生物化學：第三章 酶化學

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1、n緒論緒論n第一章第一章 蛋白質化學蛋白質化學n第二章第二章 核酸化學核酸化學n第三章第三章 酶化學酶化學n第四章第四章 生物氧化生物氧化n第五章第五章 糖代謝糖代謝n第六章第六章 脂類代謝脂類代謝n第七章第七章 蛋白質的酶促降解及氨基酸代謝蛋白質的酶促降解及氨基酸代謝n第八章第八章 核酸的酶促降解及氨基酸代謝核酸的酶促降解及氨基酸代謝n第九章第九章 核酸的生物合成核酸的生物合成n第十章第十章 蛋白質的合成蛋白質的合成n第十一章第十一章 物質代謝的聯(lián)系與調節(jié)物質代謝的聯(lián)系與調節(jié)生物化學生物化學第三章第三章 酶（酶（enzymeenzyme）第一節(jié)第一節(jié) 導論導論第二節(jié)第二節(jié) 酶催化機理酶催化機

2、理第三節(jié)第三節(jié) 酶促反應動力學酶促反應動力學第四節(jié)第四節(jié) 酶活性調節(jié)酶活性調節(jié)第五節(jié)第五節(jié) 酶活力測定酶活力測定1 1、酶的概念酶的概念酶的概念酶的概念及催化作用特點及催化作用特點及催化作用特點及催化作用特點2 2、酶的化學本質、酶的化學本質、酶的化學本質、酶的化學本質 3 3、維生素與輔酶、維生素與輔酶、維生素與輔酶、維生素與輔酶第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié) 導論導論導論導論第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學4 4、酶的命名與分類、酶的命名與分類、酶的命名與分類、酶的命名與分類n n 只能進行熱力學上允許進行的反應；只能進行熱力學上允許進行的反應；只能進行熱力學上允許進行的反應；只

3、能進行熱力學上允許進行的反應；n n 反應前后，質與量不變，用量少反應前后，質與量不變，用量少反應前后，質與量不變，用量少反應前后，質與量不變，用量少；n n 可以縮短化學反應到達平衡的時間，而不影響可以縮短化學反應到達平衡的時間，而不影響可以縮短化學反應到達平衡的時間，而不影響可以縮短化學反應到達平衡的時間，而不影響 反應的平衡常數；反應的平衡常數；反應的平衡常數；反應的平衡常數；酶是由生物細胞產生的，酶是由生物細胞產生的，以蛋白質為主要成以蛋白質為主要成分的生物催化劑，部分核酸也具有酶的活性分的生物催化劑，部分核酸也具有酶的活性。第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié) 導論導論導論導論第三章酶化學第三章

4、酶化學第三章酶化學第三章酶化學酶具有一般催化劑的特征（相同點）酶具有一般催化劑的特征（相同點）1.11.1、酶的、酶的、酶的、酶的概念概念第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié) 導論導論第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學1.21.2、酶催化作用特點、酶催化作用特點、酶催化作用特點、酶催化作用特點n比一般催化劑高比一般催化劑高10108 8-10-102020倍倍 (1)(1)(1)(1)高效性：具有極高的催化效率高效性：具有極高的催化效率高效性：具有極高的催化效率高效性：具有極高的催化效率n n又稱特異性，是指酶對底物和催化的反應的選擇性，又稱特異性，是指酶對底物和催化的反應的選擇性，又稱特異

5、性，是指酶對底物和催化的反應的選擇性，又稱特異性，是指酶對底物和催化的反應的選擇性，一種酶一種酶一種酶一種酶只能只能作用于某一種或某一類的化合物，促其發(fā)作用于某一種或某一類的化合物，促其發(fā)作用于某一種或某一類的化合物，促其發(fā)作用于某一種或某一類的化合物，促其發(fā)生一定的化學反應。生一定的化學反應。生一定的化學反應。生一定的化學反應。例如：蛋白酶催化蛋白質的水解；例如：蛋白酶催化蛋白質的水解；例如：蛋白酶催化蛋白質的水解；例如：蛋白酶催化蛋白質的水解；淀粉酶催化淀粉的水解；淀粉酶催化淀粉的水解；淀粉酶催化淀粉的水解；淀粉酶催化淀粉的水解；核酸酶催化核酸的水解。核酸酶催化核酸的水解。核酸酶催化核酸的

6、水解。核酸酶催化核酸的水解。(2)(2)(2)(2)專一性專一性專一性專一性 （SpecificitySpecificitySpecificitySpecificity）第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié) 導論導論第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學1.21.2、酶催化作用特點、酶催化作用特點、酶催化作用特點、酶催化作用特點n酶的作用一般都要求比較酶的作用一般都要求比較溫和的條件溫和的條件，如常溫、，如常溫、常壓和接近中性的酸堿度。常壓和接近中性的酸堿度。n凡能使蛋白質變性的因素都能使酶破壞而失去活凡能使蛋白質變性的因素都能使酶破壞而失去活性。

7、性。(3)(3)(3)(3)酶易失活酶易失活酶易失活酶易失活(inactivityinactivityinactivityinactivity)第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié) 導論導論第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學1.21.2、酶催化作用特點、酶催化作用特點、酶催化作用特點、酶催化作用特點()酶的活性可受到調節(jié)、控制酶的活性可受到調節(jié)、控制酶的活性可受到調節(jié)、控制酶的活性可受到調節(jié)、控制第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié) 導論導論第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學多種機制和形式：如如:抑制劑調節(jié)、共價修飾調節(jié)、反饋調節(jié)、抑制劑調節(jié)、共價修飾調節(jié)、反饋調節(jié)、酶原激活等。酶原激活等

8、。1.21.2、酶催化作用特點、酶催化作用特點、酶催化作用特點、酶催化作用特點()酶催化常需輔助因子（酶催化常需輔助因子（酶催化常需輔助因子（酶催化常需輔助因子（cofactor)cofactor)cofactor)cofactor)某些酶催化活力與非蛋白小分子物質有關。某些酶催化活力與非蛋白小分子物質有關。某些酶催化活力與非蛋白小分子物質有關。某些酶催化活力與非蛋白小分子物質有關。例如：金屬離子、輔酶、輔基等。例如：金屬離子、輔酶、輔基等。例如：金屬離子、輔酶、輔基等。例如：金屬離子、輔酶、輔基等。第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié) 導論導論第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學1.21.2

9、、酶催化作用特點、酶催化作用特點、酶催化作用特點、酶催化作用特點1.31.3、酶的專一性酶的專一性酶的專一性酶的專一性 第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié) 導論導論第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學 概念概念概念概念：酶對所催化的分子：酶對所催化的分子：酶對所催化的分子：酶對所催化的分子(底物，底物，底物，底物，substrate)substrate)substrate)substrate)化學結構的特殊要求和選擇?；瘜W結構的特殊要求和選擇?；瘜W結構的特殊要求和選擇?；瘜W結構的特殊要求和選擇。類別類別類別類別：相對專一性相對專一性相對專一性相對專一性和和和和絕對專一性絕對專一性絕對專一性絕

