酶
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
常见：维生素及其衍生物
辅基
辅酶
辅助因子为金属离子可分为：
金属激活酶：金属离子与酶的结合不甚紧密
金属酶：金属离子与酶结合紧密，提取过程
中不易丢失 辅助因子可分为：
辅酶:与酶蛋白结合疏松，可用透析或超滤的 方法除去
辅基:与酶蛋白结合紧密，不能用透析或超滤 的方法除去
某些辅酶（辅基）在催化中的作用
转移的基团 氢原子（质子）
第2节 酶的分子结构与功能
The Molecular Structure and Function of Enzyme
单体酶(monomeric enzyme)： 1条多肽链
寡聚酶(oligomeric enzyme)： 多个亚基 以非共价键连接
多酶体系(multienzyme system)： 几种不 同功能的酶相互聚合
全酶
(有催化活性)
全酶 (holoenzyme)
蛋白质部分：酶蛋白 (apoenzyme)
辅助因子 (cofactor)
小分子有机化合物 金属离子
酶蛋白决定反应的特异性 辅助因子决定反应的类型与性质
辅助因子
组成 分类
金属离子 常或见： K+、Na+、Mg2+、 小分子C有u2+机、化Zn合2+、物Fe2+
磷酸吡哆醛
生物素
四氢叶酸
尼克酰胺（维生素PP）之一
尼克酰胺（维生素PP）之一
维生素B2（核黄素） 维生素B2（核黄素） 维生素B1（硫胺素） 泛酸 维生素B12 吡哆醛（维生素B6之一） 生物素 叶酸
二、酶的活性中心(active center)
必需基团(essential group)
酶分子中氨基酸残基侧 链的化学基团中，一些 与酶活性密切相关的化 学基团。
产物 反应过程
酶促反应活化能的改变
（二）酶促反应具有高度的特异性
酶的特异性(specificity)
一种酶仅作用于一种或一类化合物，或一定 的化学键，催化一定的化学反应并生成一定的产 物。酶的这种特性称为酶的特异性或专一性。
分类：绝对特异性、相对特异性、立体结构特异性
（依据酶对底物结构选择的严格程度）
一对多
3.立体结构特异性(stereo specificity)：作用 于立体异构体中的一种。
乳酸脱氢酶
L-乳酸
D-乳酸
（三）酶促反应的可调节性
催化基团 (catalytic group) 催化底物转变成产物
➢活性中心外的必需基团
位于活性中心以外，维持酶活性中心 应有的空间构象所必需。
第3节 酶促反应的特点与机制
The Characteristic and Mechanism of Enzyme-Catalyzed Reaction
催化剂的共性
多功能酶/串联酶 (multifunctional enzyme/tandem enzyme)： 多种不同催化功能存在于1条多肽链
一、酶的分子组成
单纯酶 (simple enzyme) 仅由氨基酸残基构成
结合酶 (conjugated enzyme)
还含有非蛋白质部分
酶蛋白 + 辅助因子
(无催化活性) (无催化活性)
1.绝对特异性(absolute specificity)：只作用于 作用物，一种专一的反应，生成一种产物。
O
脲酶
+ H2N C NH2 H2O
2 NH3 + CO2
一对一
2.相对特异性(relative specificity)：作用于一 类化合物或一种化学键。 脂肪酶：催化磷酸酯键水解 （键特异性） 胰蛋白酶：碱性氨基酸羧基所形成的肽 键（基团特异性）
1. 氧化还原酶类 2. 转移酶类 3. 水解酶类 4. 裂解酶类 5. 异构酶类 6. 合成酶类 区别合成酶和合酶
酶的命名
1. 酶的习惯命名：依据其所催化的底物 和化学反应类型或方式进行命名。如脂 肪酶、转氨酶和脱氢酶等。
2. 酶的系统命名：由国际酶学委员会以 酶的分类进行命名。标明酶的所有底物 和反应性质。
酶
Enzyme
第1节 概述
一、酶的概念及发展历史
酶(enzyme)
由活细胞合成的、对其特异底物起高效催 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。
