生物化學第四章酶學第1頁，課件共46頁，創作于2023年2月第三章

酶第2頁，課件共46頁，創作于2023年2月第一節酶學概論第3頁，課件共46頁，創作于2023年2月1、酶是一類具有高效率、高度專一性、活性可調節的生物催化劑。生物催化劑：酶(enzyme)

核酶(ribozyme)

脫氧核酶(deoxyribozyme)一、酶的概念及其作用特點第4頁，課件共46頁，創作于2023年2月2、酶與非生物催化劑相比的幾點共性：

①催化效率高，用量少（細胞中含量低）。

②加快反應速度但不改變化學反應平衡點。

③降低反應活化能。

④反應前后自身結構不變。第5頁，課件共46頁，創作于2023年2月第6頁，課件共46頁，創作于2023年2月酶促反應機理第7頁，課件共46頁，創作于2023年2月3、酶催化反應的特點（1）催化效率更高酶催化反應速度是相應的無催化反應的108-1020倍，并且高出非酶催化反應速度至少幾個數量級。第8頁，課件共46頁，創作于2023年2月（2）專一性高酶對反應的底物和產物都有極高的專一性，幾乎沒有副反應發生。（3）反應條件溫和常溫、常壓，中性pH環境。（4）活性可調節別構調節、酶的共價修飾、酶的合成、活化與降解等。（5）酶的催化活性離不開輔酶、輔基、金屬離子第9頁，課件共46頁，創作于2023年2月二、酶的化學本質及其組成（一）酶的化學本質絕大多數酶是蛋白質證據：（1）酸水解的產物是氨基酸，能被蛋白酶水解失活；（2）具有蛋白質的一切共性，凡是能使蛋白質變性的因素都能使酶變性；（具有蛋白質的顏色反應）少數酶是RNA（核酶）第10頁，課件共46頁，創作于2023年2月★Ribozyme核酶（具有催化功能的RNA）（1）80年代初，ThomasCech和SidneyAltman

四膜蟲L19RNA具有生物催化功能，催化rRNA前體的剪接

（2）1983年Atman和PaceE.ColiRNaseP中的RNA具有加工tRNA前體的催化功能第11頁，課件共46頁，創作于2023年2月（二）酶的化學組成單純酶類(simpleenzyme)：僅由蛋白質組成脲酶、溶菌酶、淀粉酶、脂肪酶、核糖核酸酶等綴合酶類（conjugatedenzyme):全酶（holoenzyme)=脫輔基酶（apoenzye)+輔因子(cofactor)：超氧化物歧化酶(Cu2+、Zn2+）、乳酸脫氫酶（NAD+）第12頁，課件共46頁，創作于2023年2月酶的輔助因子主要有金屬離子和有機化合物金屬離子：Fe2+、Fe3+

、Zn2+、Cu+、Cu2+、

Mn2+、、Mn3+、Mg2+

、K+、Na+

、Mo6+

、Co2+等。有機化合物：NAD，NADP，FAD，生物素，卟啉等輔酶(coenzyme)：與酶蛋白結合較松，可透析除去。輔基(prostheticgroup)：與酶蛋白結合較緊。第13頁，課件共46頁，創作于2023年2月酶蛋白決定酶專一性，輔助因子決定酶促反應的類型和反應的性質。NAD+構成專一性強的乳酸脫氫酶、醇脫氫酶、蘋果酸脫氫酶、異檸檬酸脫氫酶。第14頁，課件共46頁，創作于2023年2月四、酶的分類及命名（一）、

習慣命名

1、依據底物來命名（絕大多數酶）：蛋白酶、淀粉酶

2、依據催化反應的性質命名：水解酶、轉氨酶

3、結合上述兩個原則命名：琥珀酸脫氫酶。

4、有時加上酶的來源胃蛋白酶、牛胰凝乳蛋白酶第15頁，課件共46頁，創作于2023年2月（二）國際系統命名★基本原則：明確標明酶的底物及催化反應的性質（底物為水時可略去不寫）。如：谷丙轉氨酶的系統名稱：丙氨酸：α-酮戊二酸氨基轉移酶第16頁，課件共46頁，創作于2023年2月★★

國際系統分類法及編號（EC編號）（1）按反應性質分六大類，用1、2、3、4、5、6表示。（2）根據底物中被作用的基團或鍵的特點，將每一大類分為若干個亞類，編號用1、2、3。（3）每個亞類又可分為若干個亞一亞類，用編號1、2、3表示。每一個酶的編號由4個數字組成，中間以“·”隔開。第一個數字表示大類，第二個數字表示亞類，第三個表示亞-亞類，第四個數字表示在亞-亞中的編號。第17頁，課件共46頁，創作于2023年2月舉例：乙醇脫氫酶EC1.1.1.1，乳酸脫氫酶EC1.1.1.27，蘋果酸脫氫酶EC1.1.1.37

