生化教案酶专题培训市公开课金奖市赛课一等奖课件

本章主要内容1、酶概念、作用特点、分子构成2、酶结构特点和催化机制3、影响酶促反应速度原因4、固定化酶概念第四章酶教学目的教学重难点第1页第1页教学目的1、说出酶概念及作用特点、酶分子构成2、简述酶活性中心、必需基团、酶原及酶原激活3、简述影响酶促反应速度原因及其原理4、说出与酶相关药物章首第2页第2页教学重点1、酶相关概念2、酶分子构成3、酶结构特点4、影响酶促反应速度原因教学难点1、明白酶结构特点2、知道影响酶促反应速度原因及其在生产实际中应用章首第3页第3页第一节概述1878年始有酶这一名称。一、酶概念概念：酶是生物体内活细胞合成一类生物催化剂。

酶促反应——由酶所催化反应；底物——酶所作用反应物；产物——由酶催化反应生成物。酶活力(性)可调整，甚至可失去催化能力(称为酶失活）。酶化学本质是蛋白质;酶含有催化功效。第4页第4页普通催化剂作用特点1、能够加快化学反应速度，催化剂本身在反应前后结构及性质不变。2、只能催化热力学允许进行化学反应。3、只能缩短反应达到平衡所需时间，不能改变平衡点。第5页第5页二、酶催化作用特点酶除含有普通催化剂特点外，还有不同于普通催化剂特点：1、高度催化效率可比普通催化剂高106～1013。如过氧化氢酶对H2O2催化效率比Fe2+高十亿(109)倍。2、高度特异性酶特异性是指酶对它所作用底物有严格选择性。第6页第6页⑴绝对专一性

脲酶尿素（尿素衍生物）NH2＋CO2⑵相对专一性

二肽酶二肽2氨基酸⑶立体异构专一性H2O＋O2NH3＋H2O2L-氨基酸（D-氨基酸）α-酮酸H2O反-丁烯二酸（顺-丁烯二酸）L-苹果酸L-氨基酸氧化酶延胡索酸酶第7页第7页3、高度敏感性（不稳定性）大多数酶在60℃以上或强酸、强碱下失活4、活性（力）可调性酶活力可在不同层次、不同原因影响下发生改变，酶活力可调整。第8页第8页三、酶分子构成依据酶构成成份，酶分为两类。单纯酶：酶分子中只有蛋白质结合酶：酶分子中有蛋白质和非蛋白质部分结合酶中蛋白质部分称为酶蛋白。结合酶中非蛋白质部分称为辅助因子。全酶＝酶蛋白＋辅助因子第9页第9页结合酶（全酶）酶蛋白（决定酶特异性）辅助因子（决定酶反应类型）有机化合物金属离子辅基辅酶（与酶蛋白结合紧密）（与酶蛋白结合疏松）第10页第10页一些酶辅助因子类别酶辅助因子辅助因子作用金属离子细胞色素氧化酶Cu2+传递电子磷酸转移酶Mn2+连接作用含维生素辅酶各种脱氢酶NAD+或NADP+传递氢各种黄素蛋白酶FMN或FAD传递氢转氨酶,氨基酸脱羧酶磷酸吡哆醛转氨基,羧基α-酮酸脱羧酶焦磷酸硫胺素催化脱羧基反应乙酰化酶等辅酶A转移酰基α-酮酸脱氢酶系二硫辛酸氧化脱羧羧化酶生物素传递CO2其它磷酸基转移酶ATP转移磷酸基磷酸葡萄糖变位酶1,6-二磷酸葡萄糖转移磷酸基第11页第11页简介两种酶概念

