生化教案酶讲稿

本章主要内容1、酶的概念、作用特点、分子组成2、酶的结构特点和催化机制3、影响酶促反应速度的因素4、固定化酶的概念第四章酶教学目标教学重难点教学目标1、说出酶的概念及作用特点、酶的分子组成2、简述酶的活性中心、必需基团、酶原及酶原激活3、简述影响酶促反应速度的因素及其原理4、说出与酶相关的药物章首教学重点1、酶的相关概念2、酶的分子组成3、酶的结构特点4、影响酶促反应速度的因素教学难点1、明白酶的结构特点2、懂得影响酶促反应速度的因素及其在生产实际中的应用章首第一节概述1878年始有酶这一名称。一、酶的概念概念：酶是生物体内活细胞合成的一类生物催化剂。

酶促反应——由酶所催化的反应；底物——酶所作用的反应物；产物——由酶催化反应的生成物。酶的活力(性)可调节，甚至可失去催化能力(称为酶的失活）。酶的化学本质是蛋白质;酶具有催化功能。二、酶催化作用的特点酶除具有一般催化剂的特点外，尚有不同于一般催化剂的特点：1、高度的催化效率可比一般催化剂高106～1013。如过氧化氢酶对H2O2的催化效率比Fe2+高十亿(109)倍。2、高度的特异性酶的特异性是指酶对它所作用的底物有严格的选择性。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3、高度的敏感性（不稳定性）大多数酶在60℃以上或强酸、强碱下失活4、活性（力）可调性酶的活力可在不同层次、不同因素影响下发生改变，酶的活力可调节。三、酶的分子组成根据酶的组成成份，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的蛋白质部分称为酶蛋白。结合酶中的非蛋白质部分称为辅助因子。全酶＝酶蛋白＋辅助因子结合酶（全酶）酶蛋白（决定酶的特异性）辅助因子（决定酶的反应类型）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）一些酶的辅助因子类别酶辅助因子辅助因子的作用金属离子细胞色素氧化酶Cu2+传递电子磷酸转移酶Mn2+连接作用含维生素的辅酶多种脱氢酶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介绍两种酶的概念

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的多肽链。寡聚酶分子中每条多肽链又称为酶的亚基。亚基的结构可以相同，也可以不相同。四、酶的命名（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、按作用的底物命名如：淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶等2、根据催化反应的类型命名如：氧化酶、脱氢酶、水解酶等三、酶的分类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章首第二节酶的结构特点和催化机制酶的结构特点是具有活性中心。酶的活性中心示意图返回一、酶的结构特点酶的活性中心：是指直接与底物结合，并进行催化的酶的空间小区域。必需基团：是指酶分子中与酶的活性中心直接有关的化学基团。必需基团酶活性中心内的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酶原：是指无活性的酶的前身物。酶原激活：是指将酶原转变为有活性的酶的过程。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的接触或其他一些因素凝血酶胰蛋白酶原的激活过程

