酶的结构与功能的介绍

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➢裂合酶类（lyases）
从底物移去一个基团而形成双键或逆反应
AB
A+ B
例1：
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例2：
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➢异构酶类（isomerase）
催化异构化反应
A
B
第二章 酶（ Enzyme ）
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主要内容
第一节 酶的概况 第二节 酶促反应机制 第三节 酶促反应动力学 第四节 酶活性的调节控制 第五节 酶活力测定、酶的制备
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第一节 酶的概况
一、酶的概念
酶是一类由活细胞产生的，对其特异底物 具有高效催化作用的蛋白质或核酸分子。
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CHOHCOOH
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（3）酶能区分从有机化学观点来看是属于对称分子中两个等 同的基团，只催化其中的一个基团，而不催化另一个。
例1：
C2H OH
甘 油 激 酶
HC OH +A TP
14C2H OH
C2HO P
HC OH
+ A DP
14C2H OH
若甘油激酶不能区分两个—CH2OH基团，则会生成 :
1995年，发现脱氧核酶。
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三、酶的化学本质
1．大多数酶是蛋白质
1926年美国Sumner得到脲酶的结 晶，并指出酶是蛋白质.
J.B.Sumner
1930年Northrop等得到了胃蛋白酶、 胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶的结晶，并 进一步证明了酶是蛋白质。
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J.H.Northrop
H2O
脲酶
CO2 +2NH3
NH 2
NH2 CO
H2O
X
NHCH3 脲酶医学课件ppt
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相对专一性（relative specificity）
（1）族专一性（基团专一性，group specificity）
A—B 或 A—B
如α-D-葡萄糖苷酶
CH 2OH O
OH OH
OR
OH
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C3H
乳酸
C3H
丙酮酸
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➢转移酶类（transferases）
催化基团的转移
AR+ B
A +BR
例：谷丙转氨酶（GPT）（EC 2.6.1.2，L-丙氨酸： α—酮戊二酸氨基转移酶）
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➢水解酶类（hydrolases）
AB + H2O
A·OH + BH
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（2）键专一性 A—B
O
酯 酶
R 1C +H 2O
R 1C O O H + R 2O H
O2R
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3、立体专一性（stereospecificity）
（1）D-，L-立体异构专一性 （2）几何异构专一性
HCCOOH延 胡 索 酸 水 化 酶 + H2O
C2 H COOH
HOC O HC
CH 2 O HO CH
P 和
CH 2OH HO CH
14CH 2OH
14CH
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2
O
P
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H
例2：
D
C
4
H3C C OH +
+
D
N
+ D（重氢）
CONH2 -D
R NAD+
Baidu Nhomakorabea
DH
C
4
CONH 2 + H3C C O
N
D
R
NAD 辅酶的还原型 ( A型 )
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六、酶的分类
1.根据酶所作用的反应性质
四、酶促反应的特点
1.酶与一般催化剂的共同点
①在反应前后没有质和量的变化； ②只能催化热力学允许的化学反应； ③只能加速可逆反应的进程，而不改变 反应的平衡点。
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2.酶促反应的特点
①酶促反应具有极高的效率 ②酶促反应具有高度的特异性 ③酶促反应的可调节性 ④酶促反应要求严格的环境条件 ⑤ 酶易失活
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六大类酶催化反应的性质
➢氧化还原酶类（oxido-reductases）
催化氧化还原反应的酶，包括氧化酶类、 脱氢酶类、过氧化氢酶、过氧化物酶等。
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（1）氧化酶类：催化底物脱氢，并氧化生成H2O或H2O2 。 邻苯二酚氧化酶（EC 1.10.3.1，邻苯二酚：氧氧化酶）
OH
O
OH邻苯二酚氧化酶
O
2
+ O2
2
+ 2H2O
邻苯二酚
邻苯醌
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（2）脱氢酶类：直接催化底物脱氢
A·2H + B
A + B·2H
例：乳酸脱氢酶（EC 1.1.1.27，L-乳酸：NAD+氧化还原酶）
COOH
COOH
乳 酸 脱 氢 酶
H O C H+N A D +
CO +N A D H+H +
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证据：
▲引起蛋白质变性的理化因素，可引 起酶失活 ▲两性电解质 ▲水解产生氨基酸 ▲受蛋白水解酶作用失活 ▲具有胶体的性质 ▲化学反应
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2．核酶
1982年美国T. Cech（切克）等人 发现四膜虫的rRNA前体能在完全没 有蛋白质的情况下进行自我加工， 发现RNA有催化活性。
Thomas Cech University of Colorado at Boulder, USA
性。
4．抗体酶（abzyme) 抗体酶：指具有催化功能的抗体分子，在抗体分子的 可变区（即肽链的N端）是识别抗原的活性区域，这 部分区域被赋予了酶的属性。
1986年美国Schultz和Lerner两个实验室同时在 Science上发表论文，报道他们成功地得到了具有催化 活性的抗体。
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二、酶学研究简史
公元前两千多年，我国已有酿酒记载。
一百余年前，Pasteur认为发酵是酵母细胞生命活动的结果。
1878年，Kuhne首次提出 Enzyme 一词。
1897年，Buchner兄弟用不含细胞的酵母提取液，实现了 发酵。
1926年，Sumner首次从刀豆中提纯出脲酶结晶。
1982年，Cech首次发现RNA也具有酶的催化活性，提出核 酶（ribozyme）的概念。
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五、酶的专一性（特异性）
酶的专一性是指酶对它所催化的反应 及其底物具有的严格的选择性，通常 一种酶只能催化一种或一类化学反应。
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类型
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酶的专一性（特异性，specificity）
1、绝对专一性（absolute specificity）
例:
NH 2 CO
Cech和Altman（阿尔特曼）各
自独立地发现了RNA的催化活性， 并命名这一类酶为ribozyme（核酶
Sidney Altman Yale University New Haven, CT,
）
USA
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3．有些DNA也有催化活性 1995年Cuenoud等发现有些DNA分子亦具有催化活