第四章酶解析

异咯嗪
A
P P 核糖 AMP 腺苷酸
核醇
FMN 黄素单核苷酸
FAD 黄素腺嘌呤二核苷酸
2018/10/21 17
维生素PP
（一）来源 肉类、肝脏、谷物、花生。此外，人体 可利用色氨酸合成维生素PP 。 （二）化学本质 又叫抗癩皮病因子，它包括尼克酸 （烟酸）和尼克酰胺（烟酰胺），二者均为 吡啶衍生物 （三）缺乏症 糙皮病或癩皮病 表现：皮炎、腹泻、痴呆等症狀
产物所需的酶量为一个国际单位（IU）。
2018/10/21
每秒钟
1mol
1催量(kat)
39
1IU=16.67×10-9 Kat; 1Kat=6 ×107IU
酶的比活性(specific activity) :
每毫克蛋白质中含有的酶单位数(U/㎎)。 比活性＝活性U/mg蛋白 ＝总活力性/总蛋白数mg 代表酶的纯度:比活性愈大,纯度愈高
• •
绝大多数的酶都是蛋白质。 少数是以核酸为主要结构的酶，又称核酶。
2018/10/21
2
酶的研究历史
1878年德国科学家Hans Buchner和Eduard Buchner 成 功地用不含细胞的酵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年发现限制性核酸内切酶； 1989年Altman 和Cech证实RNA有催化功能； 1949年日本采用深层培养法生产细菌—淀粉酶，开辟了
R HO CH2OH
H3C
N
吡哆醛：R= -CHO 吡哆胺：R= -CH2NH2 吡哆醇：R= -CH2OH
2018/10/21
23
生化作用： 氨基酸转氨酶及脱羧酶的辅酶
ATP CH2OH ADP
吡哆醛激酶
CH2O
吡哆醛
磷酸吡哆醛
氨基酸代谢
互 变
CH2O
磷酸吡哆胺
2018/10/21 24
泛
2018/10/21 10
脂溶性维生素:
VitA、VitD、VitE和VitK

分类 水溶性维生素:
VitC
VitB1， VitB2， VitPP， VitB6， VitB12， 泛酸， 生物素， 11 叶酸
B族维生素
2018/10/21
维生素B1
（一）来源 种子的外皮和胚芽、黄豆、酵母及瘦肉 （二）化学本质 又叫抗脚气病维生素，因其分子中含有硫和 氨基，所以又叫硫胺素。 （三）缺乏症 1、脚气病：四肢无力，肌肉麻木、感觉异 常等末梢神经炎表现。 2、消化不良：胃肠蠕动减慢、消化液分泌 减少，食欲不振。 2018/10/21 12 3、末梢神经炎
P
2018/10/21
20
生化作用： 多种脱氢酶的辅酶，在氧化还原反应 中起递氢、递电子体作用
NAD+ NADP+ 氧化型
H 2H=H++H++e+e
H
H
H
H++H++e+e
N R
NADH NADPH 还原型
CONH2
CONH2 N+
R
2018/10/21
+H +
e
21
维生素B6
（一）来源 动、植物性食品。肠道细菌也可以合成部 分维生素B6。 （二）化学本质 包括吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺三 者均为吡啶 衍生物 （五）缺乏症 1.γ-氨基丁酸合成障碍，出现过度兴奋，过 敏甚至惊厥等疾病。 2.低血色素小细胞性贫血和血清铁增多。 2018/10/21 22 3.长期服用异烟肼需补充维生素B6。
药用Vit B12 钴胺素的运输形式 甲基转移酶的辅酶 变位酶的辅酶
生化作用： 构成甲基转移酶的辅酶，与FH4一起传递 甲基，起着递甲基的作用。
2018/10/21 35
简 式
生化作用： 硫辛酸是二氢硫辛酸乙酰转移酶 的辅酶，成为酰基的载体。 SH S +2H L L -2H SH S
氧化型 还原型
N 8
NADPH+H+ NADP+
7 6
（7，8） （5，6，7，8） NADPH+H+ NADP+
7 6 7 6
5 N
5 N
2018/10/21
32
维生素B12
(一）来源 动物性食品：肉类、肝 （二）化学本质： 又叫钴胺素,是唯一含有金属元素的维生 素。 天然存在的B12有 5’-脱氧腺苷钴 胺素、甲基钴胺素和羟钴胺素三种形式
O- O O=C C
HN N NH CH
生物素
生化作用： 生物胞素 生物素是羧化酶的辅酶 C ,参与体内CO2的 H2C 固定或羧化反应，起递羧基的作用。 S
（CH2）4
COOH C=O N-羧基 生物胞素
HC
酶-NH
29
2018/10/21
叶
酸
（一）来源 绿色蔬菜、酵母和动物肝、肾，肠道 细菌也可以合成叶酸 （二）化学本质 又叫蝶酰谷氨酸，它是由蝶酸和谷氨 酸 结合而成 （三）缺乏症 核酸合成障碍，动物生长停滞，红细胞体 积增大,引起巨红细胞性贫血.
（三）缺乏症 巨幼红细胞性贫血
2018/10/21 33
核苷酸
核糖
钴 含唯 胺 有一 素 金含 。 属有 钴金 （属 Co元 素 ）的 ，维 故生 又素 2018/10/21 称，
P
碱基
CO+与N的配位键
CO+
R
咕啉环的平面
34
钴胺素
R= -CN 氰钴胺素 -OH 羟钴胺素 -CH3－ 甲基钴胺素 -dA 5’脱氧腺苷钴胺素
（三）缺乏病：
2018/10/21
舌炎、口角炎及眼结膜炎等
14
O
N
核 黄 素
H3C H3C N HCH
N O
N
异咯嗪
核醇
(HCOH)3 CH2OH
2018/10/21
15
单核苷酸
碱基
O P 核 糖
2018/10/21
16
O
生化作用： N N H3C 氧化还原酶的辅酶，起递氢体作用
H3C O
N
N