单体酶：酶分子中只有一条多肽链

寡聚酶：酶分子中有两条或两条以上多肽链。寡聚酶分子中每条多肽链又称为酶亚基。亚基结构能够相同，也能够不相同。第12页第12页四、酶命名（一）习惯命名法（命名原则）也可将上述两原侧共用。如琥珀酸脱氢酶、乳酸脱氢酶、谷氨酸氧化酶等。1、按作用底物命名如：淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶等2、依据催化反应类型命名如：氧化酶、脱氢酶、水解酶等第13页第13页三、酶分类1、氧化还原酶类：AH2＋BA＋BH22、转移酶类：AB＋CA＋BC3、水解酶类：AB＋H2OAH＋BOH4、裂合酶类：ABA＋B5、异构酶类：AB6、合成酶类：A＋B＋ATPAB＋ADP＋Pi章首第14页第14页第二节酶结构特点和催化机制酶结构特点是含有活性中心。酶活性中心示意图返回一、酶结构特点第15页第15页酶活性中心：是指直接与底物结合，并进行催化酶空间小区域。必需基团：是指酶分子中与酶活性中心直接相关化学基团。必需基团酶活性中心内必需基团底物结合部位催化部位酶活性中心外必需基团示意图第16页第16页酶原：是指无活性酶前身物。酶原激活：是指将酶原转变为有活性酶过程。例：HCl（胃蛋白酶）胃蛋白酶原胃蛋白酶肠激酶（胰蛋白酶）胰蛋白酶原胰蛋白酶凝血酶原与不正常表面接触或其它一些原因凝血酶第17页第17页胰蛋白酶原激活过程

酶原激活本质是：酶活性中心形成或暴露过程。后退动画第18页第18页二、酶催化机制酶含有高度催化效率，其作用机制普通用中间产物学说解释。S＋E（酶）SE（中间产物）(低活化能)SEE＋P(低活化能)S（底物）P（产物）（活化能高）+)第19页第19页酶诱导契合学说动画章首第20页第20页第三节影响酶促反应速度原因一、酶浓度影响酶浓度对酶促反应速度影响在底物浓度足够饱和，酶浓度相对很低时，酶浓度与反应速度成正百分比。第21页第21页二、底物浓度影响底物浓度对酶促反应速度影响当其它条件不变时，底物浓度改变对反应速度影响呈矩形双曲线关系。⒈底物浓度低时，反应速度随底物浓度增长而增加，成正比关系。⒉伴随底物浓度不断增长，反应速度也增长，但不再成正百分比。第22页第22页⒊当反应速度达最大值时，增长底物浓度，反应速度不再增长。Vm[S]V=上述曲线图可用“米氏方程”表示：V：为[S]为足以产生最大速度Vm时反应速度Vm：为最大反应速度[S]：为底物浓度Km：为米氏常数（反应速度为最大速度一半时底物浓度）Km＋[S]第23页第23页三、pH影响pH对酶促反应速度影响酶最适pH：指酶表现最大活力时环境pH。在一定条件下，各类生物最适pH：稍高或稍低于最适pH，酶活力都将减少。偏离越远，酶活性越低，直至失活。动物：pH6.5~8植物、微生物：pH4.5~6.5第24页第24页pH对酶作用影响机制很复杂，主要有下列几方面：1、影响酶解离特殊：胃蛋白酶（pH1.5~2）胰蛋白酶（pH8.1）精蛋白酶（pH9.8）2、影响底物解离3、影响酶分子构象4、最适pH时，酶及底物解离度最适宜两者结合，反应速度最快。第25页第25页酶促反应是化学反应，伴随温度升高，反应速度加快；但酶是一个特殊蛋白质，温度过高可致其失活。四、温度影响酶最适温度：是指酶活力达最大时反应温度。第26页第26页在一定条件下，各类生物体中酶最适温度为：动物35~40℃植物、微生物32~60℃液化淀粉酶90℃（特殊）温度对酶作用影响机理是：1、最适温度时，酶活性最大，反应速度最快。2、低于最适温度时，酶活性受到克制，反应速度慢；伴随温度升高，反应速度加快。第27页第27页3、高于最适温度时，酶活性被破坏逐步明显，酶促反应速度逐步下降；当酶活性完全被破坏时，酶促反应速度为零。五、激活剂影响激活剂：是指凡能提升酶活力(性)物质。酶激活与酶原激活区别：酶激活是提升已有活性酶活性；酶原激活是使原本没有活性酶转变为有活性酶。酶激活是酶活性由低到高，不伴有一级结构改变。幻灯片16第28页第28页六、克制剂影响克制剂：是指凡能减少酶活性甚至使酶完全失活但并不使酶变性物质。（一）可逆性克制克制剂与酶蛋白结合是可逆，通过透析、超滤等办法可除去，并使酶恢复活性。克制剂作用是使酶活性下降，造成反应速度减少。第29页第29页竞争性克制作用是指：克制剂与底物结构相同，与底物共同竞争酶活性中心，从而阻碍了底物与酶结合克制作用。COOH（CH2）2COOH琥珀酸琥珀酸脱氢酶COOHCHHCCOOH延胡索酸+2HCOOHCH2COOH丙二酸（克制剂）竞争性克制剂作用强弱取决于克制剂与底物浓度比。1、竞争性克制作用动画第30页第30页2、非竞争性克制作用非竞争性克制作用是指：克制剂无论底物是否与酶结合，均可与酶活性中心以外部位可逆结合，并克制酶活性。酶抑制剂底物底物底物酶酶抑制剂可产生终产物不可产生终产物动画第31页第31页非竞争性克制作用强弱普通取决于克制剂浓度及其与酶亲和力，而与底物浓度无关。第32页第32页（二）不可逆克制这类克制作用克制剂，通常以比较牢固共价键与酶蛋白中基团结合，使酶失去活性。一但发生克制，则不易使酶恢复活力。有机汞、有机砷及Ag+、Cu++、Hg++、Pb++等重金属离子等，这类克制剂能与各种酶分子中一类或几类必需基团进行共价结合，使酶失去活性，因而这类克制剂克制作用是不专一。第33页第33页敌百虫、敌敌畏、1605等有机磷化合物类克制剂，则专一性作用于某种酶活性中心或必需基团，并与其进行共价结合，从而克制酶活性，因而这类酶克制作用含有专一性。

