生物化学ppt酶化学优秀课件
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)。
例如，丙酮酸羧化酶催化的反应。
核酸酶：唯一的非蛋白酶。它是一类特殊的 RNA，能够催化RNA分子中的磷酸酯键的水解 及其逆反应。
BB BBB
3'
3'
3'
3'
3'
P
P
P
P
P
P
5'
5'
5'
5'
5'
B BB
P
3'
P
3'
P
3'
OH
+
5'
5'
5'
BB
3'
3'
PPP
5'
5'
4.1.3 酶催化作用的特性
1. 高效性
生物化学ppt酶化学
本章要求
⒈ 掌握酶的概念、酶的命名分类及催化作用的特点。 ⒉ 了解几种重要辅酶的结构与功能。 ⒊ 了解酶促反应动力学。 ⒋ 掌握各因素对酶促反应速度的影响。 ⒌ 掌握酶活性中心的测定方法、酶的催化机制。 ⒍ 了解酶与化学相关学科的关系
酶的发现
1773年，意大利科学家斯帕兰扎尼（L.Spallanzani,1729-1799）设 计了一个巧妙的实验：将肉块放入小巧的金属笼中，然后让鹰吞下去。 过一段时间他将小笼取出，发现肉块消失了。于是，他推断胃液中一 定含有消化肉块的物质。但是什么，他不清楚。 1836年，德国科学家施旺（T.Schwann,1810-1882）从胃液中提取 出了消化蛋白质的物质。解开胃的消化之谜。 1926年，美国科学家萨姆钠（J.B.Sumner,1887-1955）从刀豆种子 中提取出脲酶的结晶，并通过化学实验证实脲酶是一种蛋白质。 20世纪30年代，科学家们相继提取出多种酶的蛋白质结晶，并指出 酶是一类具有生物催化作用的蛋白质。 20世纪80年代，美国科学家切赫（T.R.Cech,1947-）和奥特曼 （S.Altman,1939-）发现少数RNA也具有生物催化作用。
行。 底物:在酶的催化下发生化学反应的物质
CH3CH2-OH + NAD+
底物
辅酶
醇脱氢酶
CH3CHO + NADH + H+
产物
4.1.2 酶的命名及分类
1.酶的命名
(1)习惯命名法: 根据其催化底物来命名；如催化水解淀粉的酶——淀粉
酶；催化水解蛋白质的酶——蛋白酶； 根据所催化反应的性质来命名；谷氨酸——丙氨酸：谷
4.1 酶——生物催化剂
4.1.1 酶的概念
酶是生物催化剂，是一类具有催化活性和特定空间构象
的生物大分子，包括蛋白质和核酸（RNA,Ribozyme ）。 酶是维持生命体内正常的生理活动和新陈代谢的基本条件。 酶催化的生物化学反应——酶促反应。 酶能稳定底物的过渡态，降低反应的活化能，加速反应的进
R C O O C H 2 C H 3H 2 O R C O O HC H 3 C H 2 O H
氧化-还原酶:催化氧化-还原反应。
主要包括脱氢酶(dehydrogenase)和氧化酶(Oxidase)。
如，乳酸脱氢酶(Lactatase) 催化乳酸的脱氢反应。
C H 3 C H C O O H N A D + C H 3 C C O O H N A D HH +
➢ 多酶复合体：由多种酶彼此镶嵌成的复合体, 它们相 互配合依次进行，催化连续的 一系列相关反应。如丙 酮酸脱氢酶复合体。
➢ 多功能酶：一条多肽链上含有两种或两种以上催化活 性的酶，往往是基因融合的产物。如脂肪酸合成酶。
B.据酶所催化的反应类型
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。 例如，脂肪酶(Lipase)催化的脂的水解反应：
酶是自然界催化活性最高的一类催化剂。可使 反应速率提高106~1012倍，比普通催化剂效能
至少高几倍以上。
例如：过氧化氢分解
2H2O2
2H2O + O2
用Fe（Ⅲ） 催化，效率为6×10-4 mol/mol·S， 用过氧化氢酶催化，效率为6 ×106 mol/mol·S。 用-淀粉酶催化淀粉水解，1克结晶酶在65C条件下可催 化2吨淀粉水解。
主要包括醛缩酶、水化酶及脱氨酶等。 例如， 延胡索酸水合酶催化的反应。
H O O C C H = C H C O O H H 2 OH O O C C H 2 C H C O O H O H
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。 例如，6-磷酸葡萄糖异构酶催化的反应。