10、對專一性。1.31.3、酶的專一性酶的專一性酶的專一性酶的專一性 第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié) 導論導論第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學結構專一性結構專一性結構專一性結構專一性 1 1、相對專一性、相對專一性、相對專一性、相對專一性 酶對底物的化學結構要求比較低，酶對底物的化學結構要求比較低，酶對底物的化學結構要求比較低，酶對底物的化學結構要求比較低，它們能作用于一類化合物或一種化學鍵。它們能作用于一類化合物或一種化學鍵。它們能作用于一類化合物或一種化學鍵。它們能作用于一類化合物或一種化學鍵。鍵專一性鍵專一性鍵專一性鍵專一性 有的酶作用于一定的化學鍵，有的酶作用于一定的化學鍵，有的

11、酶作用于一定的化學鍵，有的酶作用于一定的化學鍵，而對鍵兩端的基團無嚴格的要求。而對鍵兩端的基團無嚴格的要求。而對鍵兩端的基團無嚴格的要求。而對鍵兩端的基團無嚴格的要求。第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié) 導論導論第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學結構專一性結構專一性結構專一性結構專一性酯酶催化酯鍵的水解。酯酶催化酯鍵的水解。基團專一性基團專一性基團專一性基團專一性 除要求作用于一定的鍵以外，除要求作用于一定的鍵以外，除要求作用于一定的鍵以外，除要求作用于一定的鍵以外，對鍵兩端的基團還有一定的要求。對鍵兩端的基團還有一定的要求。對鍵兩端的基團還有一定的要求。對鍵兩端的基團還有一定的要求。第一

12、節(jié)第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié) 導論導論第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學結構專一性結構專一性結構專一性結構專一性 2 2 2 2、絕對專一性、絕對專一性、絕對專一性、絕對專一性 有的酶對底物的化學結構要求非常有的酶對底物的化學結構要求非常有的酶對底物的化學結構要求非常有的酶對底物的化學結構要求非常嚴格，只作用于一種底物，不作用于其它任何物質，嚴格，只作用于一種底物，不作用于其它任何物質，嚴格，只作用于一種底物，不作用于其它任何物質，嚴格，只作用于一種底物，不作用于其它任何物質，如脲酶如脲酶如脲酶如脲酶,麥芽糖酶等。麥芽糖酶等。麥芽糖酶等。麥芽糖酶等。1.31.3、酶的專一性酶的專一性酶的

13、專一性酶的專一性 第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié) 導論導論第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學結構專一性結構專一性結構專一性結構專一性 概念概念概念概念：酶除了對底物分子的化學結構有要求外，對其：酶除了對底物分子的化學結構有要求外，對其：酶除了對底物分子的化學結構有要求外，對其：酶除了對底物分子的化學結構有要求外，對其 立體異構也有高度專一性。立體異構也有高度專一性。立體異構也有高度專一性。立體異構也有高度專一性。類別類別類別類別：旋光異構專一性旋光異構專一性旋光異構專一性旋光異構專一性（L L L L、D D D D型）如型）如型）如型）如L-L-L-L-氨基酸氧化酶；氨基酸氧化酶；氨

14、基酸氧化酶；氨基酸氧化酶；幾何異構專一性（幾何異構專一性（幾何異構專一性（幾何異構專一性（順、反結構）如延胡索酸水化酶順、反結構）如延胡索酸水化酶順、反結構）如延胡索酸水化酶順、反結構）如延胡索酸水化酶只催化延胡索酸（反只催化延胡索酸（反只催化延胡索酸（反只催化延胡索酸（反-丁烯二酸），而不催化順丁烯二酸），而不催化順丁烯二酸），而不催化順丁烯二酸），而不催化順-丁烯二酸。丁烯二酸。丁烯二酸。丁烯二酸。1.31.3、酶的專一性酶的專一性酶的專一性酶的專一性 第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié) 導論導論第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學立體異構專一性立體異構專一性立體異構專一性立體異構專一性

15、除了有催化活性的除了有催化活性的除了有催化活性的除了有催化活性的RNARNARNARNA之外幾乎都是蛋白質之外幾乎都是蛋白質之外幾乎都是蛋白質之外幾乎都是蛋白質2、酶的化學本質、酶的化學本質 第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié) 導論導論導論導論第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學酶主要是蛋白質酶主要是蛋白質酶主要是蛋白質酶主要是蛋白質2 2、酶的化學本質、酶的化學本質、酶的化學本質、酶的化學本質 第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié) 導論導論第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學核酶（催化核酸）核酶（催化核酸）核酶（催化核酸）核酶（催化核酸）ribozymeribozyme 核酶的功能很多核酶

16、的功能很多,有的能夠切割有的能夠切割RNA,RNA,有的有的能夠切割能夠切割DNA,DNA,有些還具有有些還具有RNARNA連接酶、磷酸酶連接酶、磷酸酶等活性。等活性。與蛋白質酶相比，核酶的催化效率較低，與蛋白質酶相比，核酶的催化效率較低，是一種較為原始的催化酶。是一種較為原始的催化酶。2 2、酶的化學本質、酶的化學本質、酶的化學本質、酶的化學本質 第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié) 導論導論第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學核酶（催化核酸）核酶（催化核酸）核酶（催化核酸）核酶（催化核酸）ribozymeribozyme 核酶隨著生物學的發(fā)展，不僅僅只是包括核酶隨著生物學的發(fā)展，不僅僅只是

17、包括RNARNA，如，如今人們還人工合成了一些今人們還人工合成了一些DNADNA也具有催化活性也具有催化活性。所以現(xiàn)。所以現(xiàn)在的核酶應該包括在的核酶應該包括催化性催化性DNADNA和催化性和催化性RNARNA兩大類。兩大類。目前，催化性目前，催化性DNADNA只是人工合成的，并沒有發(fā)現(xiàn)有只是人工合成的，并沒有發(fā)現(xiàn)有天然存在的。天然存在的。n n單體酶單體酶單體酶單體酶 (monomericmonomeric enzyme)enzyme)n n寡聚酶寡聚酶寡聚酶寡聚酶 (oligomericoligomeric enzyme)enzyme)n n多酶體系多酶體系多酶體系多酶體系 (multien

18、zymemultienzyme system)system)2 2、酶的化學本質、酶的化學本質、酶的化學本質、酶的化學本質 第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學酶的蛋白質組成形式：酶的蛋白質組成形式：酶的蛋白質組成形式：酶的蛋白質組成形式：第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié) 導論導論n n單體酶單體酶單體酶單體酶-monomericmonomeric enzyme enzyme：一般由一條肽鏈組成，如：一般由一條肽鏈組成，如：一般由一條肽鏈組成，如：一般由一條肽鏈組成，如溶菌酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶等。胰凝乳蛋白酶由溶菌酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶等。胰凝乳蛋白酶由溶菌酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶等