合成酶类：催化由ATP提供能量、两种或两 种以上物质合成一种物质的反应的酶 A + B + ATP = AB + ADP + Pi
44
2018/10/21
国际生化协会（IUB）酶学委员会
（EC）将每一大类酶分为几个亚类，每 一亚类又分为几个亚亚类，最后，再把 属于每一个亚亚类的各种酶按顺序排好， 分别给一个编号排成的一个表称为“酶 表”。
2018/10/21 18
COOH
尼克酸
N
CONH2
尼克酰胺
N
2018/10/21 19
尼克酰胺的活性形式 名称 结构 辅酶 I（NAD+ ） 尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸 R= H 辅酶 II （NADP+ ） 尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸 R= P
尼克酰胺
核糖 P P
A
核糖
AMP 腺苷酸
尼克酰胺 核苷酸
2018/10/21
45
乳酸脱氢酶 EC 1. 1. 1. 27
六大类中的一类 作用的键的类型 作用的键的类型 序列号
2018/10/21
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
46
二
• •
酶的命名
习惯命名法:
根据其催化底物来命名（蛋白酶；淀粉酶） 根据所催化反应的性质来命名（水解酶；转氨 酶；裂解酶等） 结合上述两个原则来命名（琥珀酸脱氢酶）
2018/10/21 26
3’
生化作用： 酰基转移酶的辅酶，参与三羧酸循环、 4’-磷酸泛酰巯基乙胺成为酰基载体蛋白 脂肪酸氧化及合成等反应 (ACP)的辅基，参与脂肪酸的合成代谢.
4’-磷酸泛酰 巯基乙胺 SH
酰基
辅酶A
运载酰基
2018/10/21
27
生物素（biotin）
（一）来源： 动物、植物性食品，肠道细菌也可以合 成 （二）化学本质： 是噻吩与尿素相结合的骈环化合物，带有一戊 酸侧链，有α ,β 两种异构体。 （三）缺乏症： 大量服用抗生素或长期食用生鸡蛋可导致生物 素缺乏病，出现疲乏、恶心、呕吐、食欲不振、 皮炎及脱屑性红皮病等症状 2018/10/21 28