核酶(ribozyme)
具有高效、特异催化作用的RNA。
脱氧核酶(deoxyribozyme)
具有催化功能的单链DNA片段。
• 酶促反应（enzymatic reaction）：酶催化进 行的反应
1. 加快反应的速度，而反应前后没有 质和量的改变
2. 只能催化热力学上允许进行的反应
3. 只能加速可逆反应的进程，而不能改 变反应的平衡点
4. 作用的机理都是降低反应的活化能
一、酶促反应的特点
（一） 酶促反应具有极高的效率 ➢ 酶的催化效率通常比非催化反应高108～1020
倍，比一般催化剂高107～1013倍。
酶
碳酸酐酶 磷酸葡萄糖变位酶 α-胰凝乳蛋白酶 脲酶
所催化反应增加的数量级
107 1012 6×106 7×1012
问题2：
为什么酶的催化效率远远地 比非催化剂或一般催化剂高？
活化能：底物分子从初态转变到活化态所 需的能量。
能 量
一般催化剂催 化反应的活化能
底物
非催化反应活化能
酶促反应 活化能
反应总能量改变
醛基 酰基 烷基 氨基 二氧化碳 甲基、甲烯基、甲炔基 、甲酰基等一碳单位
小分子有机化合物（辅酶或辅基）
名称
所含的维生素
NAD＋（尼克酰胺腺嘌呤二核 苷酸，辅酶I NADP＋（尼克酰胺腺嘌呤二 核苷酸磷酸，辅酶II FMN（黄素单核苷酸） FAD（黄素腺嘌呤二核苷酸） TPP（焦磷酸硫胺素） 辅酶A（CoA） 钴胺素辅酶类
➢ 酶的活性中心
定义 或称活性部位(active site)，指必 需基团在空间结构上彼此靠近，组成 具有特定空间结构的区域，能与底物 特异结合并将底物转化为产物。
活性中心以外 的必需基团
结合基团
底物 催化基团 活性中心
➢活性中心内的必需基团
结合基团 (bi源自文库ding group) 与底物相结合
• 底物（substrate）：酶的催化下，发生化学 变化的物质
• 产物（product）：反应后生成的物质 • 限速酶或关键酶（rate-limiting enzyme/ key
enzyme）：催化反应速率最慢，决定整个 代谢途径总速率和反应方面的酶
二、酶的分类及命名 (自学)
酶的分类（催化化学反应的性质）
辅基
辅酶
辅助因子为金属离子可分为：
金属激活酶：金属离子与酶的结合不甚紧密
金属酶：金属离子与酶结合紧密，提取过程
中不易丢失 辅助因子可分为：
辅酶:与酶蛋白结合疏松，可用透析或超滤的 方法除去
辅基:与酶蛋白结合紧密，不能用透析或超滤 的方法除去
某些辅酶（辅基）在催化中的作用
转移的基团 氢原子（质子）
第2节 酶的分子结构与功能
The Molecular Structure and Function of Enzyme
单体酶(monomeric enzyme)： 1条多肽链
寡聚酶(oligomeric enzyme)： 多个亚基 以非共价键连接
多酶体系(multienzyme system)： 几种不 同功能的酶相互聚合
全酶
(有催化活性)
全酶 (holoenzyme)
蛋白质部分：酶蛋白 (apoenzyme)
辅助因子 (cofactor)
小分子有机化合物 金属离子
酶蛋白决定反应的特异性 辅助因子决定反应的类型与性质
辅助因子
组成 分类
金属离子 常或见： K+、Na+、Mg2+、 小分子C有u2+机、化Zn合2+、物Fe2+
磷酸吡哆醛
生物素
四氢叶酸
尼克酰胺（维生素PP）之一
尼克酰胺（维生素PP）之一
维生素B2（核黄素） 维生素B2（核黄素） 维生素B1（硫胺素） 泛酸 维生素B12 吡哆醛（维生素B6之一） 生物素 叶酸
二、酶的活性中心(active center)
必需基团(essential group)
酶分子中氨基酸残基侧 链的化学基团中，一些 与酶活性密切相关的化 学基团。
产物 反应过程
酶促反应活化能的改变
（二）酶促反应具有高度的特异性
酶的特异性(specificity)
一种酶仅作用于一种或一类化合物，或一定 的化学键，催化一定的化学反应并生成一定的产 物。酶的这种特性称为酶的特异性或专一性。
分类：绝对特异性、相对特异性、立体结构特异性
（依据酶对底物结构选择的严格程度）
一对多