19、。胰凝乳蛋白酶由溶菌酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶等。胰凝乳蛋白酶由3 3 3 3條條條條肽鏈（各肽鏈間有共價鍵連接），仍為單體酶。肽鏈（各肽鏈間有共價鍵連接），仍為單體酶。肽鏈（各肽鏈間有共價鍵連接），仍為單體酶。肽鏈（各肽鏈間有共價鍵連接），仍為單體酶。n n寡聚酶寡聚酶寡聚酶寡聚酶-oligomericoligomeric enzyme enzyme：由幾個或幾十個亞基組成，由幾個或幾十個亞基組成，由幾個或幾十個亞基組成，由幾個或幾十個亞基組成，亞基可以相同也可不同。如亞基可以相同也可不同。如亞基可以相同也可不同。如亞基可以相同也可不同。如3-3-3-3-磷酸甘油醛脫氫酶、乳酸磷酸甘油醛脫氫酶

20、、乳酸磷酸甘油醛脫氫酶、乳酸磷酸甘油醛脫氫酶、乳酸脫氫酶、丙酮酸激酶等。脫氫酶、丙酮酸激酶等。脫氫酶、丙酮酸激酶等。脫氫酶、丙酮酸激酶等。2、酶的化學本質、酶的化學本質 第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié) 導論導論酶的蛋白質組成形式：酶的蛋白質組成形式：酶的蛋白質組成形式：酶的蛋白質組成形式：多酶體系多酶體系多酶體系多酶體系-multienzymemultienzyme system system 由幾種酶靠由幾種酶靠由幾種酶靠由幾種酶靠非共價鍵非共價鍵非共價鍵非共價鍵彼彼彼彼此嵌合而成。主要指此嵌合而成。主要指此嵌合而成。主要指此嵌合而成。主要指結構結構

21、結構結構化化化化的多酶復合體。如丙酮的多酶復合體。如丙酮的多酶復合體。如丙酮的多酶復合體。如丙酮酸脫氫酶系、脂肪酸合成酸脫氫酶系、脂肪酸合成酸脫氫酶系、脂肪酸合成酸脫氫酶系、脂肪酸合成酶復合體等。酶復合體等。酶復合體等。酶復合體等。這種結構既能提高反應途這種結構既能提高反應途這種結構既能提高反應途這種結構既能提高反應途徑的效率，又能增強調控徑的效率，又能增強調控徑的效率，又能增強調控徑的效率，又能增強調控的準確性。的準確性。的準確性。的準確性。多酶復合體示意圖多酶復合體示意圖酶1酶2酶3酶7酶4酶6酶5多酶復合體示意圖多酶復合體示意圖2 2、酶的化學本質、酶的化學本質、酶的化學本質、酶的化學本

22、質 第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié) 導論導論導論導論第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學酶分子組成酶分子組成酶分子組成酶分子組成單純酶（僅蛋白質）單純酶（僅蛋白質）單純酶（僅蛋白質）單純酶（僅蛋白質）結合結合結合結合酶酶酶酶 (全酶，蛋白質及非蛋白質小分子全酶，蛋白質及非蛋白質小分子全酶，蛋白質及非蛋白質小分子全酶，蛋白質及非蛋白質小分子 )如：脲酶、蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等。如：脲酶、蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等。如：脲酶、蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等。如：脲酶、蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等。如：轉氨酶、乳酸脫氫酶、氧化還原酶等。如：轉氨酶、乳酸脫氫酶、氧化還原酶等。如：轉氨酶、乳酸脫氫酶、氧化還

23、原酶等。如：轉氨酶、乳酸脫氫酶、氧化還原酶等。酶蛋白酶蛋白決定反應的專一性和高效性；決定反應的專一性和高效性；輔因子輔因子作為電子或者基團的載體，參與并促作為電子或者基團的載體，參與并促 進整個催化過程。進整個催化過程。2 2、酶的化學本質、酶的化學本質、酶的化學本質、酶的化學本質 第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié) 導論導論導論導論第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學酶蛋白酶蛋白酶蛋白酶蛋白 (apoenzymeapoenzyme)：多肽多肽多肽多肽 輔因子輔因子輔因子輔因子 (cofactor)(cofactor)金屬離子金屬離子金屬離子金屬離子小分子有機化合物小分子有機化合物小分子有機

24、化合物小分子有機化合物全酶全酶全酶全酶(holoenzymeholoenzyme)2、酶的化學本質、酶的化學本質 第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié) 導論導論第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學結合酶和酶的輔因子結合酶和酶的輔因子輔助因子按其輔助因子按其與酶蛋白結合的緊密程度與酶蛋白結合的緊密程度n輔酶輔酶/輔基大多數是由輔基大多數是由維生素維生素參與形成的小分子化合參與形成的小分子化合物物 輔酶輔酶輔酶輔酶 (coenzyme):(coenzyme):與酶蛋白結合與酶蛋白結合與酶蛋白結合與酶蛋白結合疏松，疏松，疏松，疏松，用透析法可除去。用透析法可除去。用透析法可除去。用透析法可除去。輔基

25、輔基輔基輔基 (prosthetic group):(prosthetic group):與酶蛋白結合與酶蛋白結合與酶蛋白結合與酶蛋白結合緊密，緊密，緊密，緊密，不能用透析法除去。不能用透析法除去。不能用透析法除去。不能用透析法除去。金屬離子金屬離子金屬離子金屬離子維生素是機體（動物、植物和微生物）維持正常生命活動維生素是機體（動物、植物和微生物）維持正常生命活動維生素是機體（動物、植物和微生物）維持正常生命活動維生素是機體（動物、植物和微生物）維持正常生命活動所必不可少的一類小分子有機化合物。所必不可少的一類小分子有機化合物。所必不可少的一類小分子有機化合物。所必不可少的一類小分子有機化合物

26、。分類分類分類分類：維生素一般習慣分為維生素一般習慣分為維生素一般習慣分為維生素一般習慣分為脂溶性脂溶性脂溶性脂溶性和和和和水溶性水溶性水溶性水溶性兩大類。其兩大類。其兩大類。其兩大類。其 中脂溶性維生素在體內可直接參與代謝的調節(jié)作中脂溶性維生素在體內可直接參與代謝的調節(jié)作中脂溶性維生素在體內可直接參與代謝的調節(jié)作中脂溶性維生素在體內可直接參與代謝的調節(jié)作 用，而水溶性維生素是通過轉變成輔酶對代謝起用，而水溶性維生素是通過轉變成輔酶對代謝起用，而水溶性維生素是通過轉變成輔酶對代謝起用，而水溶性維生素是通過轉變成輔酶對代謝起 調節(jié)作用。調節(jié)作用。調節(jié)作用。調節(jié)作用。3 維生素與維生素與輔酶輔酶第