生化作用： 组成α-酮酸氧化脱羧酶的辅酶
硫 胺 素
N
焦磷酸硫胺素（TPP）
NH2 CH2— N +
S
CH3
O OH CH2 CH2—
N
CH3
13
2018/10/21
维生素B2
（一）来源： 酵母、蛋、奶及绿叶蔬菜 （二）化学本质： 维生素B2是核醇与 6，7-二甲基异 咯嗪的缩合物。 呈黄色针状结晶，易溶 于水,又叫核黄素。
• •
2018/10/21
4
第一节
酶的分子结构与功能 一 酶的分子组成
全 纯酶 单 酶蛋 白
单体酶
多酶体系
寡聚酶
结 酶 酶 合辅助因子
辅酶 金属离子 辅基 小分子有机化合物
多功能酶
2018/10/21
5
金属酶
羧基肽酶、黄嘌呤氧化酶等
金属离子
金属激活酶 己糖激酶、肌酸激酶等
小分子有机化合物
辅酶
维生素
维生素的名称，辅酶形式及其生化功能！
P 59 表4-1
2018/10/21 6
2018/10/21
7
第七节 维生素与辅酶
维生素(vitamin)是人类必需的一类营养素，是 维持机体正常生理功能所必需的，机体自身 又不能合成或合成量不足，必需靠外界供给 的一类微量低分子有机化合物 。
2018/10/21
2018/10/21 30
H N 2 2 N 3
N 1
N 8 7 9 CH 2 10 NH
6
4 OH 5 N
CO
谷氨酸
蝶呤啶
对氨基苯甲酸
叶酸
2018/10/21 31
生化作用： FH4是一碳单位转移酶的辅酶，起着 传递“一碳单位”的作用 叶酸
N 8 5 N
FH2还原酶
Leabharlann Baidu二氢叶酸
N 8
FH2还原酶
四氢叶酸
2018/10/21
40
第一节 酶的分类
酶的命名与分类
氧、转、水、裂、异、合
酶的命名
习惯命名法
2018/10/21
系统命名法
41
氧化还原酶类：催化氧化还原反应的． AH2+B＝A+BH2

转移酶类:转移酶催化基团转移反应， 即将一个底物分子的基团或原子转移 到另一个底物的分子上。
AR + B = A + BR
2018/10/21
42
水解酶类水解酶催化底物的加水分解反应。 主要包括淀粉酶、蛋白酶、核酸酶及脂酶等。

AB + H2O = AOH + BH

裂解酶类：催化一种化合物裂解成两种化合 物及其逆反应的酶. AB = A + B
43
2018/10/21

异构酶类:异构酶催化各种同分异构体的 相互转化，即底物分子内基团或原子的 重排过程。 A =B
37
结合基团
活性中心内必需基团
催化基团
2018/10/21
活性中心外必需基团
38
酶活性
三 酶活性单位
衡量标准:
酶催化化学反应的能力.
酶促反应速度的大小.
酶活性单位
在规定条件下，酶促反应在单位时间内生成一定 量的产物或消耗一定数量的底物所需的酶量。
在特定条件下(25℃) ，每分钟催化1μmol底物转化为
硫辛酸
二氢硫辛酸
2018/10/21
36
二 酶的活性中心
酶分子中存在的一个特殊空间结构区域，它 与酶催化反应关系密切的氨 直接参与底物的结合和催化反应，这个空 基酸侧链基团 ---必需基团 间区域 称为酶的活性中心。
按照部位分
活性中心的必需基团
活性中心外的必需基团
按照功能分
2018/10/21
结合基团 催化基团
酸
（一）来源 动物性食品、谷物及豆制品 （二）化学本质 有机酸 又叫遍多酸 （三）缺乏症 动物肝脏中脂类增加，丙酮酸氧化脱羧受 阻，生长迟钝，生殖障碍.
2018/10/21 25
4’-磷酸泛酰巯基乙 胺
泛酸
巯基乙胺
SH
辅 酶 A


C
5’ O 戊糖 1’
A
CoA或 HSCoA 焦磷酸

3’-磷酸腺苷-5’-焦磷酸
微生物酶制剂进入大规模工业化生产的新纪元。
2018/10/21 3
• •
酶催化的生物化学反应，称为酶促反应。 被酶的催化的物质称为底物(substrate，S)
•
•
反应的生成物为产物（product，P）
关键酶（key enzyme）或限速酶（ratelimiting enzyme） 酶所具有的催化能力称酶的活性． 酶失去催化能力称酶的失活．
8
• 概述 维生素特点： 不参与机体构成； 不是能源物质； 需要量少； 缺乏时产生缺乏症——危害很大； 主要以辅酶形式广泛参与体内代谢；（水溶 性维生素） 过量——中毒症。（脂溶性维生素）
2018/10/21 9
维生素可按其溶解性的不同分为脂溶
性维生素和水溶性维生素两大类。 脂溶性维生素有 VitA 、 VitD 、 VitE 和 VitK四种。 水溶性维生素有 B 族维生素 (VitB1 ， VitB2，VitPP，VitB6，VitB12，泛酸， 生物素，叶酸)和VitC
第四章 酶与维生素 Enzyme and Vitamin
酶的分子结构与功能 酶的命名与分类 酶促反应的特点与机制 酶动力学 酶活性调节 酶与生物医学的关系(自学) 维生素和辅酶

2018/10/21 1
一、酶的概念 酶是由生物活细胞产生的具有高效催化功 能和高度专一性的有机生物大分子，又叫生物 催化剂。