乙酰胆碱胆碱酯酶乙酸+胆碱有机磷化合物克制章首第34页第34页第四节固定化酶一、固定化酶概念和长处固定化酶是水溶性酶借助于物理和化学办法把酶束缚在某一空间成为不溶于水但仍含有催化活性一个酶或其衍生物。固定化酶含有类似离子互换树脂长处：1、稳定性高，可重复使用。2、有一定机械强度，有助于当代化生产。3、易与产物分离，简化工艺，减少成本。第35页第35页二、固定化酶制备办法1、载体结合法使酶通过共价键连接于适当不溶于水载体上。（葡聚糖凝胶）2、交联法使酶分子间依托双功效基团试剂交联聚合成“网状”结构。（戊二醛）3、包埋法使酶包埋在凝胶格子中或聚合物半透膜小胶囊中。章首第36页第36页本章小结1、酶概念、作用特点2、酶构成、结构及各组分功效3、酶催化机制4、影响酶促反应速度原因第37页第37页作业1、解释以下名词酶、酶活性中心、酶必需基团、固定化酶、激活剂、克制剂2、酶与普通催化剂比较有何特点？3、何谓酶专一性？有哪些类型？4、酶原激活本质是什么？其与普通酶活性激活有何不同？5、影响酶促反应速度原因有哪些？简述其作用原理及结果。第38页第38页淀粉酶试验原理葡萄糖：单糖，含有还原性果糖：单糖，不具还原性蔗糖：双糖，不具还原性淀粉：多糖，不具还原性糖分解反应式第39页第39页葡萄糖蔗糖果糖葡萄糖淀粉蔗糖酶水解+淀粉酶水解班氏试剂可与还原性糖生成砖红色沉淀。淀粉酶只能催化淀粉水解，对蔗糖不起作用。糖性质动画催化效率动画特异性第40页第40页淀粉及其降解产物与碘作用所产生颜色淀粉大分子类糊精糊精麦芽低聚糖麦芽糖葡萄糖蓝色蓝紫色红紫色褐色红棕色碘液（黄色）第41页第41页试验七影响酶促反应速度原因管序pH6.8缓冲液1%淀粉淀粉酶水浴温度保温