27、三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié) 導論導論第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學 硫胺素硫胺素硫胺素硫胺素(維生素維生素維生素維生素B B1 1)在體內以在體內以在體內以在體內以焦磷酸硫胺素焦磷酸硫胺素焦磷酸硫胺素焦磷酸硫胺素(TPPTPP)形式存在。形式存在。形式存在。形式存在。TPPTPP是催化丙酮酸或是催化丙酮酸或是催化丙酮酸或是催化丙酮酸或 酮戊二酸脫羧酶的輔酶，所以又稱為酮戊二酸脫羧酶的輔酶，所以又稱為酮戊二酸脫羧酶的輔酶，所以又稱為酮戊二酸脫羧酶的輔酶，所以又稱為脫脫脫脫羧輔酶羧輔酶羧輔酶羧輔酶。TPPTPP缺乏時表現(xiàn)出多發(fā)性神經炎，

28、導致皮膚麻木、心力衰竭、缺乏時表現(xiàn)出多發(fā)性神經炎，導致皮膚麻木、心力衰竭、缺乏時表現(xiàn)出多發(fā)性神經炎，導致皮膚麻木、心力衰竭、缺乏時表現(xiàn)出多發(fā)性神經炎，導致皮膚麻木、心力衰竭、四肢無力、下肢水腫等。四肢無力、下肢水腫等。四肢無力、下肢水腫等。四肢無力、下肢水腫等。嘧啶環(huán)嘧啶環(huán)嘧啶環(huán)嘧啶環(huán)噻唑環(huán)噻唑環(huán)噻唑環(huán)噻唑環(huán)FADFAD(黃素腺嘌呤二核苷酸黃素腺嘌呤二核苷酸黃素腺嘌呤二核苷酸黃素腺嘌呤二核苷酸)和和和和FMNFMN(黃素單核苷酸黃素單核苷酸黃素單核苷酸黃素單核苷酸)氧化還原酶的氧化還原酶的氧化還原酶的氧化還原酶的輔基輔基輔基輔基。被還原后形成被還原后形成被還原后形成被還原后形成FADHFADH

29、2 2與與與與FMNHFMNH2 2。核黃素核黃素核黃素核黃素(維生素維生素維生素維生素B B2 2)缺乏時組織呼吸減弱，代謝強缺乏時組織呼吸減弱，代謝強缺乏時組織呼吸減弱，代謝強缺乏時組織呼吸減弱，代謝強度降低。主要癥狀為口腔發(fā)炎，度降低。主要癥狀為口腔發(fā)炎，度降低。主要癥狀為口腔發(fā)炎，度降低。主要癥狀為口腔發(fā)炎，舌炎、角膜炎、皮炎等。舌炎、角膜炎、皮炎等。舌炎、角膜炎、皮炎等。舌炎、角膜炎、皮炎等。它們在脫氫酶催化的氧化它們在脫氫酶催化的氧化它們在脫氫酶催化的氧化它們在脫氫酶催化的氧化-還原反應還原反應還原反應還原反應中，起著電子和質子的傳遞體作用。中，起著電子和質子的傳遞體作用。中，起著

30、電子和質子的傳遞體作用。中，起著電子和質子的傳遞體作用。尼克酸（煙酸）尼克酸（煙酸）尼克酰胺（煙酰胺）尼克酰胺（煙酰胺）維生素維生素維生素維生素pppp（VBVB3 3）n nNADNADNADNAD+(煙煙煙煙酰酰酰酰胺胺胺胺腺腺腺腺嘌嘌嘌嘌呤呤呤呤二二二二核核核核苷苷苷苷酸酸酸酸，又又又又 稱稱稱稱 為為為為 輔輔輔輔 酶酶酶酶 I I I I)和和和和NADPNADPNADPNADP+(煙煙煙煙酰酰酰酰胺胺胺胺腺腺腺腺嘌嘌嘌嘌呤呤呤呤二二二二核核核核苷苷苷苷酸酸酸酸磷磷磷磷酸酸酸酸,又又又又稱稱稱稱為為為為輔輔輔輔酶酶酶酶IIIIIIII )是是是是維生素煙酰胺的衍生物。維生素煙酰胺的衍

31、生物。維生素煙酰胺的衍生物。維生素煙酰胺的衍生物。n n它們是多種重要脫氫酶的它們是多種重要脫氫酶的它們是多種重要脫氫酶的它們是多種重要脫氫酶的輔酶，在代謝中傳遞輔酶，在代謝中傳遞輔酶，在代謝中傳遞輔酶，在代謝中傳遞氫氫氫氫。能維持神經組織的健康。缺能維持神經組織的健康。缺能維持神經組織的健康。缺能維持神經組織的健康。缺乏時表現(xiàn)出神經營養(yǎng)障礙，乏時表現(xiàn)出神經營養(yǎng)障礙，乏時表現(xiàn)出神經營養(yǎng)障礙，乏時表現(xiàn)出神經營養(yǎng)障礙，出現(xiàn)糙皮病。出現(xiàn)糙皮病。出現(xiàn)糙皮病。出現(xiàn)糙皮病。泛酸（泛酸（VBVB5 5）輔輔輔輔酶酶酶酶A A A A是是是是生生生生物物物物體體體體內內內內代代代代謝謝謝謝反反反反應應應應中中

32、中中乙乙乙乙酰酰酰?；该该该傅牡牡牡妮o輔輔輔酶酶酶酶，它它它它是是是是含含含含泛泛泛泛酸酸酸酸的的的的復復復復合合合合核核核核苷苷苷苷酸酸酸酸。它它它它的的的的重重重重要要要要生生生生理理理理功功功功能能能能是是是是傳傳傳傳遞遞遞遞酰酰酰酰基基基基，是是是是形形形形成代謝中間產物的重要輔酶。成代謝中間產物的重要輔酶。成代謝中間產物的重要輔酶。成代謝中間產物的重要輔酶。巰基乙胺巰基乙胺巰基乙胺巰基乙胺泛酸泛酸泛酸泛酸n n 維生素維生素維生素維生素B B B B6 6 6 6-抗皮炎維生素抗皮炎維生素抗皮炎維生素抗皮炎維生素包括吡哆醇、吡哆包括吡哆醇、吡哆包括吡哆醇、吡哆包括吡哆醇、吡哆

33、醛和吡哆胺。醛和吡哆胺。醛和吡哆胺。醛和吡哆胺。n n維生素維生素維生素維生素B B B B6 6 6 6在體內經磷酸化作用轉化為相應的磷酸脂，參在體內經磷酸化作用轉化為相應的磷酸脂，參在體內經磷酸化作用轉化為相應的磷酸脂，參在體內經磷酸化作用轉化為相應的磷酸脂，參加代謝的主要的是加代謝的主要的是加代謝的主要的是加代謝的主要的是磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛和和和和磷酸吡哆胺磷酸吡哆胺磷酸吡哆胺磷酸吡哆胺。磷酸吡哆。磷酸吡哆。磷酸吡哆。磷酸吡哆醛是醛是醛是醛是轉氨酶、脫羧酶和消旋酶轉氨酶、脫羧酶和消旋酶轉氨酶、脫羧酶和消旋酶轉氨酶、脫羧酶和消旋酶的輔酶。的輔酶。的輔酶。的輔酶。n n

