7.酯酶介绍

CH2 OCR
1,2（2,3）-甘油二酯
2-甘油一酯
• 由于1,2（2,3）-甘油二酯，特别是2-甘油一酯 是不稳定的，它们分子中的酰基能转位而分别生 成1,3-甘油二酯和1-甘油一酯，因此，1,3-特异 性脂酶长时间地作用于脂肪时，脂肪中的甘油三 酸酯将被完全水解而产生甘油。 • 微生物脂酶中，大多数是属于1,3-特异性脂酶。 到目前为止还没有发现2-特异性脂酶。
• 按照酶催化作用的pH条件，非特异性磷酸单酯 酶可分为：
• 碱性磷酸酶：大肠杆菌碱性磷酸酶是一个同源 二聚体金属酶，每个单体由449个氨基酸、2个 锌离子和一个镁离子组成。锌离子是主要辅助 因子，镁离子有利于保持酶结构的稳定性和耐 热性。 • 酸性磷酸酶：广泛存在于动植物组织中，是一 种糖蛋白，金属螯合剂不能抑制其活性，原磷 酸能抑制其活性。
1
O C OP O
4
O R2 C
2
C H2 O C C H2
O H O
3
R1 C H3 CH2 C H2
+
N
C H3
O
C H3
磷酸二酯酶
• 核酸分解的酶类全部属于磷酸二酯键水解酶。
• 根据酶作用RNA或DNA的磷酸二酯键的部位 不同可分为两类：
• 5’-磷酸二酯酶：水解磷酸酯键1，生成5’-核苷 酸 • 3’-磷酸二酯酶：将磷酸酯键2裂解或转移，生 成3’-核苷酸或2’，3’-环状磷酸二酯。
O (CH3)3N+ CH2CH2OCCH3
(CH3)3N+CH2CH2OH H2O
酶
+CH3COO－ + H＋
• 乙酰胆碱酯酶存在于所有动物的神经组 织中，主要功能是水解传导神经兴奋的 化学物质乙酰胆碱，以维持神经系统的 正常生理功能。
• 有机磷、氨基甲酸酯类农药对其有抑制 作用，可以利用这种抑制作用测定食品 中的农药残留。(酶测试纸片和酶传感器)
这两部分有特异性。
按照特异性对酯酶分类
• 根据底物酯中酸的部分命名
• 1、羧酸酯水解酶
• 2、磷酸单酯水解酶
• 3、磷酸二酯水解酶
• 4、硫酸酯水解酶
根据底物中醇的部分命名 硫酯水解酶：包括许多有水参与的能裂开酰基CoA 和催化水解硫醇衍生物的各种酯酶。
O R C S CoA H2O O R C OH CoASH
O
CH3
磷酸二酯酶
（二）果胶酯酶
催化果胶分子中果胶酯酸的水解，形成低酯果胶和
果胶酸。
（三）叶绿素酶
从叶绿素分子上除去植基，将叶绿素水解 成脱植基叶绿素和植醇。 叶绿素酶的作用可能影响蔬菜加工中绿色 的稳定性。
叶绿素a
（四）乙酰胆碱酯酶
• 胆碱酯酶主要催化水解酰基胆碱形成胆碱和酸。 根据底物特异性分为乙酰胆碱酯酶和丁酰胆碱 酯酶。
酯酶的分类：
Aldridge（1953）根据酯酶与有机磷的相 互作用把酯酶分为三类 ： 1）A-酯酶，这类酶能耐受有机磷，并把它 们作为底物进行水解； 2）B-酯酶，这类酶对对氧磷等有机磷很敏 感，能被这些有机磷抑制；
3）C-酯酶，既不被有机磷抑制，又不能水 解这些有机磷。
羧酸酯水解酶
• • • • • 活性区：SAH三联体结构 属B类酯酶，被有机磷化合物抑制 底物特异性差 酶的等电点、分子量不尽相同 对丁胺类化合物或丁酯类化合物催化活 性最强 • 在特定的非水相系统，能催化酯化合成 和转酯反应。
1,2（2,3）-甘油二酯，1,3-甘油二酯和甘油一酯是水解过程中的中间物。
第二类微生物脂酶仅从甘油三wk.baidu.com的1位和3 位将它水解，释出游离脂肪酸。
O O CH2OCR RCOCH O H2O O CH2OH RCOCH O H2O O CH2OH RCOCH CH2 OH RCOOH
CH2 OCR
磷脂酶：催化磷脂分子中酯键水解的酶。催化 水解磷脂酰、溶血磷脂酰化合物中的羧酸酯键、 磷酸酯键和磷酸与胆碱之间的酯键。
特异性羧基 酯水解酶
O R2 C
2
磷脂酶A1
1
O C OP O
4
1,2为羧基酯键 3,4为磷酸基酯键
R1 CH3 CH2 CH2
+
CH2 O C
O H
CH2 O
3
N
CH3
磷脂酶A2
第三节 脂肪酶
• 脂肪酶，甘油酯水解酶，属于羧基酯水解酶类， 能逐步将甘油三酯水解成甘油和脂肪酸。
• 具有油-水界面的亲和力，能在油-水界面上高 速率地催化水解不溶于水的脂类物质。
脂肪酶的底物特异性
