酶工程第一章绪论
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酶工程第一章绪论
第二节 酶催化作用的特点
一、酶催化作用的专一性强
专一性： 指在一定的条件下，一种酶只能催化一种或一类
结构相似的底物，进行某种类型反应的特性。
绝对专一性
专一性
基团专一性
相对专一性
酶工程第一章绪论
键的专一性
1、绝对专一性
绝对专一性概念： 一种酶只能催化一种底物进行一种反应。包括立
酶工程第一章绪论
第三节 影响酶催化作用的因素
二、酶浓度的影响 酶催化反应速度与酶浓度成正比。 三、温度的影响 在某一特定的温度条件下，酶催化 速度达到
最大，超过最适温度，反应速度逐步降低。 四、pH的影响 每一种酶都有其各自最适pH范围和最适pH。 五、抑制剂的影响
酶工程第一章绪论
ຫໍສະໝຸດ Baidu
第三节 影响酶催化作用的因素
酶工程第一章绪论
三、酶催化作用的条件温和
酶催化反应的一般条件： 常温，常压，近中性的pH值环境。 一般非酶催化反应条件： 高温、高压和pH极端 原因： 酶促反应所需活化能低 酶是具有生物催化功能的生物大分子。
酶工程第一章绪论
第三节 影响酶催化作用的因素
一、底物浓度的影响 底物浓度与酶催化反应速度之间的关系：
酶工程第一章绪论
一、蛋白类酶（P酶）的分类与命名
酶工程：
酶的生产、改性与应用的技术过程。
酶工程的主要任务：
经过预先设计，通过人工操作获得人们所需的酶，并 通过各种方法使酶的特性得以改进，充分发挥其催化 功能。
酶工程第一章绪论
第一节 酶的基本概念与发展历史
人们对酶的认识起源于生产与生活实践： 夏禹时代，人们掌握了酿酒技术。 公元前12世纪周朝，人们就会制作饴糖和酱。 春秋战国时期已知用麴(曲)治疗消化不良的疾病。 酶者，酒母也
命名。 两类酶的命名差别： 蛋白类酶只能催化其他分子进行反应，而核酸类
酶既可以催化酶分子本身也可以催化其他分子进 行反应。
酶工程第一章绪论
第四节 酶的分类与命名 注意：顺序
蛋白类酶的种类：
不要搞错！
氧化还原酶类 Oxidoreductases
转移酶类
Transgerases
水解酶类
Hydrolases
N2H
OC N2H +H 2 O
N3H +C2O
非酶促：100℃ ，3× 10－10/s 在脲酶作用下：20.8 ℃ ，3× 104/s
与其它催化剂相比
H 2 O 2
H 2 O+O 2
此反应在过氧化氢酶的作用下，比在Fe2＋的作用下，反应速 度常数将近快9个数量级。
酶工程第一章绪论
思考：酶的催化为什么具有高效性？
主要内容
第一节 酶的基本概念与发展历史 第二节 酶催化作用的特点 第三节 影响酶催化作用的因素 第四节 酶的分类与命名 第五节 酶的活力测定 第六节 酶的生产方法 第七节 酶工程发展概况
酶工程第一章绪论
生物技术的四大支柱
生物技术 （生物工程）
基因工程 细胞工程 酶工程 发酵工程
酶工程第一章绪论
体异构专一性。如：蔗糖酶、麦芽糖酶。 立体异构专一性： 当作用的底物含有不对称碳原子时，酶只能作用
于异构体的一种。如：乳酸脱氢酶。 核酸类酶也具有绝对专一性。
酶工程第一章绪论
1、绝对专一性
酶工程第一章绪论
2、相对专一性
相对专一性概念： 一种酶能够催化一类结构相似物质进行某种相同
类型的反应。 （1）基团专一性 要求底物含有某一相同的基团。
五、抑制剂的影响 可逆抑制剂 不可逆抑制剂
竞争性抑制剂 非竞争性抑制剂 反竞争性抑制剂
六、激活剂的影响 激活剂：金属离子、无机负离子、蛋白酶等。
酶工程第一章绪论
第四节 酶的分类与命名
按照分子中起催化作用的主要组分的不同，酶可 以分为蛋白类酶（P酶）和核酸类酶（R酶）。
命名总原则： 根据酶作用的底物和催化反应的类型进行分类和
如：胰蛋白酶，是肽链内切酶，能把多肽链中赖氨酸和 精氨酸残基中的羧基侧切断。
（2）键专一性 要求底物具有相同化学键。
如：酯酶，可催化含酯键的酯类物质水解生成醇和酸。
酶工程第一章绪论
思考：酶为什么具有催化专一性？
