-咪唑基等 底物亲电中心：磷酰基（-P=O），酰基（-C=O），糖基（Glc-C-）
3、邻近效应及定向效应
邻近效应
底物的反应基团与酶的催化基团越靠近,其反应速度越快。
Boyer和walker阐明了ATP合酶(ATP synthase)合成与分解ATP的分子机制, 于1997年获得诺贝尔化学奖。
ATP合酶的结构（引自Lodish等1999）
现已鉴定出4000多种酶,数百种酶已得到结晶。 这些问题的提出和解决，都与酶学知识和理论的掌握有直接的关系。
2、酶工程简介
➢ 酶的活性中心包括底物结合部位（决 定酶的专一性）、催化部位（直接参 与催化反应，形成产物）
酶的作用机制
酶结合底物分子,形成酶-底物复合物。酶活性部位的活性残基与底物分 子结合, 转变为过渡态,然后生成产物,释放到溶液中。游离的酶与另一分 子底物结合后,开始它的又一次循环。 （一）两种模型
1、锁和钥匙模型(lock-and-key model) 1894年Emil Fischer
当然酶工程的研究不是孤立的,而是与各个 学科相互关联、相互渗透、相互促进的。
(3)酶工程的内容
酶工程主要指酶制剂在工业上的大规模应用及 其相应的研究，由以下部分组成: ① 酶的生产； ② 酶的分离纯化； ③ 酶的固定化； ④ 酶分子的改造和修饰 ⑤ 酶抑制剂的研究 ⑥ 生物反应器。
化学酶工程和生物酶工程
酶； (2) 依据催化反应的性质命名：水解酶、转氨酶； (3) 结合底物和催化反应的性质命名：琥珀酸脱氢酶； (4) 有时加上酶的来源：胃蛋白酶、牛胰凝乳蛋白酶。
（二）国际系统命名
➢ 基本原则：明确标明酶的底物及催化反应的性质（底物 为水时可略去不写）。
➢ 举例：
谷丙转氨酶的系统名称：丙 氨 酸 :- 酮 戊 二 酸 氨 基 转 移酶