《酶催化作用的特点》PPT课件
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酶四章-酶的催化作用ppt课件
酶催化反应的基本特征
酶是生物为提高其生化反应 效率而产生的生物催化剂，其化 学本质为蛋白质，少数酶同时含 有少量的糖和脂肪。在生物体内， 所有的反应均在酶的催化作用下 完成，几乎所有生物的生理现象 都与酶的作用紧密联系。
目前已知的酶多达2200种以 上。作为生物催化剂的酶，它既 有一般催化剂的共性，又应具有 生物催化剂的特性。
k1E Sk1E S
或
Ekk 1 1E SSKSE SS
因为反应体系中,酶的总浓度[E]0为:
E0EES
将上式代入后可得：
E0KSE SSESESE SS
也即：
ES
E0S S KS
如用产物生成速率代表上述简单酶催化反应的反应速率 （v），就可写成：
vk2ES
将式代入后可得该反应的反应速率：
v
k2 E0 S S KS
单底物酶促反应动力学
底物浓度对酶促反应初速度的影响
底物浓度对反应初速度的双曲线
中间复合物学说对双曲线的解释
米氏方程式
Km的意义，应用和求法
酶浓度对酶促反应初速度的影响
温度对酶促反应初速度的影响
pH对酶促反应初速度的影响
激活剂和抑制剂对酶促反应初速度的影响。
酶促反应的速度和影响因素
1 底物浓度对酶促反应速度的影响
利用酶催化的这种高度的多 种专一性，有可能制备出化学催 化反应所不能得到的化合物，这 也有利于提高产物的分离纯度。
(3)具有温和的反应条件
——酶催化反应温度一般在生理 温度25~37℃的范围，仅有少数酶 反应可在较高温度下进行。同时， 酶催化反应一般是在接近中性的 pH值条件下进行。
(4)酶易失活与变性
羰基产物形成酶游离酶催化活性的调控机制酶催化活性的调控机制抑制剂调节抑制剂调节反馈调节反馈调节酶原激活酶原激活激素控制激素控制调节酶的活性酶量来控制代谢速度以满足生命的各种需要和适应环境的变化酶的催化功能酶的催化功能降低化学反应的活化酶的催化中心酶的催化中心酶的催化酶的催化活性集中活性集中的区域的区域心心与底物结合的结合中心促进底物发生化学变化的催化中心决定了酶的专一性决定了决定了酶催化酶催化反应的反应的性质性质活性中心活性中心酶分子在三维结构酶分子在三维结构上比较靠近的少数上比较靠近的少数几个氨基酸残基或几个氨基酸残基或这些残基上的某些这些残基上的某些基团基团辅酶分子或辅酶分子辅酶分子或辅酶分子上的某一部分结构上的某一部分结构不需要辅酶的不需要辅酶的一级结构上可能相距甚远甚至是位于不同的肽链上通过肽链的盘绕折叠而在空间构象上相互靠近活性中心活性中心酶原在细胞内在细胞内合成完毕合成完毕后并不表后并不表现出催化现出催化活性一些活性一些有催化活性的酶有催化活性的酶酶原的激活酶原的激活通过通过去掉分子中的部分肽链段去掉分子中的部分肽链段引起酶分子空间结构的变化从引起酶分子空间结构的变化从而形成或暴露出催化活性中心而形成或暴露出催化活性中心许多研究结果表明在酶和底物结合时发现很多酶发生空间构象变化酶分子的构象具有一定程度的柔性或可运动性酶分子的活性部位具有较大的柔性而且容易受环境改变或配体结合的影响
酶的催化作用特性及实验设计ppt课件
探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
2mL淀粉溶液 2mL蔗糖溶液 加入淀粉酶2mL，振荡，试管下半部 浸入60℃左右的热水中，保温5min 加斐林试剂 振荡 水浴加热1min 蓝色 砖红色沉淀 无变化
淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化 蔗糖水解。
2.表示酶专一性的曲线
2.1.在 A 反应物中加入酶 A，反应速度较未加酶时 明显加快，说明酶 A 催化底物 A 参加反应； 2.2.在 A 反应物中加入酶 B，反应速度和未加酶的 相同，说明酶 B 不催化底物 A 参加反应。
D 图叙述错误的是
A.影响AB段反应速 率的主要因素是底 物浓度 B.影响BC段反应速率的主要限制因 子可能是酶量 C.温度导致了曲线Ⅰ和Ⅱ的反应速率不同 D.曲线Ⅰ显示，该酶促反应的最适温度为37℃
例.某同学研究温度和 pH对某酶促反应速率的 影响，得到如图的曲线
A 。下列分析正确的是
A.该酶催化反应的最适温度为35℃左右，最适pH为8 B.当pH为8时，影响反应速率的主要因素是底物浓度 和酶浓度 C.随pH升高，该酶催化反应的最适温度也逐渐升高 D.当pH为任何一固定值时，实验结果都可以证明温 度对反应速率的影响
2.自变量的确定和控制 根据实验目的，确定实验变量，进而确定控制的措施。
例如：“探究淀粉酶的最适温度”的实验。 2.1.变量的确定 自变量是相同的酶处在不同温度下即温度梯度，即要“探究
什么”，则“什么”就是自变量。 2.2.自变量的控制 在确定了自变量是温度后，应将淀粉酶置于温度梯度下，如
：25℃、26℃、27℃……控制变量的方法，常用的有“施加”“ 改变”“去除”等。 3.无关变量的确定与控制
B.当反应温度由t1调到最适
温度时，酶活性上升
酶催化作用和光催化作用简介ppt实用资料
1.2 酶的类型与应用
酶催化的优点： 1）活性高：酶催化反应的速率是相应的非酶催化反应速率的10 倍，如过氧化氢酶每分钟能分解5000万个过氧化氢分子。
2）选择性高：每种酶只适用于特定的反应类型，特定结构的 底物，并只得到特定的产物。 3）适用性高：酶可用于多种反应，几乎每一种类型的有机反 应都有对应的酶催化反应存在，但烃的裂解、烯烃聚合、F-T 反应是例外。 4）反应条件温和：常在室温或接近中性的pH条件下就可以发 生。 5）兼有均相和多相的特点。
催化的光化学反应：催化剂加速的光化学反应。
2.2 光催化作用的类型 1）反应物分子首先吸收一定能量的光而被激活后，再在催化剂 作用下生成产物，催化剂本身在分离出来----催化的光反应：
反应物 hv活化的反应物 活化 催 的 化 反 反 剂 应 应 反 物 中应 间 催产 物
2）催化剂首先吸收一定能量的光被激活，激活的催化剂再同反 应物分子起作用而得到产物，催化剂再分离出来---敏化的光反 应：
般先从底物取得两个氢原子而转化为FADH2，当第二个底物在 同一酶分子上反应时，将FADH2中的两个氢原子在转移到该底 物上而重新得到FDA。
3）辅酶A（CoA）：其结构是泛酸的羧基与-氨基已硫醇以肽 链相连，另一端与腺苷二磷酸的焦磷酸相连。这种辅酶可以催 化底物中酰基的转移。
CH3-CO-R + HS-CoA → CH3CO-S-CoA + H-R CH3CO-S-CoA + 另一个底物 → SH-CoA + CH3CO-底物
酶催化的缺点： 1）酶的分离、提纯技术很昂贵。 2）酶催化只能局限于间歇式。 3）许多酶需要非蛋白质的辅酶配合使用才行。
为了把酶有效的应用于工业，需要着重解决两个问题：一是改 善其稳定性，二是要开发出一种经济的非破坏性的回收酶的方 法。酶的“固相化”是达到这些目的的理想途径。固相化的方 法主要有两种：1）将酶吸附于惰性固体表面；2）将酶负载在 凝胶上；3）将酶与载体共价结合。
生物化学---酶催化作用的特点
I.