34、 維生素維生素B B1111又稱葉酸又稱葉酸，作為輔酶的是葉酸加，作為輔酶的是葉酸加，作為輔酶的是葉酸加，作為輔酶的是葉酸加氫的還原產物四氫葉酸氫的還原產物四氫葉酸氫的還原產物四氫葉酸氫的還原產物四氫葉酸(FHFH4 4或或或或THFATHFA)。n n四四四四氫氫氫氫葉葉葉葉酸酸酸酸的的的的主主主主要要要要作作作作用用用用是是是是作作作作為為為為一一一一碳碳碳碳基基基基團團團團，如如如如-CH-CH-CH-CH3 3 3 3,-CHCHCHCH2 2 2 2-,-CHO-,-CHO-,-CHO-,-CHO 等的載體，參與多種生物合成過程。等的載體，參與多種生物合成過程。等的載體，參與多種生物

35、合成過程。等的載體，參與多種生物合成過程。四氫葉酸四氫葉酸第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學脂溶性維生素脂溶性維生素脂溶性維生素脂溶性維生素第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學19611961年年年年國國國國際際際際酶酶酶酶學學學學委委委委員員員員會會會會（Enzyme Enzyme Commission,Commission,ECEC）根據酶所催化的反應類型和機理，把酶分成根據酶所催化的反應類型和機理，把酶分成根據酶所催化的反應類型和機理，把酶分成根據酶所催化的反應類型和機理，把酶分成6 6大類：大類：大類：大類：4 4、酶的命名和分類、酶的命名和分類、酶的命名和分

36、類、酶的命名和分類第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié) 導論導論n n氧化氧化氧化氧化-還原酶催化氧化還原酶催化氧化還原酶催化氧化還原酶催化氧化-還原反應，催化還原反應，催化還原反應，催化還原反應，催化氫氫氫氫的轉移或電子的轉移或電子的轉移或電子的轉移或電子傳遞。傳遞。傳遞。傳遞。n n主要包括脫氫酶主要包括脫氫酶主要包括脫氫酶主要包括脫氫酶(dehydrogenasedehydrogenasedehydrogenasedehydrogenase)和氧化酶和氧化酶和氧化酶和氧化酶(OxidaseOxidaseOxidaseOxidase)。AH2+BA+BH2第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié) 導論導論第三章酶化學

37、第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學4、酶的命名和分類、酶的命名和分類 氧化氧化-還原酶還原酶 Oxidoreductase如，乳酸如，乳酸如，乳酸如，乳酸(Lactate)(Lactate)脫氫酶催化乳酸的脫氫反應。脫氫酶催化乳酸的脫氫反應。脫氫酶催化乳酸的脫氫反應。脫氫酶催化乳酸的脫氫反應。n n轉移酶催化基團轉移反應，即將一個底物分子的基團或轉移酶催化基團轉移反應，即將一個底物分子的基團或轉移酶催化基團轉移反應，即將一個底物分子的基團或轉移酶催化基團轉移反應，即將一個底物分子的基團或原子轉移到另一個底物的分子上。原子轉移到另一個底物的分子上。原子轉移到另一個底物的分子上。原子轉移到另一個

38、底物的分子上。n n例如，谷丙轉氨酶例如，谷丙轉氨酶例如，谷丙轉氨酶例如，谷丙轉氨酶(GPT)(GPT)(GPT)(GPT)催化的氨基轉移反應。催化的氨基轉移反應。催化的氨基轉移反應。催化的氨基轉移反應。AX+BA+BX第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學 轉移酶轉移酶轉移酶轉移酶 TransferaseTransferase4、酶的命名和分類、酶的命名和分類n n水解酶催化底物的加水分解反應。水解酶催化底物的加水分解反應。水解酶催化底物的加水分解反應。水解酶催化底物的加水分解反應。n n主要包括淀粉酶、蛋白酶、核酸酶及脂酶等。主要包括淀粉酶、蛋白酶、核酸酶及脂酶等。主要包括淀粉酶

39、、蛋白酶、核酸酶及脂酶等。主要包括淀粉酶、蛋白酶、核酸酶及脂酶等。n n例如，脂肪酶例如，脂肪酶例如，脂肪酶例如，脂肪酶(LipaseLipase)催化的脂的水解反應：催化的脂的水解反應：催化的脂的水解反應：催化的脂的水解反應：AB+H2OAOH+BH第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學 水解酶水解酶水解酶水解酶 hydrolasehydrolase4、酶的命名和分類、酶的命名和分類n n裂合酶催化從底物分子中移去一個基團或原子形裂合酶催化從底物分子中移去一個基團或原子形裂合酶催化從底物分子中移去一個基團或原子形裂合酶催化從底物分子中移去一個基團或原子形成雙鍵的反應及其逆反應。成雙

40、鍵的反應及其逆反應。成雙鍵的反應及其逆反應。成雙鍵的反應及其逆反應。n n主要包括醛縮酶、水合酶及脫氨酶等。主要包括醛縮酶、水合酶及脫氨酶等。主要包括醛縮酶、水合酶及脫氨酶等。主要包括醛縮酶、水合酶及脫氨酶等。n n例如，延胡索酸水合酶催化的反應。例如，延胡索酸水合酶催化的反應。例如，延胡索酸水合酶催化的反應。例如，延胡索酸水合酶催化的反應。第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學 裂合酶裂合酶 Lyase4、酶的命名和分類、酶的命名和分類n n異構酶催化各種異構酶催化各種異構酶催化各種異構酶催化各種同分異構體同分異構體同分異構體同分異構體的相互轉化，即底物分子的相互轉化，即底物分子的

41、相互轉化，即底物分子的相互轉化，即底物分子內基團或原子的重排過程。內基團或原子的重排過程。內基團或原子的重排過程。內基團或原子的重排過程。AB第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學 異構酶異構酶 Isomerasen n 例如例如例如例如6-6-磷酸葡萄糖異構酶催化的反應磷酸葡萄糖異構酶催化的反應磷酸葡萄糖異構酶催化的反應磷酸葡萄糖異構酶催化的反應葡萄糖葡萄糖-6-6-磷酸磷酸果糖果糖-6-6-磷酸磷酸4、酶的命名和分類、酶的命名和分類n n又稱為連接酶，能夠催化兩種物質合成一種物質又稱為連接酶，能夠催化兩種物質合成一種物質又稱為連接酶，能夠催化兩種物質合成一種物質又稱為連接酶，能夠