3.立体结构特异性(stereo specificity)：作用 于立体异构体中的一种。
乳酸脱氢酶
L-乳酸
D-乳酸
（三）酶促反应的可调节性
催化基团 (catalytic group) 催化底物转变成产物
➢活性中心外的必需基团
位于活性中心以外，维持酶活性中心 应有的空间构象所必需。
第3节 酶促反应的特点与机制
The Characteristic and Mechanism of Enzyme-Catalyzed Reaction
催化剂的共性
多功能酶/串联酶 (multifunctional enzyme/tandem enzyme)： 多种不同催化功能存在于1条多肽链
一、酶的分子组成
单纯酶 (simple enzyme) 仅由氨基酸残基构成
结合酶 (conjugated enzyme)
还含有非蛋白质部分
酶蛋白 + 辅助因子
(无催化活性) (无催化活性)
1.绝对特异性(absolute specificity)：只作用于 作用物，一种专一的反应，生成一种产物。
O
脲酶
+ H2N C NH2 H2O
2 NH3 + CO2
一对一
2.相对特异性(relative specificity)：作用于一 类化合物或一种化学键。 脂肪酶：催化磷酸酯键水解 （键特异性） 胰蛋白酶：碱性氨基酸羧基所形成的肽 键（基团特异性）
1. 氧化还原酶类 2. 转移酶类 3. 水解酶类 4. 裂解酶类 5. 异构酶类 6. 合成酶类 区别合成酶和合酶
酶的命名
1. 酶的习惯命名：依据其所催化的底物 和化学反应类型或方式进行命名。如脂 肪酶、转氨酶和脱氢酶等。
2. 酶的系统命名：由国际酶学委员会以 酶的分类进行命名。标明酶的所有底物 和反应性质。
酶
Enzyme
第1节 概述
一、酶的概念及发展历史
酶(enzyme)
由活细胞合成的、对其特异底物起高效催 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。
核酶(ribozyme)
具有高效、特异催化作用的RNA。
脱氧核酶(deoxyribozyme)
具有催化功能的单链DNA片段。
• 酶促反应（enzymatic reaction）：酶催化进 行的反应
1. 加快反应的速度，而反应前后没有 质和量的改变
2. 只能催化热力学上允许进行的反应
3. 只能加速可逆反应的进程，而不能改 变反应的平衡点
4. 作用的机理都是降低反应的活化能
一、酶促反应的特点
（一） 酶促反应具有极高的效率 ➢ 酶的催化效率通常比非催化反应高108～1020
倍，比一般催化剂高107～1013倍。
酶
碳酸酐酶 磷酸葡萄糖变位酶 α-胰凝乳蛋白酶 脲酶
所催化反应增加的数量级
107 1012 6×106 7×1012
问题2：
为什么酶的催化效率远远地 比非催化剂或一般催化剂高？
活化能：底物分子从初态转变到活化态所 需的能量。
能 量
一般催化剂催 化反应的活化能
底物
非催化反应活化能
酶促反应 活化能
反应总能量改变
醛基 酰基 烷基 氨基 二氧化碳 甲基、甲烯基、甲炔基 、甲酰基等一碳单位
小分子有机化合物（辅酶或辅基）
名称
所含的维生素
NAD＋（尼克酰胺腺嘌呤二核 苷酸，辅酶I NADP＋（尼克酰胺腺嘌呤二 核苷酸磷酸，辅酶II FMN（黄素单核苷酸） FAD（黄素腺嘌呤二核苷酸） TPP（焦磷酸硫胺素） 辅酶A（CoA） 钴胺素辅酶类
➢ 酶的活性中心
定义 或称活性部位(active site)，指必 需基团在空间结构上彼此靠近，组成 具有特定空间结构的区域，能与底物 特异结合并将底物转化为产物。
活性中心以外 的必需基团
结合基团
底物 催化基团 活性中心
➢活性中心内的必需基团
结合基团 (bi源自文库ding group) 与底物相结合
• 底物（substrate）：酶的催化下，发生化学 变化的物质
• 产物（product）：反应后生成的物质 • 限速酶或关键酶（rate-limiting enzyme/ key
enzyme）：催化反应速率最慢，决定整个 代谢途径总速率和反应方面的酶
二、酶的分类及命名 (自学)
酶的分类（催化化学反应的性质）