脂溶性维生素
维生素A,D,E,K均溶于脂类溶剂，不溶于水，在食物中 通常与脂肪一起存在，吸收它们，需要脂肪和胆汁酸。 维生素A
维生素A分A1, A2两种，是不饱和一元醇类。维生素A1又称为视 黄醇，A2称为脱氢视黄醇。 主要功能：维持上皮组织健康及正常视觉，促进年幼动物的正常 生长。
①
酶的辅因子?酶的辅因子是酶的对热稳定的非蛋白小分子物质部分其主要作用是作为电子原子或某些基团的载体参与反应并促进整个催化过程
第二章 酶 (Enzyme)
一、酶的概念
1.酶的概念
酶是一类由活性细胞产生的具有催化作用和高 度专一性的特殊蛋白质。简单说，酶是一类由活 性细胞产生的生物催化剂。
2.酶催化作用的特点
NH2 CONH2 O O N
+ -
N N
N
O
CH2OPOPOCH2 N O O O OH OH
OH
OH(OPO3H2)
⑤
维生素B6和磷酸吡哆醛 维生素B6包括吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺。
CHO HO H3C N CH2 OH HO H3C N CH2NH2 CH2 OH
维生素B6在体内经磷酸化作用转化为相应的磷酸脂，参 加代谢的主要的是磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺。磷酸吡哆 醛是氨基酸转氨作用、脱羧作用和消旋作用的辅酶。
酶的辅因子是酶的对热稳定的非蛋白小分子物 质部分，其主要作用是作为电子、原子或某些基 团的载体参与反应并促进整个催化过程。
(1)传递电子体：如 卟啉铁、铁硫簇； (2)传递氢（递氢体）：如 FMN/FAD、NAD/NADP、C0Q、 硫辛酸； (3)传递酰基体：如 C0A、TPP、硫辛酸； (4)传递一碳基团：如 四氢叶酸； (5)传递磷酸基：如 ATP，GTP； (6)其它作用： 转氨基，如 VB6 ；传递CO2，如 生物素。
生物化学---酶催化作用的特点93页PPT
两部分组成。
缺乏时组织呼吸减弱，代谢强度降低。主要症状为口腔 发炎，舌炎、角膜炎、皮炎等。
OHOHOH O
CH2CHCHCHCH2OPOH
NN
OH
CH3
CO
CH3
NH NC
O
FAD(黄素-腺嘌呤二核苷酸)和FMN(黄素单核苷酸)是核 黄素(维生素B2)的衍生物。它们在脱氢酶催化的氧化-还 原反应中，起着电子和质子的传递体作用。
辅酶是一类具有特殊化学结构和功能的化合物。参与的酶 促反应主要为氧化-还原反应或基团转移反应。
大多数辅酶的前体主要是水溶性 B 族维生素。许多维生素 的生理功能与辅酶的作用密切相关。
I. 脂溶性维生素
维生素A,D,E,K均溶于脂类溶剂，不溶于水，在食物中 通常与脂肪一起存在，吸收它们，需要脂肪和胆汁酸。
NH2 N
ClCH2 N+
H3C N
S
CH3 CH2CH2 OH
焦磷酸硫胺素(TPP)是脱羧酶的辅酶，催化丙酮酸或α–酮
戊二酸的氧化脱羧反应，所以又称为羧化辅酶。
NH2 N
ClCH2 N+
H3C N
S
CH3
OO
CH2CH2 O P O P OH
OH OH
② 维生素B2和黄素辅酶 维生素B2又称核黄素，由核糖醇和6，7-二甲基异咯嗪
n=6-10
4.酶结构与功能特点
蛋白质的结构特点： 一级、二级、三级、四级结构
根据结构不同酶可分为： I. 单体酶：只有单一的三级结构蛋白质构成。 II. 寡聚酶：由多个（两个以上）具有三级结构的
亚基聚合而成。 III. 多酶复合体：由几个功能相关的酶嵌合而成的
复合体。
缺乏时组织呼吸减弱，代谢强度降低。主要症状为口腔 发炎，舌炎、角膜炎、皮炎等。
OHOHOH O
CH2CHCHCHCH2OPOH
NN
OH
CH3
CO
CH3
NH NC
O
