酶工程(北师大)-酶分子与酶工程c课件

分子酶学和酶工程

主要内容绪论酶的性质与制备酶的结构与功能固定化酶与固定化细胞酶的人工模拟核酶工程酶分子的定向进化主要参考书沈同,王镜岩主编.生物化学(第三版).北京:高等教育出版社,1991.张树政,孟广震,何忠效主编.酶学研究技术(上册).北京:科学出版社,1987许根俊编著.酶的作用原理.北京:科学出版社,1983.袁勤生主编.现代酶学.上海:华东理工大学出版社,2001.陈石根,周润琦编著.酶学.上海:复旦大学出版社,2001.罗贵民主编.酶工程.北京:化学工业出版社,2002.邹承鲁,周筠梅,周海梦.酶活性部位的柔性.济南:山东科技出版社,20041833.PayenPersoz1878.Kühne1897.E.Buchner理论:1926.Summer2NH2-C-NH2+2H2O----->4NH+4+2CO2Kendrew,Perutz,PhillipsMischer,MentenFischer,KoshlandHill,MeyerhofKrebsJacob,Lewoff,MonodJemin,BaltimoreArbert,Smith,NayhansMichellKoshland,Monod应用:固定化酶,酶反应器第二节酶学研究的重要性一.酶与生命活动密切相关1.酶参与了生物体内所有的生命活动和生命过程(1)执行具体的生理功能(2)清除有害物质,起保卫作用(3)协同激素等生理活性物质在体内发挥信号转换,传递与放大作用,调节生理功能(4)催化代谢反应,建立各种各样代谢体系与代谢途径2.酶的组成和分布是生物进化与组织功能分化的基础二.酶是分子生物学有力的研究工具三.酶学和工农业生产与医学实践有着密切的关系1.酶制剂的应用(1)工农业生产上的应用(2)酶制剂在医疗实践上的应用2.酶分析的应用(1)酶活力的测定(2)酶法分析(3)酶免疫分析一.酶的分类命名原则1.根据酶的催化作用类型,将已知酶分为六大类Oxidoredutases,Transferases,Hydrolases,Lyases,Isomerases,Ligases(Synthetases)2.对每一种酶同时采用系统命名和习惯命名两种命名系统命名3.用四个数字(ECnumber)标记每一种酶(1)脱氢酶(dehydrogenase)RH+R′≒R+R′HAlcoholdehydrogenase[EC1.1.1.1]ethanol+NAD+------->acetaldehyde+NADH

CH3-CH2-OHNAD+NADH+H+CH3-CHOacceptordonor尼克酰胺核苷酸的吸收光谱

(2)氧化酶(Oxidase)RH+O2≒R+H2O2RH+O2≒R+H2OFMN和FAD的结构(A)与参与反应的方式(B)细胞色素C的结构(A)及其吸收光谱(B)3.过氧化物酶(peroxidase)2H2O2≒2H2O+O2RH+H2O2≒R+2H2O4.氧合酶(oxygenase)5.中间电子传递体(electrontransferortransportsystem)2.转移酶类(Transferases)(1)一碳基转移酶①甲基转移酶②羟甲基,酰甲基转移酶③羧基,氨甲酰基转移酶④咪基转移酶(2)酮醛基转移酶(3)酰基转移酶CoA的结构(4)糖苷基转移酶(5)烃基转移酶(6)含氮基转移酶(7)含磷基转移酶(8)含硫基团转移酶3.水解酶类(Hydrolases)1.酯酶(1)羧酸酯酶(2)磷酸酯酶2.糖苷酶(1)淀粉酶(2)纤维素酶(3)半纤维素酶(4)果胶酶(5)其他常用,常见的糖苷酶3.肽酶4.作用于肽键以外的C-N键的酶5.其他各亚类4.解(合)酶类(Lyases)5.异构酶类(Isomerases)(1)消旋酶和差向异构酶(2)顺反异构酶(3)醛酮异构酶(4)分子内转移酶钴胺辅酶的结构6.合成酶类(Ligases)(1)催化碳氧键形成亚类(2)催化碳硫形成亚类(3)催化碳氮键形成亚类(4)催化碳碳键形成亚类三.其他习惯归类命名法1.单体酶(monomericenzyme)和寡聚酶(oligomericenzyme)2.恒态酶(staticenzyme)和调节酶(regulativeenzyme)(1)潜态酶(2)别构酶(3)多功能酶3.多酶复合物4.胞内酶(intracellularenzyme),胞内酶(extracellularenzyme)和“外向酶”(ectoenzyme)丙酮酸脱氢酶的结构多酶复合物传递中间产物可能的机制(1)并列的结合位点(2)扩散作用(3)分子微构象的改变(4)活臂的旋转第四节酶的多形性与同工酶一.酶的多形性(enzymepolymorphism)二.同工酶的结构基础1.同工酶一级结构的差异(1)分子量不同,氨基酸组成相差悬殊(2)分子量相近,氨基酸组成及水解后肽谱不同,免疫性质不同(3)分子量相近,氨基酸组成类似,水解后肽谱也较接近,免疫性质不同2.构象变化造成同工酶的差异3.同工酶与基因(1)单基因决定的同工酶(2)多基因决定的同工酶(3)复等位基因决定的同工酶三.同工酶的生物学意义1.同工酶作为遗传标志,已广泛被遗传学家用于遗传分析的研究2.同工酶和个体发育和组织分化密切相关3.同工酶与代谢调节4.同工酶与癌基因的表达5.同工酶与临床诊断心,肝疾病引起血清LDH同工酶酶谱变化的一般规律:心脏疾病LDH1及LDH2上升,LDH3及LDH5下降.急性肝炎LDH5明显升高,随病情好转而逐步恢复正常.慢性肝炎一般处于正常范围,部分