生物化学：第06章 酶（Enzyme）第01节02节

1、第六章 酶（Enzyme） 什么是酶？ 酶是生物系统的反应催化剂，是活细胞产 生的具有催化活性的生物分子。 酶学发展简史 第一节 酶通论 1810 Joseph Gaylussac 糖发酵 1857 Pasteur 发酵在活细胞中进行 1878 Khne 提出“Enzyme” 1897 Bchner 细胞提取液使糖发酵,化学本质是 酶的作用* 1894 Fisher 提出“锁与钥匙”学说 1903 Henri 酶-底物 中间复合物学说 1913 Michaelis and Menten 米氏方程 1926 Sumner 脲酶具有蛋白质性质* 30年代，“酶是蛋白质”被普遍接受。 60年代 酶测

2、序、三维结构 80年代 Cech and Altman 发现核酶* 酶功能、分子机制、酶工程 一、酶催化作用的特点 （一）催化效率高 碳酸酐酶 酶高效催化是通过降低活化能实现的。比一 般催化剂，酶能更显著地降低反应活化能。 （二）酶具有高度专一性（specificity） 酶对催化的反应和反应物有严格的选择性 （底物、产物） （三）温和的反应条件 常温、常压、 pH近中性的水溶液 酶易失活 （四）酶活性受到调节和控制 浓度、激素、反馈抑制 二、酶的化学本质及其组成 （一）酶的化学本质是蛋白质 （二）酶的化学组成 氨基酸, 辅因子 结合蛋白质类的酶由蛋白质部分和非蛋白质 部分组成。 非蛋白质部分

3、称为 辅因子辅因子（cofactor） 蛋白质部分称为脱辅酶脱辅酶（apoenzyme） 脱辅酶脱辅酶和辅因子结合的完整分子称为全酶全酶 （holoenzyme） 有三类辅因子： 1 金属离子 2 辅酶（coenzyme） 与脱辅酶脱辅酶结合松弛的小分子，用透析方法可 以除去。 3 辅基（prosthetic group） 以共价键与脱辅酶脱辅酶结合，不能通过透析除去。 酶的新概念 绝大多数酶为蛋白质。近年发现有的核酸 也是酶，称为核酶（Ribozyme）。 准确地说，酶是生物体内一类具有催化活性的 生物大分子，包括蛋白质和某些核酸。 第二节 酶的分类与命名 一、酶的种类 （一）按组成分为 简

4、单蛋白质类 结合蛋白质类 （二）按分子结构分为 单体酶（monomeric enzyme） 只有一条多肽链组成，分子量较小。 寡聚酶（oligomeric enzyme） 由两个以上蛋白质亚基组成。 多酶复合体（multienzyme complex） 多酶复合体: 由多种酶靠非共价键彼此嵌合而成。它 们连续依次催化一个代谢过程中的各个反应。 （三）按酶的合成与代谢的关系分为 结构酶（structural enzyme） 细胞中天然存在的酶。含量较稳定，受外 界影响较小。 诱导酶（induced enzyme） 指细胞在某些诱导物的存在下产生的酶。 （四）按国际系统分类（六大类） 1.氧化还原

5、酶类（Oxidoreductase） AH2+BBH2+A 2.转移酶类（Transferases） AX+B A+BX 3.水解酶类（Hydrolases） AB+HOH AOH+BH 4.裂合酶类（Lyases） 加基团到双键或去基团形成双键。 5.异构酶类（Isomerases） 异构体相互转变。 6.连接酶类（Ligases） 与ATP分解相偶联。 X + Y + ATP XY + ADP + Pi 二、酶的命名 （一）习惯命名法 1.根据底物命名 2.根据催化反应性质命名 3.结合底物和催化性质命名 4.说明酶的来源与特点 （二）国际系统命名法 己糖激酶 系统名称：ATP:gluco

6、se phosphotransferase 酶分类号：（EC 2.7.1.1） 每一种酶用一个系统名称（systematic name） 和一个酶分类号（enzyme classification number） 表示。 乳酸脱氢酶（EC 1.1.1.27） 第一大类（氧化还原酶），第一亚类（被 氧化基团为CHOH基），第一亚亚类（氢受体 为NAD+），在亚亚类中的顺序号为27。 Enzyme Handbook 第三节 酶活力测定 一、酶活力（enzyme activity） 指酶催化一定化学反应的能力。 用单位时间内（或单位体积内）底物的减少量 或产物的增加量来表示。 二、测定酶活力的基本原

7、则 （一）测定酶促反应速度的初速度（初速度（initial velocity ） 酶促反应产物浓度与反应时间进程曲线： 1. 随着反应时间延长，产物增加，加大了逆反 应的进行； 2. 有可能产生产物抑制（反馈抑制）； 3. 酶部分失活。 只有初速度才代表酶的催化活力。 （二）在最适条件下进行测定 （pH，T，离子强度） （三）反应体系中底物浓度要大大超过酶量 三、酶活力的表示 1 转换数（turnover number;TN） 一定条件下,每秒钟每个酶分子转换 底物的分子数. 常用转换数表示酶的催化效率 2 酶的活力单位（activity unit， U ） (IU) 一个酶活力单位，是指在最

8、适条件下 （25C，最适pH，充足底物），每分钟内 能催化1 mol底物所需要的酶量酶量。 常用酶活力单位数表示酶量. 3 酶比活（specific activity） 每mg酶所具有的酶活力单位数。 U/mg U/ml mol/min.mg 常用酶比活表示酶的纯度与活性. 四、酶活力的测定方法 分光光度法(spectrophotometry) (产物显色光吸收) nmol 荧光法(fluorometry) 同位素测定法 fmol 电化学法(electrochemical method) 五、酶的分离与纯化 总活力=U/ml X 总体积 比活力=U/mg 纯化倍数=比活(n)/比活(1) 回收率=总活力(n)/总活力(1) 有50g 酶制剂，5分钟内催化生成了10 mol 产 物，计算： 1 一个酶活力单位相当于多少 g酶制剂？ 2 25