《生物化学教程》第三章酶化学解析

小结：
思考题:
1、全酶由 和 组成，在催化反应时， 二者所起的作用不同，其中 决定酶的专 一性和高效率， 起传递电子、原子或化 学基团的作用。
2、具有生物活性的全酶，无辅助因子时
A.有活性
B.无活性
C.无特异性
D.不易失活
3、T．R．Cech和S.Alman因各自发现了 而 共同获得1989年的诺贝尔奖（化学奖）。
• 1930年Northrop等得到了胃蛋白酶、胰蛋白酶 和胰凝乳蛋白酶的结晶，并进一步证明了酶是 蛋白质。
J.B.Sumner
J.H.Northrop
（三）关于酶的化学本质的认识
·某些RNA有催化活性（ ribozyme，核酶）
1982年美国T. Cech等人发现四膜虫的rRNA前 体能在完全没有蛋白质的情况下进行自我加工，发 现RNA有催化活性 。
酶的催化专一性主要决定于酶蛋白部分，辅因子 通常是作为电子、原子或某些化学基团的载体。
重要的例子：
(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、
CoQ、硫辛酸； (3)传递酰基体：如 CoA、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。
（三）酶的四级缔合（了解）
根据酶蛋白分子的特点：
单体酶：一般由一条肽链组成 寡聚酶：为寡聚蛋白，≥2个亚基 多酶复合体：几种酶靠非共价键彼此嵌合而成。 -------由数个独立的酶组合起来形成络合体，催化
一系列反应。（如糖代谢、脂代谢）
溶菌酶（单体酶）
丙酮酸脱氢酶复合体
大肠杆菌中的FA合成酶
Haven, CT, USA
Cech和Altman各自独立地发现了RNA的催化活 性，并命名这一类酶为ribozyme（核酶），2人共 同获1989年诺贝尔化学奖。
（三）关于酶的反应机制的研究
（四）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或核酸。简单说，酶是 一类由活性细胞产生的生物催化剂。
（一） 酶的早期利用
• 对酶的认识起源于生产与生活实践。 • 夏禹时代，人们掌握了酿酒技术。 • 公元前12世纪周朝，人们酿酒，制作饴糖和酱。 • 春秋战国时期已知用麴(曲)治疗消化不良的疾病。 • 酶者，酒母也
（二）19世纪中叶对发酵本质的探讨
（三）关于酶的化学本质的认识
• 1926年Sumner首次从刀豆中提出脲酶结晶， 并证明具有蛋白质性质。
第三章 酶化学
本章内容
第一节 酶引论 第二节 酶动力学 第三节 酶作用机制和酶活性调节
第一节 酶引论
Enzyme ("in yeast")
• enzyme是希腊文 en = in ， zyme = yeast Ferment－－（酵素） Enzyme－－在酵母中（希腊文）
一、酶研究的简史（了解）
2、国际系统命名法(systematic name)
1、习惯命名法(recommended name)
• 根据其催化底物来命名(蛋白酶；淀粉酶）； • 根据所催化反应的性质来命名（水解酶；裂解酶） • 结合上述两个原则来命名（琥珀酸脱氢酶） • 有时在这些命名基础上加上酶的来源或其它特点
（胃蛋白酶、胰蛋白酶)
羧肽酶
过氧化氢酶
NADPH—脱氢酶的辅酶
（二）酶的辅助因子
• 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。
辅助 因子
辅酶 与酶蛋白结合得比较松的小分子有机物。 辅基 与膜蛋白结合得紧密的小分子有机物。 金属激活剂 金属离子作为辅助因子。
Thomas Cech University of Colorado at Boulder, USA
·1983年美国S.Al百度文库man等研究RNaseP（由20%蛋 白质和80%的RNA组成），发现RNaseP中的 RNA可催化E. coli tRNA的前体加工。
Sidney Altman Yale University New
1：酰基转移酶（AT） 2：丙二酰转移酶(MT) 3：β－酮脂酰-ACP合成酶(KS) 4：β－酮脂酰-ACP还原酶(KR) 5：β－羟脂酰-ACP脱水酶(HD) 6：β－烯脂酰-ACP还原酶(ER) 7：酰基载体蛋白（ACP）
四、酶的命名和分类
（一）酶的命名
1、习惯命名法(recommended name)
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。 • (2)-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。
酶的专一性
酶活力受调节
——指通过激活或抑制以改变细胞内已有酶 分子的催化能力。
酶活力 的调节
酶活性（活力）的调节
别构调节 共价调节
酶量的调节（基因表达的调控）
反馈抑制（顺序）
反馈抑制（协同）
三、酶的化学本质
（一）酶的化学组成
单纯酶（简单蛋白质） 酶
缀合酶 （全酶）= 酶蛋白 + 辅因子
单纯酶
单纯酶（simple enzyme）仅由氨基酸组成。例 如：胃蛋白酶，淀粉酶，核糖核酸酶，脲酶。
缀合酶
有的酶属于缀合蛋白质，除了蛋白质组分外还有非 蛋白组成，即缀合酶。
2、国际系统命名法(systematic name)
（三）酶作为生物催化剂的特点
1. 酶的催化效率高（高效性） 2. 酶的高度专一性（专一性） 3. 酶活力受调节和控制（可调性） 4. 酶催化反应条件温和，中性pH
催化效率高
• 酶的催化效率比化学催化剂高107 -1013 倍，比非催 化反应高105 -1017 倍。
• (1)过氧化氢分解
2H2O2 → 2H2O + O2
二、酶是生物催化剂
（一）与一般催化剂的相同点
1. 提高反应速度，不改变平衡点; 2. 只起催化作用，本身不消耗； 3. 降低反应的活化能。
（二）酶是催化剂，降低反应的活化能
概念：指在一定温度下，1mol底物全部进 入活化态所需要的自由能。
-----------单位：KJ/mol 酶催化反应的实质：降低反应的活化能