(2)国际系统命名法
例如：
习惯名称:乳酸脱氢酶
系统名称:乳酸:NAD+氧化还原酶
催ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的反应
乳酸+NAD+
丙酮酸+NADH+H+
繁琐
2.酶的分类
A.根据酶蛋白结构特点分类
➢ 单体酶：由一条或多条共价相连的肽链组成的酶分子。 一般为水解酶。
➢ 寡聚酶：由两条或多条肽链组成的酶分子。为大多数 酶。
2. 选择性
（1）反应专一性： 酶一般只能选择性地催化一种或一类相同类 型的化学反应，且无副产物生成。 如蛋白质水解酶只能选择水解蛋白质或肽中特 定的肽键。
（2）底物专一性
一种酶只能作用于某一种或某一类结构、性质相似的物质。 据酶对底物专一性的程度和类型，可分为： ①结构专一性:有些酶对底物的要求非常严格，只作用于一种
特定的底物——绝对专一性； 有些酶的作用对象是一类化合物或一类化学键——相对专 一性。
O H
O
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。例如， 谷丙转氨 酶催化的氨基转移反应。
CH3CHCOOH HOOCCH2CH2CCOOH
NH2
O
CH3CCOOH HOOCCH2CH2CHCOOH
O
NH2
裂合酶: 催化从底物分子中移去一个基团 或原子形成双键的反应及其逆反应。
丙转氨酶； 结合上述两个原则来命名， 有时在这些命名基础上加上酶的来源或其它特点。
(2)国际系统命名法
系统名称包括底物名称、构型、反应性 质，最后加一个酶字。
例如：
习惯名称:谷丙转氨酶 系统名称:丙氨酸：-酮戊二酸氨基转移酶 酶催化的反应: 谷氨酸 + 丙酮酸 -酮戊二酸 + 丙氨酸
CH2OPO32-
O OH 6-磷酸葡萄糖异构酶 OH
CH2OPO32- CH2OH O OH
OH OH
6-磷酸葡萄糖
OH
OH
6-磷酸果糖
合成酶，又称为连接酶：能够催化C-C、C-O、CN 以及C-S 键的形成反应。这类反应在热力学上都 是非自发进行的反应，必须与ATP分解反应相互偶 联。
A + B + ATP + H-O-H A-B+ADP + Pi
核酸酶：唯一的非蛋白酶。它是一类特殊的 RNA，能够催化RNA分子中的磷酸酯键的水解 及其逆反应。
BB BBB
3'
3'
3'
3'
3'
P
P
P
P
P
P
5'
5'
5'
5'
5'
B BB
P
3'
P
3'
P
3'
OH
+
5'
5'
5'
BB
3'
3'
PPP
5'
5'
4.1.3 酶催化作用的特性
1. 高效性
生物化学ppt酶化学
本章要求
⒈ 掌握酶的概念、酶的命名分类及催化作用的特点。 ⒉ 了解几种重要辅酶的结构与功能。 ⒊ 了解酶促反应动力学。 ⒋ 掌握各因素对酶促反应速度的影响。 ⒌ 掌握酶活性中心的测定方法、酶的催化机制。 ⒍ 了解酶与化学相关学科的关系
酶的发现
1773年，意大利科学家斯帕兰扎尼（L.Spallanzani,1729-1799）设 计了一个巧妙的实验：将肉块放入小巧的金属笼中，然后让鹰吞下去。 过一段时间他将小笼取出，发现肉块消失了。于是，他推断胃液中一 定含有消化肉块的物质。但是什么，他不清楚。 1836年，德国科学家施旺（T.Schwann,1810-1882）从胃液中提取 出了消化蛋白质的物质。解开胃的消化之谜。 1926年，美国科学家萨姆钠（J.B.Sumner,1887-1955）从刀豆种子 中提取出脲酶的结晶，并通过化学实验证实脲酶是一种蛋白质。 20世纪30年代，科学家们相继提取出多种酶的蛋白质结晶，并指出 酶是一类具有生物催化作用的蛋白质。 20世纪80年代，美国科学家切赫（T.R.Cech,1947-）和奥特曼 （S.Altman,1939-）发现少数RNA也具有生物催化作用。
行。 底物:在酶的催化下发生化学反应的物质
CH3CH2-OH + NAD+
底物
辅酶
醇脱氢酶
CH3CHO + NADH + H+
产物
4.1.2 酶的命名及分类
1.酶的命名
(1)习惯命名法: 根据其催化底物来命名；如催化水解淀粉的酶——淀粉
酶；催化水解蛋白质的酶——蛋白酶； 根据所催化反应的性质来命名；谷氨酸——丙氨酸：谷