42、催化兩種物質合成一種物質的反應。這類反應必須與的反應。這類反應必須與的反應。這類反應必須與的反應。這類反應必須與ATPATPATPATP分解反應相偶聯(lián)。分解反應相偶聯(lián)。分解反應相偶聯(lián)。分解反應相偶聯(lián)。A+B+ATPAB+ADP+Pi第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學 合成酶合成酶合成酶合成酶 SynthetaseSynthetase or or LigaseLigaseCHCH3 3C C =O+COO+CO2 2COOHCOOHCOOHCOOHCOOHCOOHCHCH2 2C=C=O O丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶丙酮酸丙酮酸草酰乙酸草酰乙酸+ATP+H+ATP+H2 2O O+A

43、DP+P+ADP+Pi i4、酶的命名和分類、酶的命名和分類每每每每一一一一個個個個大大大大類類類類，又又又又可可可可根根根根據據據據底底底底物物物物中中中中被被被被作作作作用用用用的的的的集集集集團團團團或或或或鍵鍵鍵鍵的的的的特特特特點點點點分分分分為為為為若若若若干干干干亞亞亞亞類類類類，每每每每個個個個亞亞亞亞類類類類又又又又可可可可分分分分為為為為幾幾幾幾個個個個亞亞亞亞亞亞亞亞類類類類。在在在在酶酶酶酶表表表表中中中中，每每每每一一一一種種種種酶酶酶酶有一個有一個有一個有一個分類編號：分類編號：分類編號：分類編號：EC+EC+四個數字四個數字四個數字四個數字,如如如如乳酸脫氫酶乳酸

44、脫氫酶乳酸脫氫酶乳酸脫氫酶(EC 1.1.1.27)(EC 1.1.1.27)EC EC 1.1.1.27 1.1.1.27 大類大類大類大類 亞類亞類亞類亞類 亞亞類亞亞類亞亞類亞亞類 序號序號序號序號氧化還氧化還原酶類原酶類被氧化被氧化基團為基團為CHOHCHOH受體為受體為 NADNAD在此亞亞在此亞亞類中的順類中的順序號序號第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學4、酶的命名和分類、酶的命名和分類乳酸乳酸+NAD+丙酮酸丙酮酸+NADH+H+乳酸：乳酸：NAD+氧化還原酶氧化還原酶乳酸脫氫酶，草酰乙酸脫羧酶乳酸脫氫酶，草酰乙酸脫羧酶第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化

45、學系統(tǒng)命名系統(tǒng)命名系統(tǒng)命名系統(tǒng)命名（19611961年國際酶學委員會確定）包括所有年國際酶學委員會確定）包括所有年國際酶學委員會確定）包括所有年國際酶學委員會確定）包括所有底物的名稱和反應類型，最后加一個酶字。底物的名稱和反應類型，最后加一個酶字。底物的名稱和反應類型，最后加一個酶字。底物的名稱和反應類型，最后加一個酶字。習慣命名習慣命名習慣命名習慣命名：常以底物名、反應性質以及酶的來源命名，：常以底物名、反應性質以及酶的來源命名，：常以底物名、反應性質以及酶的來源命名，：常以底物名、反應性質以及酶的來源命名，只取較重要的底物名稱和反應類型。只取較重要的底物名稱和反應類型。只取較重要的底物名稱

46、和反應類型。只取較重要的底物名稱和反應類型。第二節(jié)第二節(jié)第二節(jié)第二節(jié) 酶催化機理酶催化機理酶催化機理酶催化機理第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學一、酶的催化作用與分子活化能一、酶的催化作用與分子活化能一、酶的催化作用與分子活化能一、酶的催化作用與分子活化能二、中間產物學說二、中間產物學說二、中間產物學說二、中間產物學說(酶降低活化能的機理）酶降低活化能的機理）酶降低活化能的機理）酶降低活化能的機理）三、酶的活性中心和必需基團三、酶的活性中心和必需基團三、酶的活性中心和必需基團三、酶的活性中心和必需基團四、誘導契合學說四、誘導契合學說四、誘導契合學說四、誘導契合學說(酶高度專一性的

47、機理）酶高度專一性的機理）酶高度專一性的機理）酶高度專一性的機理）五、使酶具有高催化效率的因素五、使酶具有高催化效率的因素五、使酶具有高催化效率的因素五、使酶具有高催化效率的因素六、胰凝乳蛋白酶的催化機理六、胰凝乳蛋白酶的催化機理六、胰凝乳蛋白酶的催化機理六、胰凝乳蛋白酶的催化機理七、酶原的激活（七、酶原的激活（七、酶原的激活（七、酶原的激活（activation of activation of zymogenzymogen）一、酶的催化作用與分子活化能一、酶的催化作用與分子活化能一、酶的催化作用與分子活化能一、酶的催化作用與分子活化能v能閾能閾:反應物分子發(fā)生化學變化所需的最低能量。反應物

48、分子發(fā)生化學變化所需的最低能量。v活化分子活化分子:含有高于反應能閾的能量而能起反應的分子。含有高于反應能閾的能量而能起反應的分子。v活化能活化能:在一定溫度下，在一定溫度下，1 mol1 mol底物全部進入活化態(tài)所需要的底物全部進入活化態(tài)所需要的 能量，能量，J/molJ/mol。供給能量，如加熱、光照等；供給能量，如加熱、光照等；供給能量，如加熱、光照等；供給能量，如加熱、光照等；加入催化劑，降低活化能。加入催化劑，降低活化能。加入催化劑，降低活化能。加入催化劑，降低活化能。常態(tài)分子變?yōu)榛罨瘧B(tài)分子的途徑：常態(tài)分子變?yōu)榛罨瘧B(tài)分子的途徑：常態(tài)分子變?yōu)榛罨瘧B(tài)分子的途徑：常態(tài)分子變?yōu)榛罨瘧B(tài)分子的途

49、徑：第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學幾個概念：幾個概念：幾個概念：幾個概念：第二節(jié)第二節(jié)第二節(jié)第二節(jié) 酶催化機理酶催化機理酶催化機理酶催化機理一般催化劑一般催化劑一般催化劑一般催化劑反應活化能反應活化能反應活化能反應活化能反應總能量變化反應總能量變化反應總能量變化反應總能量變化酶促反應活化能酶促反應活化能酶促反應活化能酶促反應活化能非催化反應活化能非催化反應活化能非催化反應活化能非催化反應活化能初初初初 態(tài)態(tài)態(tài)態(tài)終終終終 態(tài)態(tài)態(tài)態(tài)能能 量量 改改 變變活活 化化 過過 程程酶促反應的本質是降低反應物分子的活化能。酶促反應的本質是降低反應物分子的活化能。活化態(tài)活化態(tài)二、中間產物學