酶工程第一章绪论
二、酶催化作用的效率高
与非酶促反应相比：是其107~1013倍。
裂合酶类
Lyases
异构酶类
Isomerases
合成酶类
Synthetases
或连接酶
ligases
酶工程第一章绪论
第四节 酶的分类与命名
核酸类酶的种类：
分子内催化R酶：
自我剪切酶
自我剪接酶
分子间催化R酶：
RNA剪切酶
DNA剪切酶
多肽剪切酶
多糖剪接酶
氨基酸酯剪切酶
多功能酶
酶工程第一章绪论
第一节 酶的基本概念与发展历史
对酶的作用机理及酶的本质的深入研究： 1902年，提出酶催化过程的中间产物学说 1913年，根据中间产物学说推导出酶促反应的的基
本动力学方程——米氏方程。 1930年，证实酶是一种蛋白质； 80年代初发现了具有催化功能的RNA——核酶
(ribozyme)，这一发现打破了酶是蛋白质的传统观 念，开辟了酶学研究的新领域 1989年，因核酶的发现，切克和阿尔特曼共同获得 1989年度诺贝尔化学奖。 现已鉴定出4000多种酶，数百种酶已得到结晶，而 且每年都有新酶被发现。
酶工程第一章绪论
第一节 酶的基本概念与发展历史
酶的存在及作用的认识： 1833年：发现淀粉酶 19世纪中叶：糖发酵产酒与活酵母有关 1878年：给酶一个统一的名词，叫Enzyme，这个
字来自希腊文，其意思是“在酵母中”。 1897年，德国巴克纳Buchner兄弟发现不含细胞的
酵母提取液也能使糖发酵，说明发酵与细胞的活 动无关，从而说明了发酵是酶作用的化学本质， 为此Buchner获得了1907年诺贝尔化学奖。
基因工程：用“剪刀+糨糊”创造新物种的工程。 细胞工程：微观水平的嫁接技术。 酶工程：让工厂高效、安静、美丽如画的工程。 发酵工程：把微生物或细胞造就成无数微型工厂， 将神话变为现实的桥梁。
酶工程第一章绪论
酶工程概述
酶的概念：
酶是具有生物催化功能的生物大分子。
酶的分类：
蛋白类酶（proteozyme,protein enzyme,P酶） 核酸类酶（robozyme,RNA enzyme,R酶）
第二节 酶催化作用的特点
一、酶催化作用的专一性强
专一性： 指在一定的条件下，一种酶只能催化一种或一类
结构相似的底物，进行某种类型反应的特性。
绝对专一性
专一性
基团专一性
相对专一性
酶工程第一章绪论
键的专一性
1、绝对专一性
绝对专一性概念： 一种酶只能催化一种底物进行一种反应。包括立
酶工程第一章绪论
第三节 影响酶催化作用的因素
二、酶浓度的影响 酶催化反应速度与酶浓度成正比。 三、温度的影响 在某一特定的温度条件下，酶催化 速度达到
最大，超过最适温度，反应速度逐步降低。 四、pH的影响 每一种酶都有其各自最适pH范围和最适pH。 五、抑制剂的影响
酶工程第一章绪论
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第三节 影响酶催化作用的因素
酶工程第一章绪论
三、酶催化作用的条件温和
酶催化反应的一般条件： 常温，常压，近中性的pH值环境。 一般非酶催化反应条件： 高温、高压和pH极端 原因： 酶促反应所需活化能低 酶是具有生物催化功能的生物大分子。
酶工程第一章绪论
第三节 影响酶催化作用的因素
一、底物浓度的影响 底物浓度与酶催化反应速度之间的关系：
酶工程第一章绪论
一、蛋白类酶（P酶）的分类与命名
酶工程：
酶的生产、改性与应用的技术过程。
酶工程的主要任务：
经过预先设计，通过人工操作获得人们所需的酶，并 通过各种方法使酶的特性得以改进，充分发挥其催化 功能。
酶工程第一章绪论
第一节 酶的基本概念与发展历史
人们对酶的认识起源于生产与生活实践： 夏禹时代，人们掌握了酿酒技术。 公元前12世纪周朝，人们就会制作饴糖和酱。 春秋战国时期已知用麴(曲)治疗消化不良的疾病。 酶者，酒母也
命名。 两类酶的命名差别： 蛋白类酶只能催化其他分子进行反应，而核酸类
酶既可以催化酶分子本身也可以催化其他分子进 行反应。
酶工程第一章绪论
第四节 酶的分类与命名 注意：顺序
蛋白类酶的种类：