4.1 酶——生物催化剂
4.1.1 酶的概念
酶是生物催化剂，是一类具有催化活性和特定空间构象
的生物大分子，包括蛋白质和核酸（RNA,Ribozyme ）。 酶是维持生命体内正常的生理活动和新陈代谢的基本条件。 酶催化的生物化学反应——酶促反应。 酶能稳定底物的过渡态，降低反应的活化能，加速反应的进
R C O O C H 2 C H 3H 2 O R C O O HC H 3 C H 2 O H
氧化-还原酶:催化氧化-还原反应。
主要包括脱氢酶(dehydrogenase)和氧化酶(Oxidase)。
如，乳酸脱氢酶(Lactatase) 催化乳酸的脱氢反应。
C H 3 C H C O O H N A D + C H 3 C C O O H N A D HH +
➢ 多酶复合体：由多种酶彼此镶嵌成的复合体, 它们相 互配合依次进行，催化连续的 一系列相关反应。如丙 酮酸脱氢酶复合体。
➢ 多功能酶：一条多肽链上含有两种或两种以上催化活 性的酶，往往是基因融合的产物。如脂肪酸合成酶。
B.据酶所催化的反应类型
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。 例如，脂肪酶(Lipase)催化的脂的水解反应：
酶是自然界催化活性最高的一类催化剂。可使 反应速率提高106~1012倍，比普通催化剂效能
至少高几倍以上。
例如：过氧化氢分解
2H2O2
2H2O + O2
用Fe（Ⅲ） 催化，效率为6×10-4 mol/mol·S， 用过氧化氢酶催化，效率为6 ×106 mol/mol·S。 用-淀粉酶催化淀粉水解，1克结晶酶在65C条件下可催 化2吨淀粉水解。
主要包括醛缩酶、水化酶及脱氨酶等。 例如， 延胡索酸水合酶催化的反应。
H O O C C H = C H C O O H H 2 OH O O C C H 2 C H C O O H O H
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。 例如，6-磷酸葡萄糖异构酶催化的反应。
(2)国际系统命名法
例如：
习惯名称:乳酸脱氢酶
系统名称:乳酸:NAD+氧化还原酶
催ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的反应
乳酸+NAD+
丙酮酸+NADH+H+
繁琐
2.酶的分类
A.根据酶蛋白结构特点分类
➢ 单体酶：由一条或多条共价相连的肽链组成的酶分子。 一般为水解酶。
➢ 寡聚酶：由两条或多条肽链组成的酶分子。为大多数 酶。
2. 选择性
（1）反应专一性： 酶一般只能选择性地催化一种或一类相同类 型的化学反应，且无副产物生成。 如蛋白质水解酶只能选择水解蛋白质或肽中特 定的肽键。
（2）底物专一性
一种酶只能作用于某一种或某一类结构、性质相似的物质。 据酶对底物专一性的程度和类型，可分为： ①结构专一性:有些酶对底物的要求非常严格，只作用于一种
特定的底物——绝对专一性； 有些酶的作用对象是一类化合物或一类化学键——相对专 一性。
O H
O
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。例如， 谷丙转氨 酶催化的氨基转移反应。
CH3CHCOOH HOOCCH2CH2CCOOH
NH2
O
CH3CCOOH HOOCCH2CH2CHCOOH
O
NH2
裂合酶: 催化从底物分子中移去一个基团 或原子形成双键的反应及其逆反应。
丙转氨酶； 结合上述两个原则来命名， 有时在这些命名基础上加上酶的来源或其它特点。
(2)国际系统命名法
系统名称包括底物名称、构型、反应性 质，最后加一个酶字。
例如：
习惯名称:谷丙转氨酶 系统名称:丙氨酸：-酮戊二酸氨基转移酶 酶催化的反应: 谷氨酸 + 丙酮酸 -酮戊二酸 + 丙氨酸
CH2OPO32-
O OH 6-磷酸葡萄糖异构酶 OH
CH2OPO32- CH2OH O OH
OH OH
6-磷酸葡萄糖
OH
OH
6-磷酸果糖
合成酶，又称为连接酶：能够催化C-C、C-O、CN 以及C-S 键的形成反应。这类反应在热力学上都 是非自发进行的反应，必须与ATP分解反应相互偶 联。
A + B + ATP + H-O-H A-B+ADP + Pi