《酶的功能及作用》课件
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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。
1995年，《酶发的功现能及脱作用氧》 核酶。
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，
《酶的功能及作用》
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 。
《酶的功能及作用》
类型
《酶的功能及作用》
酶的专一性（特异性，specificity）
1、绝对专一性（absolute specificity）
例:
《酶的功能及作用》
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。
《酶的功能及作用》
（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）
NH 2 CO
H2O
脲酶
CO2 +2NH3
NH 2
NH2 CO
H2O
X
NHCH3《脲酶酶的功能及作用》
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
《酶的功能及作用》
➢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：
《酶的功能及作用》
例2：
《酶的功能及作用》
➢异构酶类（isomerase）
OH
O
OH邻苯二酚氧化酶
O
2
+ O2
2
+ 2H2O
邻苯二酚
邻wenku.baidu.com醌
《酶的功能及作用》
（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 +
第二章 酶（ Enzyme ）
《酶的功能及作用》
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
《酶的功能及作用》
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。
Thomas Cech University of Colorado at Boulder, USA
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
CH 2 O HO CH
P 和
CH 2OH HO CH
14CH 2OH
14CH
《酶的功能及作用》
2
O
P
H
例2：
D
C
4
H3C C OH +
+
D
N
+ D（重氢）
CONH2 -D
R NAD+
DH
C
4
CONH 2 + H3C C O
N
D
R
NAD 辅酶的还原型《酶的功能及作用》 ( A型 )
六、酶的分类
1.根据酶所作用的反应性质
《酶的功能及作用》
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。
C3H
乳酸
C3H
丙酮酸
《酶的功能及作用》
➢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）
《酶的功能及作用》
➢水解酶类（hydrolases）
AB + H2O
A·OH + BH
《酶的功能及作用》
《酶的功能及作用》
《酶的功能及作用》
《酶的功能及作用》
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
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
CHOHCOOH
《酶的功能及作用》
（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 :
（2）键专一性 A—B
O
酯 酶
R 1C +H 2O
R 1C O O H + R 2O H
O2R
《酶的功能及作用》
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
C2H COOH
HOC O HC
活性的抗体。
《酶的功能及作用》
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。
《酶的功能及作用》
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
并进一步证明了酶是蛋白质。
《酶的功能及作用》
J.H.Northrop
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
《酶的功能及作用》
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。
1995年，《酶发的功现能及脱作用氧》 核酶。
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，
《酶的功能及作用》
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 。
《酶的功能及作用》
类型
《酶的功能及作用》
酶的专一性（特异性，specificity）
1、绝对专一性（absolute specificity）
例:
《酶的功能及作用》
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。
《酶的功能及作用》
（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）
NH 2 CO
H2O
脲酶
CO2 +2NH3
NH 2
NH2 CO
H2O
X
NHCH3《脲酶酶的功能及作用》
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
《酶的功能及作用》
➢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：
《酶的功能及作用》
例2：
《酶的功能及作用》
➢异构酶类（isomerase）
OH
O
OH邻苯二酚氧化酶
O
2
+ O2
2
+ 2H2O
邻苯二酚
邻wenku.baidu.com醌
《酶的功能及作用》
（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 +
第二章 酶（ Enzyme ）
《酶的功能及作用》
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
《酶的功能及作用》
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。
Thomas Cech University of Colorado at Boulder, USA
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
CH 2 O HO CH
P 和
CH 2OH HO CH
14CH 2OH
14CH
《酶的功能及作用》
2
O
P
H
例2：
D
C
4
H3C C OH +
+
D
N
+ D（重氢）
CONH2 -D
R NAD+
DH
C
4
CONH 2 + H3C C O
N
D
R
NAD 辅酶的还原型《酶的功能及作用》 ( A型 )
六、酶的分类
1.根据酶所作用的反应性质
《酶的功能及作用》
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。
C3H
乳酸
C3H
丙酮酸
《酶的功能及作用》
➢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）
《酶的功能及作用》
➢水解酶类（hydrolases）
AB + H2O
A·OH + BH
《酶的功能及作用》
《酶的功能及作用》
《酶的功能及作用》
《酶的功能及作用》
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
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
CHOHCOOH
《酶的功能及作用》
（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 :
（2）键专一性 A—B
O
酯 酶
R 1C +H 2O
R 1C O O H + R 2O H
O2R
《酶的功能及作用》
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
C2H COOH
HOC O HC
活性的抗体。
《酶的功能及作用》
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。
《酶的功能及作用》
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
并进一步证明了酶是蛋白质。
《酶的功能及作用》
J.H.Northrop
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
《酶的功能及作用》
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。