50、說二、中間產物學說二、中間產物學說二、中間產物學說(酶降低活化能的機理）酶降低活化能的機理）酶降低活化能的機理）酶降低活化能的機理）第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學在酶催化的反應中，第一步是酶與底物形成不穩(wěn)定的在酶催化的反應中，第一步是酶與底物形成不穩(wěn)定的在酶催化的反應中，第一步是酶與底物形成不穩(wěn)定的在酶催化的反應中，第一步是酶與底物形成不穩(wěn)定的酶酶酶酶(Enzyme)(Enzyme)(Enzyme)(Enzyme)底物底物底物底物(Substrate)(Substrate)(Substrate)(Substrate)中間復合物中間復合物中間復合物中間復合物。當底物分子在當底物

51、分子在當底物分子在當底物分子在酶作用下發(fā)生化學變化后，分解成產物酶作用下發(fā)生化學變化后，分解成產物酶作用下發(fā)生化學變化后，分解成產物酶作用下發(fā)生化學變化后，分解成產物(Product)(Product)(Product)(Product)和酶。和酶。和酶。和酶。+第二節(jié)第二節(jié)第二節(jié)第二節(jié) 酶催化機理酶催化機理酶催化機理酶催化機理二、中間產物學說二、中間產物學說二、中間產物學說二、中間產物學說(酶降低活化能的機理）酶降低活化能的機理）酶降低活化能的機理）酶降低活化能的機理）第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學許多實驗間接地證明了許多實驗間接地證明了ESES復合物的存在，復合物的存在，

52、如過氧化物酶反應過程中的光譜變化：如過氧化物酶反應過程中的光譜變化：645645、583583、548548、498 nm498 nm 561 561、530.5 nm530.5 nm第二節(jié)第二節(jié)第二節(jié)第二節(jié) 酶催化機理酶催化機理酶催化機理酶催化機理三、酶的活性中心和必需基團三、酶的活性中心和必需基團三、酶的活性中心和必需基團三、酶的活性中心和必需基團第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學第二節(jié)第二節(jié)第二節(jié)第二節(jié) 酶催化機理酶催化機理酶催化機理酶催化機理n n親核性基團：親核性基團：親核性基團：親核性基團：SerSerSerSer的羥基的羥基的羥基的羥基 CysCysCysCys的巰

53、基的巰基的巰基的巰基 HisHisHisHis的咪唑基。的咪唑基。的咪唑基。的咪唑基。常見酶活性中心的基團常見酶活性中心的基團常見酶活性中心的基團常見酶活性中心的基團三、酶的活性中心和必須基團三、酶的活性中心和必須基團三、酶的活性中心和必須基團三、酶的活性中心和必須基團第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學 活性中心活性中心活性中心活性中心第二節(jié)第二節(jié)第二節(jié)第二節(jié) 酶催化機理酶催化機理酶催化機理酶催化機理n酸堿性酸堿性基團基團基團基團：AspAsp和和GluGlu的羧基，的羧基，LysLys的氨基，的氨基，TrpTrp的酚羥基等的酚羥基等。三、酶的活性中心和必需基團三、酶的活性中心和

54、必需基團三、酶的活性中心和必需基團三、酶的活性中心和必需基團第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學 活性中心活性中心活性中心活性中心常見酶活性中心的基團常見酶活性中心的基團常見酶活性中心的基團常見酶活性中心的基團第二節(jié)第二節(jié)第二節(jié)第二節(jié) 酶催化機理酶催化機理酶催化機理酶催化機理 某些酶活性部位的某些酶活性部位的某些酶活性部位的某些酶活性部位的AAAA殘基殘基殘基殘基 酶酶酶酶 AAAA殘基數殘基數殘基數殘基數 活性部位的活性部位的活性部位的活性部位的AAAA殘基殘基殘基殘基核糖核酸酶核糖核酸酶核糖核酸酶核糖核酸酶 124 His12,His119,Lys41124 His12,His

55、119,Lys41溶菌酶溶菌酶溶菌酶溶菌酶 129 Asp52,Glu35129 Asp52,Glu35胰凝乳蛋白酶胰凝乳蛋白酶胰凝乳蛋白酶胰凝乳蛋白酶 241 His57,Asp102,Ser195241 His57,Asp102,Ser195胃蛋白酶胃蛋白酶胃蛋白酶胃蛋白酶 348 Asp32,Asp215348 Asp32,Asp215木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶 212 Cys25,His159212 Cys25,His159羧肽酶羧肽酶羧肽酶羧肽酶A 307 Arg127,Glu270,Tyr248,ZnA 307 Arg127,Glu270,Tyr248,Zn2+2+三

56、、酶的活性中心和必須基團三、酶的活性中心和必須基團三、酶的活性中心和必須基團三、酶的活性中心和必須基團第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學第二節(jié)第二節(jié)第二節(jié)第二節(jié) 酶催化機理酶催化機理酶催化機理酶催化機理AspHisSer胰胰凝凝乳乳蛋蛋白白酶酶的的活活性性中中心心活性中心重要基團活性中心重要基團:His57,Asp102,Ser195三、酶的活性中心和必需基團三、酶的活性中心和必需基團三、酶的活性中心和必需基團三、酶的活性中心和必需基團第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學第二節(jié)第二節(jié)第二節(jié)第二節(jié) 酶催化機理酶催化機理酶催化機理酶催化機理三、酶的活性中心和必需基團三、酶

57、的活性中心和必需基團三、酶的活性中心和必需基團三、酶的活性中心和必需基團第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學1.1.結合部位結合部位結合部位結合部位 binding sitebinding siten n酶分子中與底物結合的酶分子中與底物結合的部位或區(qū)域。決定酶的部位或區(qū)域。決定酶的專一性。專一性。第二節(jié)第二節(jié)第二節(jié)第二節(jié) 酶催化機理酶催化機理酶催化機理酶催化機理n n酶分子中促使底物發(fā)生酶分子中促使底物發(fā)生化學變化的部位，決定化學變化的部位，決定酶所催化反應的性質。酶所催化反應的性質。一、酶的活性中心和必需基團一、酶的活性中心和必需基團一、酶的活性中心和必需基團一、酶的活性中心和

58、必需基團第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學 2 2催化部位催化部位催化部位催化部位 catalytic sitecatalytic site第二節(jié)第二節(jié)第二節(jié)第二節(jié) 酶催化機理酶催化機理酶催化機理酶催化機理n n酶分子中存在著一些可以與其他分子發(fā)生某種程度結酶分子中存在著一些可以與其他分子發(fā)生某種程度結酶分子中存在著一些可以與其他分子發(fā)生某種程度結酶分子中存在著一些可以與其他分子發(fā)生某種程度結合的部位，從而引起酶分子空間構象的變化，對酶起合的部位，從而引起酶分子空間構象的變化，對酶起合的部位，從而引起酶分子空間構象的變化，對酶起合的部位，從而引起酶分子空間構象的變化，對酶起激活或