• 脂肪酸特异性：对不同脂肪酸（碳链的长度及 饱和度）的特异性。
• 位置特异性：酶对甘油三酯中Sn-1（或3）和 Sn-2位酯键的识别和水解作用的差异。
（二）脂酶
上述反应不是一个完全的反应， 因为脂酶催化的反应可以进行到 甘油一酯甚至甘油阶段。
人类胰脏脂酶的三维结构飘带图
脂肪酶和酯酶的区别是什么？
• 酯酶，指羧酸酯酶。 • 脂肪酶，催化脂肪水解为甘油和脂肪酸的酶 (即三酰基甘油酰基水解酶，它催化天然底物 油脂水解，生成脂肪酸、甘油和甘油单酯或二 酯 )。 • 作用底物的碳链长短不同(酯酶优先水解短链 脂肪酸，脂肪酶优先水解长链脂肪酸) • 作用底物的物理状态不同(酯酶水解水溶性底 物，脂肪酶水解油水界面的底物)
二、磷酸二酯水解酶
催化原磷酸形成的两个酯键中的一个水解。
O RO P OH OR' H2O

磷酸二酯水解酶
ROPO3-H
R'OH
磷酸一酯水解酶
ROH
H OPO 3- -
• 磷脂在羧基水解酶和磷酸二酯酶的共同作用下， 才能够彻底水解，生成甘油、脂肪酸和胆碱 （或乙醇氨、肌酸、丝氨酸）。 • 磷脂酶C催化酯键3的水解，生成1,2-甘油二酯 和磷酸胆碱。 • 磷脂酶D催化酯键4的水解，生成磷酯和胆碱。
3、脂酶在新产品开发的应用
• 1）医药：促消化剂 • 2）酶法生产脂肪酸和甘油
优点：得到的产品具有更好的气味和颜色，而且 成本较低。 适合于从不稳定的油脂，如含有共轭或多不饱和 脂肪酸的油脂，生产脂肪酸。
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第二节 磷酸酯水解酶
磷酸酯水解酶催化水解由磷酸作为酸的部分酯的 酯键。
根据底物不同可分为： 磷酸一酯——磷酸单酯水解酶
磷酸二酯——磷酸二酯水解酶
一、磷酸单酯水解酶
催化水解磷酸一酯生成相应的醇和磷酸。依据 酶对底物酯酸和或醇部分的特异性要求，可分 为： 非特异性磷酸一酯水解酶：对构成酯的一磷 酸基有要求，对构成酯的醇的部分没有严格 要求 特异性磷酸一酯水解酶：对一磷酸基和醇两 部分都有要求
二．特异性羧酸酯水解酶
（一）磷脂酶 磷脂是广泛存在于生物体中的含有磷酸的复合酯。 根据其含有的醇的差异，分为甘油磷脂和鞘氨 醇磷脂类。 甘油磷脂所含的第一、第二个羟基被脂肪酸酯化， 第三个羟基被磷酸酯化，磷酸再与氨基醇（胆 碱、乙醇氨或丝氨酸）或肌醇结合形成一些重 要磷脂。最重要的是卵磷脂和脑磷脂。
第七章 酯酶
• 酯酶是指具有水解酯键能力的一类酶的统称。 • 存在：广泛，动物、植物、微生物…
• 作用：在水存在的条件下，裂解酯键 R-O-R’ + H-OH ------ R-H + R’-OH
酯 酸：有机酸或无机酸 酸 醇 醇：一元醇或多元醇、脂肪族醇或芳香族醇；
特异性
• 酯酶对底物酯中的酸部分或醇部分表 现为基团的催化特异性，而不是同时对
• 大多数微生物脂酶以常见的中性油和脂肪为底物 时，表现出很低的脂肪酸特异性。
第四节 脂酶在食品工业中的应用
① 脂酶作用于食品材料中的脂类底物，从而影响食品的风味； ② 催化油脂水解和油脂间的酯交换以得到新的产品；
1、脂酶的作用对食品风味的影响
2、脂肪酶在工业上的应用
• ⑴ 油和脂肪的水解 • ⑵ 酯交换 • ⑶ 油脂的提取
硫酯水解酶
第一节 羧酸酯水解酶
O R C O R'
羧酸酯
O H2O
酯酶
R C OH
羧酸
R'
OH
醇
依据酶对底物特异性有无分类： 非特异性羧酸酯水解酶 特异性羧酸酯水解酶
一、非特异性羧酸酯水解酶
（一）酯酶
羧酸酯酶即通常意义上的酯酶，能够催化水解脂 肪酸族及芳香族酯类化合物。 三类能被区分的非特异性羧酸酯酶（羧酸酯水解 酶、芳香酯水解酶和乙酸酯水解酶）。 它们的分类是以底物特异性为基础的，然而其性 质的差别超过了底物的特异性。
• 立体特异性：对映体选择性，指酶对底物甘油 三酯中立体对映异构的1位和3位酯键的识别和 选择性水解。
微生物脂酶
• 根据位置特异性可将微生物脂酶分为两类。
第一类是非特异性微生物脂酶，它们能从甘油三 酯的所有三个位置将酯水解，释出游离脂肪酸。
O O CH2OCR RCOCH O CH2 OCR 3H2O 3RCOOH CH2OH HOCH CH2OH