医学生物化学课件(8)

➢水溶性维生素：VB1、VB2、Vpp、VB6、VC、VB12、 泛酸、叶酸、肌醇
➢脂溶性维生素：VA、VD、VE、VK
维生素 学名
VB1
硫胺素
VB2
核黄素
辅酶形式 TPP FMN、FAD
作
用
α-酮酸脱氢酶的辅酶
脱氢酶的辅酶,传、NADP+ 不需氧脱氢酶的辅酶
VB6 泛酸
一、 酶的分子组成
酶的化学本质就是蛋白质。 ❖ 单纯酶（simple enzyme）：仅由氨基酸残基构成的酶 ，
如脲酶，淀粉酶，脂酶。 ❖ 结合酶（conjugated enzyme）：
酶蛋白（apoenzyme）+辅助因子（cofactor）。辅助因子 是金属离子或小分子有机化合物。
❖ 辅酶（coenzyme）非共价键与酶蛋白疏松结合,可用透析、 超滤分离
吡哆醛 磷酸吡哆醛 遍多酸 COA
转氨酶的辅酶 酰基载体
叶酸
四氢叶酸
一碳单位的载体
生物素
羧化酶的辅酶
硫辛酸
传递氢
VB12 钴胺素 甲基钴胺素
转甲基酶的辅酶
酶的种类：
❖ 单体酶（monomeric enzyme）：只有一条多肽链 构成的酶。
❖ 寡聚酶（oligomeric enzyme）：由多个相同或不 同亚基以非共价键连接的酶。
❖金属激活酶（metal activated enzyme）：金属 离子与酶结合疏松，但需金属离子活化，故金 属实际上是酶的激活剂。如激酶需Mg和Mn。
❖ 有的酶类兼含有机辅基和金属。如琥珀酸脱氢 酶含黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)和Fe。
❖ 金属离子能与酶、底物形成各种形式的三元络 合物，保证了酶与底物的正确定向结合，而且 还可作为催化基团。
核酶（ribozyme）是具有高效、特异催化作用的核酸，主要作用参与RNA的剪接。
第一节 酶的分子结构与功能
催化反应的原理
一个化学反应体系中的各个分子所含的能量高 低不同，只有那些具有较高能量、处于活化态的活 化分子才能在分子碰撞中发生化学反应。反应物中 活化分子越多，反应速度越快。
活化分子比一般分子高出一定的能量称为活化 能：在一定温度下1摩尔底物全部进入活化态所需 要的自由能（kJ/mol）。
一、酶促反应的特点
1、酶促反应具有极高的催化效率
酶促反应速度比非催化反应高108~1020倍，比一般催 化反应高107~1013。
A +B
初态
AB 过渡态
C+D
终态
从初态转化为过渡态需要能量，即为活化能（Energy of activation， EACT），活化能越大，中间产物越难形成，反应越难进行。
母提取液实现了发酵. • 1926年，美国生化学家Sumner第一次从刀豆分离到脲酶结晶，提出酶是蛋
白质. • 1978年，Altman提出RNA有催化功能. • 1982年，Cech证实RNA有催化功能.
酶（enzyme）是由活细胞合成的，对其特异底物（substrate）起高效催化作用的 蛋白质，是机体内催化各种代谢反应最主要的催化剂。
降低活化能、升高温度可以加速化学反应。酶的催化作用有赖于降低 反应的活化能。活化能稍有降低，速度会显著增大。
自
活化能阈
由
能 非催化反
应活化能
初态
催化反应活化能
自由能变化
终态
活化能
活化过程
分
子
Eact-2
数
有效碰撞百分数=e-Eact/RT
Eact-1
0
分子的动能
活化能与有效碰撞
2、酶促反应有高度的特异性或专一性 （specificity）
催化剂能瞬时地与反应物结合成过渡态，因而 降低了反应所需的活化能。
化学反应速率依赖三个因素：碰撞频率、能量因素、概率因素
R1 CH CO NH CH R2 + H2O
NH2
COOH
NH2
+ R1 CH COOH R2
NH2 CH COOH
A +B
初态
AB 过渡态
C+D
终态
从初态转化为过渡态需要能量，即为活化能（Energy of activation，EACT），形 成过渡态所需的活化能越大，中间产物越难形成，反应越难进行。
第二章 酶
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节
酶的分子结构与功能 酶促反应的特点和机制 酶促反应动力学 酶的调节 多酶体系 酶的分类与命名 酶与医学的关系
酶的研究历史
• 1878年，Kuhne提出Enzyme. • 1897年，德国科学家Hans Buchner和Eduard Buchner 成功地用不含细胞的酵
一种酶只能作用于某一类或某一种特定的物质。
❖底物专一性
1、结构专一性： （1）绝对专一性：只作用于一个底物。与底物结构类似
的化合物只能成为竞争性抑制剂或无影响。 （2）相对专一性：作用对象不只一种底物，要求略低一
些。可分： （1）基团专一性：对键两端的基团要求程度不同，
一个要求严，另一个不严； （2）键专一性：只作用于键，对键两端的基团无严
格要求。
2、立体异构专一性： 底物的立体构型影响酶和底物的结合与催化。
❖ 多酶体系（multienzyme system）：细胞内存在着 许多由几种不同功能的酶彼此聚合形成的多酶 复合物。
❖ 多功能酶（multifunctional enzyme）：一些多酶体 系在进化过程中由于基因的融合，形成由一条 多肽链组成却具有多种不同催化功能的酶。
第二节 酶促反应的特点和机制
❖ 辅基（prosthetic group）：共价键与酶蛋白牢固结合，不 易分离。
金属离子多为酶的辅基，小分子有机化合物有的属辅酶， 有的属辅基。
酶蛋白与辅助因子结合形成的复合物称为全酶，只有全 酶有催化作用。
1、金属离子的作用:
❖ 金属酶（metalloenzyme）：金属离子与酶蛋白 结合紧密，成为酶结构中不可缺少的组成成分。 如碳酸酐酶含Zn；谷胱甘肽过氧化物酶含硒； 碱性磷酸酶含Zn，羧肽酶A含Zn。
❖ Fe、Cu及Mo等金属离子可以通过氧化还原而 传递电子完成多种物质的氧化还原。如铁卟啉是很多
血红素蛋白的辅基。
Fe2+
3+ Fe
Cu+
Cu2+
2、小分子有机化合物：
❖小分子有机化合物主要参与酶的催化过程，在 反应中传递电子、质子或一些基团，多为维生素。
❖维生素：维持细胞正常功能所必需，但需要量 很少，动物体内不能合成，必须由食物供给的一 类有机化合物。