(医学课件)生物化学 酶

1897年，Eduard Buchner意外发现并证明发酵过程
并不需要完整的活细胞存在。这一贡献彻底推翻
“活力论”观点。也打开了通向现代酶学与现代生
物化学的大门，1907年的诺贝尔化学奖。
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许多研究者开始鉴定酶的生物化学特性，发现与蛋白 质有关；但一些人认为酶不是蛋白质，辩称蛋白质只 是酶分子的携带者，蛋白质本身并不具有催化活性。
同或不同亚基以非共价键连接形成的酶。 • 多酶体系：由几种不同功能的酶彼此聚合
组成的多酶复合物。 • 多功能酶：指一些多酶体系在进化过程中
由于基因的融合，多种不同催化功能存在 于一条多肽链中，这类酶称为多功能酶或 串联酶。
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二、酶的分子组成
按照分子组成分为两种： 单纯酶：指仅由氨基酸残基组成的酶。如淀粉酶等。
“昔者，帝女令仪狄作酒而美，进之禹，禹饮而甘之， 曰:‘后世必有饮酒而之国者。’遂疏仪狄而绝旨酒”。刘向 <战国策>;
酶：【五音集韻】酒母也。
1700s，观察到：胃液对肉的消化；植物提取物和唾液 使淀粉转变为糖。
1878年，Wilhelm Kühne首次提出酶(enzyme)的概念。
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1980s，Thomas R. Cech和Sidney Altman分别在四膜 虫的RNA前体加工和细菌核糖核酸酶P复合物研究中 发现：RNA具有催化作用，并提出了核酶的概念。
1994年，Gerald.F.Joyce等发现了具有催化活性的 DNA（为人工合成），称为脱氧核酶。
1989年度 诺贝尔化学奖
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三、维生素与辅助因子
1. 定义：维生素是维持人体正常生理功能或细胞正常代 谢所必需的营养物质，人体的需要量极小（常以毫克 或微克计），但在体内不能合成或合成量很少，必须 由食物供给的一类小分子有机化合物。
2. 主要分为两类： ① 脂溶性维生素：包括VitA、D、E 、K 。 ② 水溶性维生素：包括B族维生素、VitC两类。
Thomas R. Cech Sidney Altman
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1902年，Victor Henri提出了酶动力学的定量理论， 但没有得到有力的实验证实。
1913年，Leonor Michaelis和其博士后Maud Leonora Menten证实了Henri的理论并扩展为米氏方程。随后， G. E. Briggs and J. B. Haldane又对其进行了扩展。
蛋白质部分：酶蛋白
结合酶
apoenzyme
非蛋白质部分：辅助因子 cofactor
全酶 holoenzyme
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从化学本质上来讲，辅助因子可分为两类： ① 金属离子：是最常见的辅助因子，约2/3的酶 含有金属离子。
金属酶：金属离子和酶结合紧密。如羧基肽酶。 金属激活酶：金属离子与酶的结合不甚紧密。
酶的化学本质： 几乎所有酶均为蛋白质，部分为核酸。 核酶(ribozyme)：具有催化功能的RNA。
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第二节 酶的分子结构
重点：活性中心、必需基团、辅酶/辅基等 概念；维生素→辅酶/辅基→作用
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一、酶的不同存在形式
• 单体酶：由一条多肽链组成。 • 寡聚酶：含两条或以上多肽链，即多个相
H3C
5
N
10
4 NH
8
9
1
H3C
N NO
HCH
核醇 H C OH H C OH
NH2 腺嘌呤
N N
H C OH O
O
N
N
CH2 O P O P O CH2 O
OH OH
HH
黄素单核苷酸（FMN）
H
H
Flavin mononucleotide
OH OH
黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）
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Flavin adenine dinucleotide
吡哆醇 吡哆醛
磷酸吡哆醛 氨基酸脱羧酶和转氨酶的辅基
磷酸吡哆胺
吡哆胺
泛酸 遍多酸 CoA
酰基转移酶的辅酶
生物素 VitH 生物素 羧化酶的辅基
叶酸
FH4
一碳单位转移酶的辅酶
VitB12 钴胺素 甲钴胺素 甲基转移酶的辅酶
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（1）VitB2(核黄素) FMN和FAD，是黄素酶的辅基(传递氢)。
异咯嗪 O
酶
Enzyme
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本章主要内容
第一节 概述 第二节 酶的分子结构 第三节 酶的作用特点及工作原理 第四节 影响酶促反应速度的因素 第五节 酶活性的调节 第六节 酶的分类与命名 第七节 酶和医学
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第一节 概述
重点：酶的概念与化学本质
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一、酶的发现与研究简史
公元前两千多年，我国已有酿酒记载。
3. B族维生素主要参与形成酶的辅助因子，具体见下表。
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维生素与常见的辅酶/辅基
名称 别名 活性形式 作用
VitB1 VitB2 VitPP
硫胺素 TPP
α-酮酸氧化脱羧酶的辅基
核黄素 FMN;FAD 黄素酶的辅基(传递氢)
尼克酸, NAD+; 尼克酰胺 NADP+
多种脱氢酶的辅酶(传递氢)
VitB6
FMN和FAD递氢机制
O
H3C
5
N
10
4 NH
8
9
1
+ 2H
H3C
N NO
R
FMN/FAD
（氧化型）
HO
H3C
5
N
10
Hale Waihona Puke Baidu4 NH
8
9
1
H3C
N NO
H
R
FMNH2/FADH2
（还原型）
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（2）VitPP(尼克酸,尼克酰胺) NAD+/NADP+ ，多种脱氢酶的辅酶(传递氢)
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二、酶的概念及化学本质
概念：酶是具有催化功能的生物分子。 约4000余种，催化生物体内的众多化学反应， 并受到精确调节，保证体内代谢的高效有序 进行。
SE P
* 酶促反应： 由酶催化的反应 * 底物（substrate)：酶所催化的物质 * 产物（product)：酶所催化的底物的转变物
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1926年，James B. Sumner发现脲酶是一个纯的蛋白质； 并于1937年再次发现过氧化氢酶也是蛋白质。John H. Northrop和Wendell M. Stanley则确认胃蛋白酶、胰蛋 白酶和胰凝乳蛋白酶是蛋白质。
随后发现的2千余种酶均证明是蛋白质。
1946年度 诺贝尔化学奖
如己糖激酶等。
② 小分子有机化合物：通常为维生素或其体内 代谢转变生成的衍生物，见后。
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按照与酶蛋白的结合程度，辅助因子又可分为： ① 辅酶(Coenzyme)：
与酶蛋白结合疏松，可用透析或超滤方法除去。
② 辅基(Prosthetic group)：
与酶蛋白结合紧密，不能用透析或超滤法除去。