第七章酶及其动力学

第七章酶及其动力学
三、酶的化学本质与组成
1、酶的化学本质
蛋白质
1926年J.B.Sumner首次从刀豆制备出脲酶结晶，证明其为 蛋白质，并提出酶的本质就是蛋白质的观点。 酶是蛋白质的证据：其组成、结构、性质与蛋白质一样
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2、化学组成
单纯酶 酶
结合酶（全酶）= 酶蛋白 + 辅因子
辅因子
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2、酶的命名
有两种方法：系统名、惯用名。
系统名：底物名称：底物名称＋反应类型＋酶
乳酸 + NAD+
丙酮酸 + NADH + H+
乳酸：NAD+氧化还原酶
惯用名：只取一个较重要的底物名称和反应类型，有的加来源。
乳酸：NAD+氧化还原酶 蛋白质水解酶
乳酸脱氢酶 （胰、胃、木瓜）蛋白酶
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酶的催化特点
1.高效性：通常要高出非生物催化剂催化活性的106~1013倍。
2H2O2
2H2O + O2 1mol过氧化氢酶 5×106molH2O2
1mol离子铁
6×10-4molH2O2
2.专一性：酶对底物具有严格的选择性。
3.敏感性：对环境条件极为敏感，易于失活。
4.可调性：酶活性的调节和酶合成速度的调节。
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6. 合成酶类：催化有ATP参加的合成反应。
A + B + ATP
A·B + ADP +Pi
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编号
EC：n1.n2.n3.n4
EC 国际酶学委员会 n1 据反应性质分六大类 n2 n1下再分亚类 n3 n2下再分亚亚类 n4 在亚亚类中的排行
n1=1——6 n2=1——i n3=1——i n4=1——i
对于催化水解反应的酶一般在酶的名称上省去反应类型。
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五、酶作用的专一性
1、酶作用的专一性
酶作用的 专一性
结构专一性
族（基团）专一性 相对专一性
绝对专一性
立体异构专一性
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族专一性：可作用于一类或一些结构很相似的底物。
O 酯酶：R—C—O—R′ + H2O
RCOO- +R′OH + H+
②催化底物脱氢，氧化生成H2O： 2AH2 + O2 2A + 2H2O
（3）过氧化物酶
ROO + H2O2
RO + H2O + O2
（4）加氧酶（双加氧酶和单加氧酶）
O2 +
OH OH
OH C=O
（顺，顺-已二烯二酸）
C=O OH
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RH + O2 + 还原型辅助因子
ROH + H2O + 氧化型辅助因子
辅酶 ：与酶蛋白结合得比较松的小分子有机物。 辅基 ：与酶蛋白结合得紧密的小分子有机物。 金属激活剂 ：金属离子作为辅助因子。
酶的催化专一性主要决定于酶蛋白部分，辅因子通常是 作为电子、原子或某些化学基团的载体。
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3、单体酶、寡聚酶和多酶复合物
单体酶（monomeric enzyme)：仅有一条具有活性部位的多 肽链，全部参与水解反应。 寡聚酶 (oligomeric enzyme)：由几个或多个亚基组成，亚基 牢固地联在一起，单个亚基没有催化活性。亚基之间以非共 价键结合。 多酶复合物 (multienzyme system)：几个酶镶嵌而成的复合 物。这些酶催化将底物转化为产物的一系列顺序反应。
C—C键
CH3 C=O COOH
CH3 C=O H
+ CO2
C—O键
CH2COOH
HO—CH—COOH
HCCOOH
HOOCCH
+ H2O
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C—N键
COOH CH—NH2 CH2 COOH
COOH CH HC + NH3 COOH
5. 异构酶：催化 各种异构体之间的互变。
A
B
常见的有消旋和变旋、醛酮异构、顺反异构和变位酶类。
有关概念
酶促反应 底物（S） 产物（P） 途径 循环 原始底物 中间产物 最终产物
表示方法
S →E P SE P
S＋s－E→1P1 －E→2 Pi －E→i Pn －E→n P
p1 s1 pi si pn sn p
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二、酶作用的特点
酶具有一般催化剂的特征 1.只能进行热力学上允许进行 的反应；2.可以缩短化学反应到达平衡的时间，而不改变 反应的平衡点；3.通过降低活化能加快化学反应速度。
乳酸脱氢酶 EC 1.
1. 1. 27
第1大类，氧化还原酶 第1亚类，氧化基团CHOH 第1亚亚类，H受体为NAD+ 该酶在亚亚类中的流水编号
EC：1.1.1.x催化的反应都是 -C-OH＋NAD（P第）七章＋酶→及其-C动力O学-H＋NAD（P）H＋H＋
黄嘌呤氧化酶 EC：1. 2. 3. 2
第1大类，氧化还原酶 第2亚类，氧化基团-CO第3亚亚类，H受体为O2 该酶在亚亚类中的流水编号
例如
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丙酮酸脱氢酶系（E.coli）：丙酮酸脱氢酶（EⅠ）、硫 辛酰转乙酰酶（EⅡ）和二氢硫辛酰脱氢酶（EⅢ）。
EⅠ EⅡ EⅢ
碱性
EⅠ + EⅡ EⅢ
脲
EⅡ + EⅢ
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四、酶的分类与命名
1、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：
（又称羟化酶）
2. 转移酶类：催化化合物中某些基团的转移。
A·X + B A +B·X
根据X分成8个亚类：转移碳基、酮基或醛基、酰基、糖基、 烃基、含氮基、含磷基和含硫基的酶。
3. 水解酶类：催化加水分解作用。
AB + H2O
AOH + BH
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4. 裂解酶类：催化非水解性地除去基团而形成双键的反应 或逆反应。
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第一节 概述
一、酶的概念
定义：酶是生物细胞产生的、具有催化能力的生物 催化剂。
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。
生物学意义
能在体内十分温和的条件下高效率地起催化作用， 并通过自我调节使生物体内各种物质处于不断的 有序的代谢之中。第七章酶及其动力学
1. 氧化还原酶类：主要催化氢的转移或电子传递的氧化还 原反应。
AH2 + B（O2） A + BH2（H2O2，H2O） （1）脱氢酶类：催化直接从底物上脱氢的反应。
AH2 +B
A +BH2（需辅酶Ⅰ或辅酶Ⅱ）
第七章酶及其动力学பைடு நூலகம்
（2）氧化酶类
①催化底物脱氢，氧化生成H2O2：
AH2 + O2
A + H2O2（需FAD或FMN）