FAD(黄素-腺嘌呤二核苷酸)和FMN(黄素单核苷酸)是核 黄素(维生素B2)的衍生物。它们在脱氢酶催化的氧化-还 原反应中，起着电子和质子的传递体作用。
辅酶是一类具有特殊化学结构和功能的化合物。参与的酶 促反应主要为氧化-还原反应或基团转移反应。
大多数辅酶的前体主要是水溶性 B 族维生素。许多维生素 的生理功能与辅酶的作用密切相关。
I. 脂溶性维生素
维生素A,D,E,K均溶于脂类溶剂，不溶于水，在食物中 通常与脂肪一起存在，吸收它们，需要脂肪和胆汁酸。
NH2 N
ClCH2 N+
H3C N
S
CH3 CH2CH2 OH
焦磷酸硫胺素(TPP)是脱羧酶的辅酶，催化丙酮酸或α–酮
戊二酸的氧化脱羧反应，所以又称为羧化辅酶。
NH2 N
ClCH2 N+
H3C N
S
CH3
OO
CH2CH2 O P O P OH
OH OH
② 维生素B2和黄素辅酶 维生素B2又称核黄素，由核糖醇和6，7-二甲基异咯嗪
n=6-10
4.酶结构与功能特点
蛋白质的结构特点： 一级、二级、三级、四级结构
根据结构不同酶可分为： I. 单体酶：只有单一的三级结构蛋白质构成。 II. 寡聚酶：由多个（两个以上）具有三级结构的
亚基聚合而成。 III. 多酶复合体：由几个功能相关的酶嵌合而成的
复合体。
第十章 酶催化反应动力学 ppt课件
[ES]
[ E ][ S ] [ ES ]
KM
反应体系的总酶量为：Et [E]S[E]
[E]SEt [E]Et KM [S [E ] ]S
经整理得： ES
Et S KM S
(1)
由于酶促反应速度由[ES]决定，即 vk2ES
将（2）代入（1）得：
v k2
Et S KM S
，所以 ES v
❖ 竞争性抑制 ❖ 非竞争性抑制 ❖ 反竞争性抑制 ❖ 混合性抑制
1.竞争性抑制(competitive inhibition)
(1)含义和反应式
抑制剂I和底物S结构相似，抑制剂I和底物S对游离酶E的结合有 竞争作用，互相排斥，已结合底物的ES复合体，不能再结合I。
（2）特点：
① 抑制剂I与底物S在化学结构上相似，能与底物S 竞争酶E分子活性中心的结合基团.
很强的专一性
绝对专一性 ：一种酶只能催化一种化合物进行一种反应
相对专一性：一种酶能够催化一类具有相同化学键或基团的 物质进行某种类型的反应
反应专一性：一种酶只能催化某化合物在热力学上可能进行 的许多反应中的一种反应
底物专一性 ：一种酶只能催化一种底物 立体专一性：一种酶只能作用于所有立体异构体中的一种
具有温和的反应条件
一般在生理温度25~37℃的范围，仅有少数酶 反应可在较高温度下进行。
在接近中性的pH值条件下进行
易变性与失活
蛋白酶的化学本质是蛋白质，因而具有蛋白质 的所有性质。
常因变性而使活力下降，甚至完全失活。 酶的变性多数为不可逆。
激活剂和抑制剂
激活剂：能提高酶活性的物质
1）无机离子：酶的辅因子；桥梁作用 2）中等大小的有机分子：还原剂；EDTA 3）蛋白质性质的大分子：激活酶原
[ E ][ S ] [ ES ]
KM
反应体系的总酶量为：Et [E]S[E]
[E]SEt [E]Et KM [S [E ] ]S
经整理得： ES
Et S KM S
(1)
由于酶促反应速度由[ES]决定，即 vk2ES
将（2）代入（1）得：
v k2
Et S KM S
，所以 ES v
❖ 竞争性抑制 ❖ 非竞争性抑制 ❖ 反竞争性抑制 ❖ 混合性抑制
1.竞争性抑制(competitive inhibition)
(1)含义和反应式
抑制剂I和底物S结构相似，抑制剂I和底物S对游离酶E的结合有 竞争作用，互相排斥，已结合底物的ES复合体，不能再结合I。
（2）特点：
① 抑制剂I与底物S在化学结构上相似，能与底物S 竞争酶E分子活性中心的结合基团.
