1961年国际酶学委员会
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一、1961年国际酶学委员会(Enzyme Committee,EC)根据酶所催化的反应类型和机
理,把酶分成6大类。
1.氧化还原酶(Oxidoreductase)
催化氧化-还原反应。主要包括脱氢酶和氧化酶。如乳酸脱氢酶催化乳酸的脱氢反应。
2.转移酶(Transferase)
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。
3.水解酶(hydrolase)
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,脂肪酶催化的脂的水解反应。
4.裂合酶(Lyase)
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。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。
5.异构酶(Isomerase)
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。
6.合成酶(Ligase or Synthetase)
又称为连接酶,能够催化C-C、C-O、C-N 以及C-S 键的形成反应。这类反应必须与ATP分解反应相互偶联。A + B + ATP + H-O-H ===A − B + ADP +Pi
例如,丙酮酸羧化酶催化的反应。
二酶的提取纯化的方法主要有:
根据沉淀剂不同可分为:盐析、有机溶剂沉淀、聚丙烯酸沉淀、等电点沉淀盐析:在高盐度时,蛋白质的溶解度随盐浓度的增加而减少,结果使酶蛋白沉淀而析出,称为“盐析”。原理:盐离子与水(偶极分子)作用,使水分子活性降低,导致蛋白质水合程度减少,从而使酶蛋白溶解度降低。
有机溶剂沉淀:原理:在待分离的酶液中加入与水互溶的有机溶剂使溶液介电常数降低,酶蛋白分子间引力增大而相互产生互相聚集,从而降低溶解度而析出沉淀。
根据分子大小不同建立的方法:凝胶层析、膜分离、超速离心、高压液相色谱
凝胶层析:色谱柱由溶胀的多孔性、亲水性凝胶填充,分子量大的只能沿溶胀胶粒间的孔隙随溶剂流动,而不能渗入凝胶内部,故移动速度快而先流出色谱柱;分子量小的则可渗入凝胶颗粒,故较后流出色谱柱
膜分离:主要依赖于被分离物质分子量的大小,形状和性质的不同,在一定压差下,使小分子能够通过具有一定孔径的特制薄膜,使不同大小的分子得以分离。
超速离心:在强大的离心力场下,依据物质的沉降系数、质量和形状不同,将混合物样品中各组分分离、提纯的一项技术。
高压液相色谱:固定相载体颗粒粒度越细,越有利于分离,载体颗粒度减小到5~10 μm时,层析柱塔板数每米可达5万以上,会极大地改善分离效率;然而,粒度过细,洗脱液必须用高压输液泵加压。将这种加高压的层析方法称之为高压液相色谱(HPLC)。
根据电学性质不同建立的方法:离子交换色谱、电泳、羟基磷灰石层析
离子交换色谱:离子交换层析是利用在离子交换剂上的可解离基团(活性基团)对各种物质的吸附力不同而使不同物质分离的方法。
电泳:包括凝胶电泳跟等电聚焦电泳
羟基磷灰石层析:羟基磷灰石(HAP)是一种磷酸钙晶体,HAP的吸附主要基于钙离
子和磷酸根离子的静电引力,即在HAP的晶体表面存在两种不同的吸附晶面,分别起阴、阳离子交换作用
根据专一亲和作用建立的方——亲和层析
根据酶提取时所采用的溶剂或溶液的不同,酶的提取方法主要有:稀盐溶液提取、稀酸溶液提取、稀碱溶液提取、有机溶剂提取
三酶蛋白的侧链基团是指组成蛋白质的氨基酸残基上的功能团。主要包括(氨基)、羧基、(巯基)、(胍基)、酚基等。这些基团可以形成各种副键;对酶蛋白空间结构的形成和稳定有重要作用。侧链基团一旦改变将引起酶蛋白空间构象的改变,从而改变酶的特性和功能。
四酶促反应有机介质体系有哪几类
1.非极性有机溶剂−酶悬浮体系(微水介质体系)
用非极性有机溶剂取代所有的大量水,使固体酶悬浮在有机相中。但仍然含有必需的结合水以保持酶的催化活性。酶的状态可以是结晶态、冻干状态、沉淀状态,或者吸附在固体载体表面上。
2.与水互溶的有机溶剂−水单相体系
有机溶剂与水形成均匀的单相溶液体系。酶、底物和产物都能溶解在这种体系中。
3.非极性有机溶剂−水两相/多相体系
由含有溶解酶的水相和一个非极性的有机溶剂(高脂溶性)相所组成的两相体系。
(1)单相共溶剂体系(水/水溶性有机熔剂)(2)两相体系(水/水不溶性有机溶剂)(3)低水有机溶剂体系(有机溶剂体系)(4)反胶束体系
反胶束体系:是表面活性剂分散于连续有机相中自发形成的纳米尺度的一种聚集体。
反胶束溶液是透明的热力学稳定的系统。
五有机介质对酶有那些影响
1.稳定性:热稳定性、储存稳定性提高
在低水有机溶剂体系中,酶的稳定性与含水量密切相关;一般在低于临界含水量范围内,酶很稳定;含水量超出临界含水量后酶稳定性随含水量的增加而急剧下降。
2.活性
刚-柔并存
刚性:生物大分子结构的精确性柔性:生物大分子局部区域具有一定的可运动性。
(1)单相共溶剂体系中,有机溶剂对酶活性影响
a)有机溶剂直接作用于酶
b)有些酶的活性会随着某些有机溶剂浓度升高而增大,在某一浓度(最适浓
度)达到最大值;若浓度再升高,则活性下降。
(2)低水有机溶剂体系中,大部分酶活性得以保存,但也有某些酶活性亦变化
(3)在反向微团体系中,微团效应使某些酶活性增加
超活性:凡是高于水溶液中所得酶活性值的活性称为超活性(Super-activity)。
超活性是由围绕在酶分子外面的表面活性剂这一外壳之较大刚性所引起。
3.专一性
(1)某一些有机介质可能使某些酶的专一性发生变化,这是酶活性中心构象刚性增
强的结果。
(2)有些在水中不能实现的反应途径,在有机介质中却成为主导反应。
4.反应平衡方向
六酶固定化的定义:酶固定化是指固定在一定载体上并在一定的空间范围内进行催化反