59、抑制作用。激活或抑制作用。激活或抑制作用。激活或抑制作用。三、酶的活性中心和必需基團三、酶的活性中心和必需基團三、酶的活性中心和必需基團三、酶的活性中心和必需基團第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學 3 3調控部位調控部位調控部位調控部位 Regulatory siteRegulatory site第二節(jié)第二節(jié)第二節(jié)第二節(jié) 酶催化機理酶催化機理酶催化機理酶催化機理 酶表現(xiàn)活性不可缺少的基團酶表現(xiàn)活性不可缺少的基團酶表現(xiàn)活性不可缺少的基團酶表現(xiàn)活性不可缺少的基團vv活性中心：結合、催化?；钚灾行模航Y合、催化。活性中心：結合、催化。活性中心：結合、催化。vv調節(jié)部位調節(jié)部位調節(jié)部位調節(jié)

60、部位vv維持三維空間結構的必需基團維持三維空間結構的必需基團維持三維空間結構的必需基團維持三維空間結構的必需基團三、酶的活性中心和必需基團三、酶的活性中心和必需基團三、酶的活性中心和必需基團三、酶的活性中心和必需基團第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學 4 4必需基團必需基團必需基團必需基團vv常用化學修飾的方法來研究酶的活性中心基團。常用化學修飾的方法來研究酶的活性中心基團。常用化學修飾的方法來研究酶的活性中心基團。常用化學修飾的方法來研究酶的活性中心基團。第二節(jié)第二節(jié)第二節(jié)第二節(jié) 酶催化機理酶催化機理酶催化機理酶催化機理18901890，Emil Fischer Emil Fi

61、scher“鎖鑰學說鎖鑰學說”很好地解釋了酶的立體異構專一性。很好地解釋了酶的立體異構專一性。四、誘導契合學說四、誘導契合學說四、誘導契合學說四、誘導契合學說(酶高度專一性的機理）酶高度專一性的機理）酶高度專一性的機理）酶高度專一性的機理）第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學第二節(jié)第二節(jié)第二節(jié)第二節(jié) 酶催化機理酶催化機理酶催化機理酶催化機理19581958年年D.E.KoshlandD.E.Koshland，誘導契合學說誘導契合學說誘導契合學說誘導契合學說已被已被X-rayX-ray結果證實。結果證實。四、誘導契合學說四、誘導契合學說四、誘導契合學說四、誘導契合學說(酶高度專一性的

62、機理）酶高度專一性的機理）酶高度專一性的機理）酶高度專一性的機理）第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學第二節(jié)第二節(jié)第二節(jié)第二節(jié) 酶催化機理酶催化機理酶催化機理酶催化機理A.酶活性中心的結構并非和底物互相吻合；酶活性中心的結構并非和底物互相吻合；B.底物能誘導酶蛋白的活性中心形狀發(fā)生變化；底物能誘導酶蛋白的活性中心形狀發(fā)生變化；C.當酶的活性中心形狀發(fā)生變化后，就使得其中的各個基當酶的活性中心形狀發(fā)生變化后，就使得其中的各個基團形成正確的排列和定向；酶與底物契合而結合，形成團形成正確的排列和定向；酶與底物契合而結合，形成中間產物中間產物ES，引起底物發(fā)生反應；，引起底物發(fā)生反應；D.

63、反應結束，產物從酶上脫落，酶活性中心構象恢復。反應結束，產物從酶上脫落，酶活性中心構象恢復。誘導契合學說的要點誘導契合學說的要點誘導契合學說的要點誘導契合學說的要點:四、誘導契合學說四、誘導契合學說四、誘導契合學說四、誘導契合學說(酶高度專一性的機理）酶高度專一性的機理）酶高度專一性的機理）酶高度專一性的機理）第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學第二節(jié)第二節(jié)第二節(jié)第二節(jié) 酶催化機理酶催化機理酶催化機理酶催化機理 1 1、鄰近效應與定向效應鄰近效應與定向效應 2 2、“張力張力”和和“變形變形”3 3、酸堿催化酸堿催化 4 4、共價催化共價催化 5 5、微環(huán)境影響、微環(huán)境影響五五五五

64、 酶具有高催化效率的因素酶具有高催化效率的因素酶具有高催化效率的因素酶具有高催化效率的因素:第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學第二節(jié)第二節(jié)第二節(jié)第二節(jié) 酶催化機理酶催化機理酶催化機理酶催化機理五五五五 使酶具有高催化效率的因素使酶具有高催化效率的因素使酶具有高催化效率的因素使酶具有高催化效率的因素第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學 鄰近效應和定向效應鄰近效應和定向效應鄰近效應和定向效應鄰近效應和定向效應鄰近效應鄰近效應:底物與酶活性部位的鄰近，也包括酶活性部底物與酶活性部位的鄰近，也包括酶活性部 位上兩底物分子之間的鄰近。位上兩底物分子之間的鄰近。鄰近效應使酶活性中

65、心的底物濃度升高，提高反應速度。鄰近效應使酶活性中心的底物濃度升高，提高反應速度。底物在溶液中的濃度為底物在溶液中的濃度為0.001mol/L，在酶活性中心的濃度達到，在酶活性中心的濃度達到100mol/L，提高了，提高了10萬倍。萬倍。第二節(jié)第二節(jié)第二節(jié)第二節(jié) 酶催化機理酶催化機理酶催化機理酶催化機理五五五五 使酶具有高催化效率的因素使酶具有高催化效率的因素使酶具有高催化效率的因素使酶具有高催化效率的因素第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學 鄰近效應和定向效應鄰近效應和定向效應鄰近效應和定向效應鄰近效應和定向效應定向效應定向效應:相互靠近的底物分子之間及底物與酶活性部位相互靠近的

66、底物分子之間及底物與酶活性部位 的基團之間還要有嚴格的定向（正確的立體化的基團之間還要有嚴格的定向（正確的立體化 學排列）。學排列）。定向效應為反應底物分子軌道交叉提供了有力條定向效應為反應底物分子軌道交叉提供了有力條件，反應活化能降低，從而大大增加了形成件，反應活化能降低，從而大大增加了形成ESES復復合體的幾率，提高催化效率。合體的幾率，提高催化效率。第二節(jié)第二節(jié)第二節(jié)第二節(jié) 酶催化機理酶催化機理酶催化機理酶催化機理五五五五 使酶具有高催化效率的因素使酶具有高催化效率的因素使酶具有高催化效率的因素使酶具有高催化效率的因素第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學1 1 1 1 鄰近效應和定向效應鄰近效應和定向效應鄰近效應和定向效應鄰近效應和定向效應第二節(jié)第二節(jié)第二節(jié)第二節(jié) 酶催化機理酶催化機理酶催化機理酶催化機理五五 使酶具有高催化效率的因素使酶具有高催化效率的因素第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學第三章酶化學2 2 張力和變形張力和變形 ES復合體形成時，酶分子構象發(fā)生變化，底物分子也復合體形成時，酶分子構象發(fā)生變化，底物分子也常常受到酶的作用而發(fā)生變化，甚至使底物分子發(fā)