很强的专一性
绝对专一性 ：一种酶只能催化一种化合物进行一种反应
相对专一性：一种酶能够催化一类具有相同化学键或基团的 物质进行某种类型的反应
反应专一性：一种酶只能催化某化合物在热力学上可能进行 的许多反应中的一种反应
底物专一性 ：一种酶只能催化一种底物 立体专一性：一种酶只能作用于所有立体异构体中的一种
具有温和的反应条件
一般在生理温度25~37℃的范围，仅有少数酶 反应可在较高温度下进行。
在接近中性的pH值条件下进行
易变性与失活
蛋白酶的化学本质是蛋白质，因而具有蛋白质 的所有性质。
常因变性而使活力下降，甚至完全失活。 酶的变性多数为不可逆。
激活剂和抑制剂
激活剂：能提高酶活性的物质
1）无机离子：酶的辅因子；桥梁作用 2）中等大小的有机分子：还原剂；EDTA 3）蛋白质性质的大分子：激活酶原
酶催化作用的特点
（3）多样性，指生物体内具有种类繁多的酶；
（4）易变性，由于大多数酶是蛋白质，因而会被高温、强酸、强碱等破坏；
（5）反应条件的温和性，酶促反应在常温、常压、生理pH条件下进行；
（6）酶的催化活性受到调节、控制；
（7）有些酶的催化活性与辅因子有关
1）改变化学反应速率，
（3） 加快化学反应速率，缩短达到平衡时间，但不改变平衡点；
（4）降低活化能，使速率加快
（1）高效性，指催化效率很高，使得反应速率很快；
（2）专一性，任何一种酶只作用于一种或几种相关的化合物，这就是酶对底物的专一性；
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C
COOH
H3C
OH
A BC
A BC
精品医学
8
3. 酶催化需要温和的温度
• 酶来源与生物体，高压、高酸等剧烈环境 易使酶失活。
精品医学
9
4. 酶活性的可调节性
• 酶促反应受多种因素的调控，以适应机体 对不断变化的内外环境和生命活动的需要。 其中包括三方面的调节。
• 对酶生成与降解量的调节 • 酶催化效力的调节 • 通过改变底物浓度对酶进行调节等
其对体则全无作用（L-氨基酸氧化酶）
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绝对特异性
酶只作用于特定结构的底物，进行一种专一 的反应，生成一种特定结构的产物 。
如：
NH2
OC
+ H2O
脲酶
2NH3 + CO2
NH2 尿素
NH CH3
OC
+ H2O
脲酶
NH2 甲基尿素
精品医学
6
相对特异性
酶作用于一类化合物或一种化学键。
如：
蔗糖
1
生物化学-2-酶的催化特性
催化性质
酶是生物催化剂，与无机催化剂相比，二者有共性；但酶的 化学本质是蛋白质，又在生物体内作用，因此酶的作用又有特 性。
共性：1、只能催化热力学允许的反应能量高到能量低。 2、加快反应速度，但不改变反应的平衡点。 3、用量少，反应前后质量与性质不发生改变。 4、都能降低活化能。
精品医学
酶催化作用特性 ▪ 1、催化效率高 ▪ 2、酶的作用具有高度的专一性 ▪ 3、酶的催化反应需要温和的条件 ▪ 4、酶的催化活性是受调节和控制的
精品医学
2. 高度的专一性（特异性）
• 概念： • 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专一性或特异性。
A．所有的酶都含有辅基或辅酶
B．只能在体内起催化作用 C．大多数酶的化学本质是蛋白质
D. 都具有立体异构专一性（特异性）
E．能改变化学反应的平衡点加速反应的进行
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14
这表明酶具有的特点是 • A:高效性和专一性 • B:高效性和低效性 • C:专一性和低效性 • D:多样性和低效性（来自A）精品医学12
3、酶与一般催化剂不同，在于酶具有
( BCD)
A．酶可改变反应平衡常数
B．极高催化效率 C．对反应环境的高度不稳定 D．高度专一性
精品医学
13
C 4、关于酶的叙述哪项是正确的？（ ）
精品医学
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D • 1、关于酶的特性，下列表述中错误的一项是（ ）
• A.酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物 • B.化学反应前后，酶的化学性质和数量不变 • C.酶的催化效率很高，但易受温度和酸碱度影响 • D.一旦离开活细胞，酶就失去催化能力
精品医学
11
• 2、一份淀粉酶能使100份淀粉水解成麦芽糖， 但不能使一份麦芽糖水解为葡萄糖。
CH 2OH
H
OH
CH
2
OH O
H
H OH
H1
H
OH
OH
O
CH 2OH
H OH
OH H
CH 2OH
OH
OH
H OH
H1
H
H OH
棉子糖
O CH 2
HH OH
OH
H
蔗糖酶
1
OH
CH 2OHO
H1
H
O
OH
OH
H
OH CH 2OH
H
精品医学
7
立体结构特异性
酶仅作用于立体异构体中的一种。
H
H
C
OH
H3C
COOH
绝对专一性
相对专一性
立体结构专一性
精品医学
4
专一性
绝对专一性：除一种底物一定反应以外，其它任何物质它
都不起催化作用
相对专一性
基团专一性：除了要求A和B之间的键合 适外，还对其所作用键两端的基团具有 不同的专一性
键专一性：只要求底物分子上有适合的 化学键就可以起催化作用（羧酸脂酶）
立体异构专一性 ：只能对一种立体异构体起催化作用，对