不要搞错！
氧化还原酶类 Oxidoreductases
转移酶类
Transgerases
水解酶类
Hydrolases
N2H
OC N2H +H 2 O
N3H +C2O
非酶促：100℃ ，3× 10－10/s 在脲酶作用下：20.8 ℃ ，3× 104/s
与其它催化剂相比
H 2 O 2
H 2 O+O 2
此反应在过氧化氢酶的作用下，比在Fe2＋的作用下，反应速 度常数将近快9个数量级。
酶工程第一章绪论
思考：酶的催化为什么具有高效性？
主要内容
第一节 酶的基本概念与发展历史 第二节 酶催化作用的特点 第三节 影响酶催化作用的因素 第四节 酶的分类与命名 第五节 酶的活力测定 第六节 酶的生产方法 第七节 酶工程发展概况
酶工程第一章绪论
生物技术的四大支柱
生物技术 （生物工程）
基因工程 细胞工程 酶工程 发酵工程
酶工程第一章绪论
体异构专一性。如：蔗糖酶、麦芽糖酶。 立体异构专一性： 当作用的底物含有不对称碳原子时，酶只能作用
于异构体的一种。如：乳酸脱氢酶。 核酸类酶也具有绝对专一性。
酶工程第一章绪论
1、绝对专一性
酶工程第一章绪论
2、相对专一性
相对专一性概念： 一种酶能够催化一类结构相似物质进行某种相同
类型的反应。 （1）基团专一性 要求底物含有某一相同的基团。
五、抑制剂的影响 可逆抑制剂 不可逆抑制剂
竞争性抑制剂 非竞争性抑制剂 反竞争性抑制剂
六、激活剂的影响 激活剂：金属离子、无机负离子、蛋白酶等。
酶工程第一章绪论
第四节 酶的分类与命名
按照分子中起催化作用的主要组分的不同，酶可 以分为蛋白类酶（P酶）和核酸类酶（R酶）。
命名总原则： 根据酶作用的底物和催化反应的类型进行分类和
如：胰蛋白酶，是肽链内切酶，能把多肽链中赖氨酸和 精氨酸残基中的羧基侧切断。
（2）键专一性 要求底物具有相同化学键。
如：酯酶，可催化含酯键的酯类物质水解生成醇和酸。
酶工程第一章绪论
思考：酶为什么具有催化专一性？
酶工程第一章绪论
二、酶催化作用的效率高
与非酶促反应相比：是其107~1013倍。
裂合酶类
Lyases
异构酶类
Isomerases
合成酶类
Synthetases
或连接酶
ligases
酶工程第一章绪论
第四节 酶的分类与命名
核酸类酶的种类：
分子内催化R酶：
自我剪切酶
自我剪接酶
分子间催化R酶：
RNA剪切酶
DNA剪切酶
多肽剪切酶
多糖剪接酶
氨基酸酯剪切酶
多功能酶
酶工程第一章绪论
第一节 酶的基本概念与发展历史
对酶的作用机理及酶的本质的深入研究： 1902年，提出酶催化过程的中间产物学说 1913年，根据中间产物学说推导出酶促反应的的基
本动力学方程——米氏方程。 1930年，证实酶是一种蛋白质； 80年代初发现了具有催化功能的RNA——核酶
(ribozyme)，这一发现打破了酶是蛋白质的传统观 念，开辟了酶学研究的新领域 1989年，因核酶的发现，切克和阿尔特曼共同获得 1989年度诺贝尔化学奖。 现已鉴定出4000多种酶，数百种酶已得到结晶，而 且每年都有新酶被发现。
酶工程第一章绪论
第一节 酶的基本概念与发展历史
酶的存在及作用的认识： 1833年：发现淀粉酶 19世纪中叶：糖发酵产酒与活酵母有关 1878年：给酶一个统一的名词，叫Enzyme，这个
字来自希腊文，其意思是“在酵母中”。 1897年，德国巴克纳Buchner兄弟发现不含细胞的
酵母提取液也能使糖发酵，说明发酵与细胞的活 动无关，从而说明了发酵是酶作用的化学本质， 为此Buchner获得了1907年诺贝尔化学奖。
基因工程：用“剪刀+糨糊”创造新物种的工程。 细胞工程：微观水平的嫁接技术。 酶工程：让工厂高效、安静、美丽如画的工程。 发酵工程：把微生物或细胞造就成无数微型工厂， 将神话变为现实的桥梁。
酶工程第一章绪论
酶工程概述
酶的概念：
酶是具有生物催化功能的生物大分子。
酶的分类：
蛋白类酶（proteozyme,protein enzyme,P酶） 核酸类酶（robozyme,RNA enzyme,R酶）