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1、第三章酶第一節(jié)?酶的概述一、酶的概念酶是由活細胞產(chǎn)生的,以有機物為主要成分,并具有極強的催化能力和高度專一性的生物催化劑。二、酶與一般催化劑的共同點(1)只能催化熱力學上允許的反應。(△G<0的反應)(2)能加快化學反應的速度,但不改變平衡點,反應前后本身不發(fā)生變化。(3)降低反應所需的活化能。三、酶催化的特點1酶的催化效率極高2具有高度的專一性3反應條件溫和4酶的活性是受調節(jié)控制的5酶是活細胞中產(chǎn)生的,有胞外酶和胞外酶之分例2H2O2→2H2O+O2反應活化能非催化反應75.24kJ/mol鈀催化反應48.9kJ/molH2O2酶催化8.36kJ/mol第二節(jié)酶的分類與命名1961年國
2、際酶學委員會(enzymecommission,EC)提出的酶的命名和分類方法。1992年國際生化協(xié)會(IUB)出版的《酶的命名》指出了已發(fā)現(xiàn)的3000多種酶。根據(jù)酶催化反應的類型,將酶分為6類:1氧化還原酶類2轉移酶類3水解酶類4裂合(解)酶類5異構酶類6合成酶類1.氧化還原酶類(oxido-reductases)催化氧化還原反應的酶,包括氧化酶類、脫氫酶類、過氧化氫酶、過氧化物酶等。(1)氧化酶類:催化底物脫氫,并氧化生成H2O或H2O22A·2H+O22A+2H2OA·2H+O2A+H2O2例:鄰苯二酚氧化酶(EC1.10.3.1)鄰苯二酚鄰苯醌(2)脫氫酶類:直接催化底物脫氫A·
3、2H+BA+B·2H例:乳酸脫氫酶(EC1.1.1.27)乳酸丙酮酸2.轉移酶類(transferases)催化基團的轉移例:谷丙轉氨酶(GPT)(EC2.6.1.2)3.水解酶類(hydrolases)催化水解反應的酶AB+H2OA·OH+BH如:蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、蔗糖酶等4.裂解(合)酶類(lyases)從底物移去一個基團而形成雙鍵或逆反應ABA+B例1:例2:5.異構酶類(isomerase)催化分子異構化反應例:6.合成酶類(synthetases合成酶類,也稱連接酶,ligases)將兩個小分子合成一個大分子,通常需要ATP供能在每一大類酶中,又可根據(jù)不同的原則分為幾個亞
4、類,每一個亞類再分為幾個亞亞類型,然后再把屬于同一亞亞類的酶按順序排好,就可以把各種酶排成一個表,即酶表在每一大類酶中,又可根據(jù)不同的原則分為幾個亞類,每一個亞類再分為幾個亞亞類型,然后再把屬于同一亞亞類的酶按順序排好,這樣就可以把各種酶排成一個表,即酶表例如:乳酸脫氫酶EC1.1.1.27葡萄糖激酶EC2.7.1.1酶學委員會大類亞類亞亞類順序號(二)酶的命名國際酶學委員會建議,每一種酶都給以兩種名稱系統(tǒng)名習慣名1系統(tǒng)名:(準確)原則:底物名稱+反應類型+“酶”例:乳酸+NAD+丙酮酸+NADH+H+系統(tǒng)名應為:L-乳酸:NAD+氧化還原酶2習慣名:原則:底物名稱+反應類型+“酶”例:
5、催化蛋白質水解的酶稱為蛋白酶第三節(jié)酶的組成和結構一酶的化學本質1926年美國Sumner從刀豆中獲得了脲酶的結晶,并指出酶是蛋白質。1930年Northrop等得到了胃蛋白酶、胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶的結晶,并進一步證明了酶是蛋白質。大多數(shù)酶是蛋白質(Mostenzymesareproteins)J.B.SumnerJ.H.Northrop酶是蛋白質的證據(jù)1、酶對熱不穩(wěn)定。2、酶是兩性電解質。3、其他引起Pr變性的理化因素,均能使酶喪失活性。4、酶具有膠體物質的一系列特性。5、許多酶受蛋白水解酶作用而失活。6、酶的結晶均證明其催化活性與其Pr本性密切聯(lián)系。7、許多酶的AA序列已被陸續(xù)測定。
6、酶概念的發(fā)展:20世紀80年代發(fā)現(xiàn)某些RNA有催化活性,還有一些抗體也有催化活性,甚至有些DNA也有催化活性,使酶是蛋白質的傳統(tǒng)概念受到很大沖擊。1982年美國切赫(T.Cech)等人發(fā)現(xiàn)四膜蟲(Tetrahymenathermophiea)的rRNA前體能在完全沒有蛋白質的情況下進行自我加工,發(fā)現(xiàn)RNA有催化活性ThomasCechUniversityofColoradoatBoulder,USA1983年美國奧特曼(S.Altman)等研究RNaseP(由20%蛋白質和80%的RNA組成),發(fā)現(xiàn)RNaseP中的RNA可催化E.colitRNA的前體加工。SidneyAltmanYal
7、eUniversityNewHaven,CT,USACech和Altman各自獨立地發(fā)現(xiàn)了RNA的催化活性,并命名這一類酶為ribozyme(核酶),2人共同獲1989年諾貝爾化學獎。1995年發(fā)現(xiàn)有些DNA分子亦具有催化活性。二全酶的輔因子依據(jù)其化學組成把酶也分為兩大類:簡單蛋白質(單純酶):結合蛋白質(結合酶):單純酶:如各種水解酶僅由AA組成,不含其他組份。結合酶:如各種氧化還原酶類除AA以外還含有對熱穩(wěn)定的小分子化合物。前者