酶原激活的本质是：酶的活性中心形成或暴露的过程。后退动画二、酶的催化机制酶具有高度的催化效率，其作用机制一般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）+)酶的诱导契合学说动画章首第三节影响酶促反应速度的因素一、酶浓度的影响酶浓度对酶促反应速度的影响在底物浓度足够饱和，酶浓度相对很低时，酶的浓度与反应速度成正比例。二、底物浓度的影响底物浓度对酶促反应速度的影响当其他条件不变时，底物浓度的变化对反应速度的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的增加而增加，成正比关系。⒉随着底物浓度的不断增加，反应速度也增加，但不再成正比例。⒊当反应速度达最大值时，增加底物浓度，反应速度不再增加。Vm[S]V=上述曲线图可用“米氏方程”表达：V：为[S]为足以产生最大速度Vm时的反应速度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的一半时的底物浓度）Km＋[S]三、pH的影响pH对酶促反应速度的影响酶的最适pH：指酶表现最大活力时环境的pH。在一定条件下，各类生物的最适pH：稍高或稍低于最适pH，酶的活力都将降低。偏离越远，酶的活性越低，直至失活。动物：pH6.5~8植物、微生物：pH4.5~6.5pH对酶作用的影响机制很复杂，主要有以下几方面：1、影响酶的解离特殊：胃蛋白酶（pH1.5~2）胰蛋白酶（pH8.1）精蛋白酶（pH9.8）2、影响底物的解离3、影响酶分子的构象4、最适pH时，酶及底物的解离度最适宜两者的结合，反应速度最快。酶促反应是化学反应，随着温度升高，反应速度加快；但酶是一种特殊的蛋白质，温度过高可致其失活。四、温度的影响酶的最适温度：是指酶的活力达最大时的反应温度。在一定条件下，各类生物体中酶的最适温度为：动物35~40℃植物、微生物32~60℃液化淀粉酶90℃（特殊）温度对酶作用影响的机理是：1、最适温度时，酶的活性最大，反应速度最快。2、低于最适温度时，酶的活性受到抑制，反应速度慢；随着温度升高，反应速度加快。3、高于最适温度时，酶的活性被破坏逐渐明显，酶促反应速度逐步下降；当酶的活性完全被破坏时，酶促反应速度为零。五、激活剂的影响激活剂：是指凡能提高酶活力(性)的物质。酶的激活与酶原激活的区别：酶的激活是提高已有活性酶的活性；酶原激活是使原本没有活性的酶转变为有活性的酶。酶的激活是酶的活性由低到高，不伴有一级结构的改变。幻灯片16六、抑制剂的影响抑制剂：是指凡能降低酶的活性甚至使酶完全失活但并不使酶变性的物质。（一）可逆性抑制抑制剂与酶蛋白的结合是可逆的，通过透析、超滤等方法可除去，并使酶恢复活性。抑制剂的作用是使酶的活性下降，导致反应速度降低。竞争性抑制作用是指：抑制剂与底物结构相似，与底物共同竞争酶的活性中心，从而阻碍了底物与酶的结合的抑制作用。COOH（CH2）2COOH琥珀酸琥珀酸脱氢酶COOHCHHCCOOH延胡索酸+2HCOOHCH2COOH丙二酸（抑制剂）竞争性抑制剂作用的强弱取决于抑制剂与底物的浓度比。1、竞争性抑制作用动画2、非竞争性抑制作用非竞争性抑制作用是指：抑制剂不论底物是否与酶结合，均可与酶活性中心以外的部位可逆结合，并抑制酶的活性。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非竞争性抑制作用的强弱一般取决于抑制剂的浓度及其与酶的亲和力，而与底物浓度无关。（二）不可逆抑制这类抑制作用的抑制剂，通常以比较牢固的共价键与酶蛋白中的基团结合，使酶失去活性。一但发生抑制，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，这类抑制剂能与多种酶分子中的一类或几类必需基团进行共价结合，使酶失去活性，因而这类抑制剂的抑制作用是不专一的。敌百虫、敌敌畏、1605等有机磷化合物类的抑制剂，则专一性作用于某种酶的活性中心或必需基团，并与其进行共价结合，从而抑制酶的活性，因而这类酶的抑制作用具有专一性。

乙酰胆碱胆碱酯酶乙酸+胆碱有机磷化合物抑制章首第四节固定化酶一、固定化酶的概念和优点固定化酶是水溶性酶借助于物理和化学方法把酶束缚在某一空间成为不溶于水但仍具有催化活性的一种酶或其衍生物。固定化酶具有类似离子交换树脂的优点：1、稳定性高，可反复使用。2、有一定的机械强度，有利于现代化生产。3、易与产物分离，简化工艺，降低成本。二、固定化酶的制备方法1、载体结合法使酶通过共价键连接于适当的不溶于水的载体上。（葡聚糖凝胶）2、交联法使酶分子间依靠双功能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的格子中或聚合物半透膜小胶囊中。章首本章小结1、酶的概念、作用特点2、酶的组成、结构及各组分的功能3、酶的催化机制4、影响酶促反应速度的因素作业1、解释下列名词酶、酶的活性中心、酶的必需基团、固定化酶、激活剂、抑制剂2、酶与一般催化剂比较有何特点？3、何谓酶的专一性？有哪些类型？4、酶原激活的本质是什么？其与一般酶的活性的激活有何不同？5、影响酶促反应速度的因素有哪些？简述其作用的原理及结果。淀粉酶的实验原理葡萄糖：单糖，具有还原性果糖：单糖，不具还原性蔗糖：双糖，不具还原性