动物生物化学：第三章 酶

氧化还原酶：催化氧化－还原反应
转移酶：催化基团转移反应。
习惯命名法通常以酶催化的底物加反应的类型，最后标以酶字即成
❖ 如乳酸脱氢酶、磷酸丙糖异构酶等。 ❖ 但是水解酶类一般仅用底物名称即可，如蛋白酶为催化蛋白水解的酶。 ❖ 为区别酶的来源，有时尚需加上器官和体液名，如胃蛋白酶、唾液淀粉
酶等。
系统名称包括两部分
❖ 底物名称和反应类型。 ❖ 若酶反应中有两种底物起反应，这两种底物均需表明，当中用“：”分
2H2O2 2H2O + O2 用Fe3+ 催化，效率为6×10-4 mol/mol.S，而用过氧化氢酶催化， 效率为6×106 mol/mol.S。
-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。
3．反应条件温和
酶促反应一般在pH 5-8 水溶液中进行，反 应温度范围为20-40C。
❖ 了解米式方程的推导过程 ❖ 影响酶促反应的各种因素 ❖ 了解和掌握一些主要的水溶性维生素的
名称、生理作用和它们的辅酶形式。
第一节 酶的一般概念
概述：酶的研究历史
❖ 酶的发现和提出：1897年，Buchner兄弟用 不含 细胞的酵母汁成功实现了发酵。提出了发酵与活细 胞无关，而与细胞液中的酶有关。
❖ 1913年，Michaelis和Menten提出了酶促动力学原 理—米氏学说。
❖ 1926年，Sumner从刀豆种子中分离、纯化得到了脲 酶结晶，首次证明酶是具有催化活性的蛋白质。
❖ 1982年，Cech对四膜虫的研究中发现RNA具有催化 作用。
一、酶是生物催化剂
❖ 酶(Enzyme和Ribozyme) ：是由生物细胞产生的具 有催化能力的生物催化剂(biocatalyst)。
效率高。
▪ 酶能够稳定底物形成的过渡状态，降低反应的活
化能，从而加速反应的进行。
Fra Baidu bibliotek
酶作为生物催化剂的特性
1．专一性 Specificity
酶的专一性 又称为特异性，是指酶在催化生化反应 时对底物的选择性。
❖ 蛋白酶催化蛋白质的水解；淀粉酶催化淀粉的水解；核酸酶 催化核酸的水解。
分类
❖ 绝对专一性 只能催化一种底物发生一定类型反应
三、 酶的化学本质
❖ 酶的化学本质的认识过程
自从1926年Summer首次证明脲酶具有蛋白质性质以来， 人们一直认为，所有的酶都是蛋白质。
1986年抗体酶研制成功，是20世纪80年代酶学领域具有 突破性意义的工作。
80年代，塞克(T．Cech)和阿尔特曼(S．Altman)发现 L19RNA具有多种酶的催化功能（核酶 ribozyme）。
高温或其它苛刻的物理或化学条件，将引起 酶的失活。
４．酶易失活
凡能使蛋白质变性的因素如强酸、强碱高温等条件 都能使酶破坏而完全失去活性。
所以酶作用一般都要求比较温和的条件如常温、常 压和接近中性的酸硷度。
５.体内酶活性是受调控的
如抑制剂调节、共价修饰调节、反馈调节、酶原激活及 激素控制等。
开。 ❖ 例如：催化乳酸脱氢反应的酶，它的系统名称应该是：乳酸：NAD+脱氢
酶。
二、 酶的分类
❖ 国际酶学委员会根据酶催化的反应类型，将 酶分成六大类：
１.氧化还原酶类(oxidoreductases) ２.转移酶类(Transferases) ３.水解酶类(Hydrolases) ４.裂合酶(Lyases，裂解酶)类 ５.异构酶类(Isomenses) ６.合成酶(Ligases，连接酶)类
是具有某种酶活性的抗体，它通过制备抗体的方法制备。它是专一 于抗原分子的、有催化活性的一类具有特殊生物学功能的蛋白质， 由抗原分子促进而大量产生，并与抗原分子之间有结合专一性。抗 体酶是具有催化作用的抗体。它亦是球蛋白。
❖ 酶的定义： 酶是生物体内一类具有催化活性和特殊空间构
象的生物大分子物质，包括蛋白质和核酸等。
脲酶、麦芽糖酶、淀粉酶、碳酸酐酶及延胡索酸水化酶
❖ 相对专一性
键专一性 只对底物分子中某种化学键有选择性的催化作用 基团专一性 对键和键一端的基团有严格的要求 立体化学专一性 对立体异构体具有高度专一性
2. 高效性（酶具有极高的催化效率）
酶的催化作用可使反应速度提高10７-101３倍。 过氧化氢分解
四、单体酶、寡聚酶和多酶复合体
❖ 单体酶
只有一条多肽链，分子量在13 000—35 000之间，如： 胰蛋白酶、溶菌酶和胃蛋白酶等。
❖ 寡聚酶
由几个甚至几十个亚基组成，分子量在35 000—几百万， 例如：乳酸脱氢酶由4个亚基组成。
❖ 多酶复合体
又称多酶体系，是由几种酶彼此嵌合而形成的复合体， 分子量很大，一般在几百万，
丙酮酸脱氢酶复合体是由丙酮酸脱氢酶、二氢硫辛酸转 乙酰基酶与二氢硫辛酸脱氢酶彼此嵌合而成的。它有利 于一系列反应的连续进行。
第二节 酶的命名和分类
一、 酶的命名
❖ 根据国际酶学委员会的建议，对每一种酶，不仅要有一个编 号，而且 还要有两个名称，其中一个是系统名称；另一个 是惯用名称(通俗名称)。
1995年，Cuenoud等发现有些DNA分子亦具有催化活性。
❖ 核酶 (ribozyme) 1981年 T. Cech发现四膜虫 rRNA前体能通过自我剪接 (self-splicing)切除内含子 ,表明 RNA也具有催化功 能 ,称之为核酶 (ribozyme)。
❖ 抗体酶(abzyme)
第三章 酶
Chapter 3 Enzyme
讲授内容
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 第八节 第九节
酶的一般概念 酶的组成与辅酶 酶的结构与功能的关系 酶的作用机理 酶的活力测定 酶促反应动力学 酶活性调节 酶工程 酶的命名和分类
教学目标
❖ 掌握一些概念：活性中心、比活性、Km、 酶原、别构酶、同功酶、竞争性抑制， 非竞争性抑制、最适pH等
▪ 绝大多数的酶都是蛋白质
▪ 酶催化的生物化学反应，称为酶促反应Enzymatic
reaction
▪ 在酶的催化下发生化学变化的物质，称为底物
substrate
二、酶的作用特点
❖ 酶和一般催化剂的共性
▪ 它能够改变化学反应的速度，但是不能改变化学
反应平衡。
▪ 酶本身在反应前后也不发生变化，用量少而催化