第一個數字表示大類：氧化還原第二個數字表示反應基團：醇基第三個數字表示電子受體：NAD+或NADP+第四個數字表示此酶底物：乙醇，乳酸，蘋果酸。大類有：氧、轉、水、裂、異、合第18頁，課件共46頁，創作于2023年2月1、氧化還原酶類催化氧化還原反應：A·2H+B=A+B·2H

乳酸：NAD+氧化還原酶（EC1.1.1.27），習慣名：乳酸脫氫酶

第19頁，課件共46頁，創作于2023年2月2、轉移酶類

AB+C=A+BCAla：酮戊二酸氨基移換酶（EC2.6.1.2），習慣名：谷丙轉氨酶第20頁，課件共46頁，創作于2023年2月3、水解酶類催化水解反應，包括淀粉酶、核酸酶、蛋白酶、脂酶。亮氨酸氨基肽水解酶（EC3.4.1.1），習慣名：Ile氨肽酶。第21頁，課件共46頁，創作于2023年2月4、裂合酶類（裂解酶）催化從底物上移去一個基團而形成雙鍵的反應或其逆反應二磷酸酮糖裂合酶（EC4.1.2.7），習慣名：醛縮酶第22頁，課件共46頁，創作于2023年2月5、異構酶（EC5.3.1.9）催化同分異構體相互轉化6-磷酸Glc異構酶第23頁，課件共46頁，創作于2023年2月6、合成酶（連接酶）催化一切必須與ATP分解相偶聯、并由兩種物質合成一種物質的反應。UTP：氨連接酶（CTP合成酶）P240反應式L-酪氨酸：tRNA連接酶（酪氨酰tRNA合成酶）T4DNA連接酶第24頁，課件共46頁，創作于2023年2月六、酶的活力測定與分離純化1、酶活力與酶促反應速度酶活力：在一定條件下，酶催化某一反應的反應速度（一般測初速度）。酶促反應速度：單位時間、單位體積中底物的減少量或產物的增加量。單位：濃度/單位時間。第25頁，課件共46頁，創作于2023年2月

研究酶促反應速度，以酶促反應的初速度為準：

(底物消耗≤5%）。第26頁，課件共46頁，創作于2023年2月2、酶的活力單位（U）國際單位（IU單位）：在最適反應條件下，每分鐘催化1umol底物轉化為產物所需的酶量，稱一個國際單位（IU），

1IU=1umol/min國際單位（Katal,Kat單位）：在最適反應條件下，每秒鐘催化1mol底物轉化為產物所需的酶量，稱Kat單位

1Kat=60*106IU第27頁，課件共46頁，創作于2023年2月最適條件：最適溫度（25℃或37℃）,最適pH、最適緩沖液離子強度、最適底物濃度。

底物濃度（1）通常很大，使酶飽和

（2）底物消耗≤5%[sucrose]V零級反應[enzyme]V一級反應第28頁，課件共46頁，創作于2023年2月BUT………限制性核酸內切酶3種定義：用粘度法測活性：30℃，1分鐘，使底物DNA溶液的比粘度下降25%的酶量為1個酶單位。轉化率法：5分鐘使1ug供體DNA殘留37%的轉化活性所需的酶量為1個酶單位。凝膠電泳法測活：37℃，1小時，使1ugλDNA完全水解的酶量為1個酶單位。第29頁，課件共46頁，創作于2023年2月淀粉酶兩種定義：A：1g可溶性starch，在1h內液化所需的enzyme量。B：lml2%可溶性starch，在1h內液化所需的enzyme量。1g酶制劑溶于1000mlH2O，取0.5ml與2%的starch20ml反應，pH6.0，10分鐘完全液化，求酶活力。A：20×2%×1/0.5×1000×60/10=4800u/克enzyme制劑B：20/0.5×1000×60/10=240000u/克enzyme制劑第30頁，課件共46頁，創作于2023年2月3、酶的比活力Specificactivity每毫克酶蛋白所具有的酶活力。單位：U/mg蛋白質。酶的比活力是分析酶的含量與純度的重要指標。第31頁，課件共46頁，創作于2023年2月4、酶活力的測定方法分光光度法熒光法同位素法電化學法第32頁，課件共46頁，創作于2023年2月影響酶活力的因素：pH對酶促反應速度的影響：1.pH影響酶活力的因素①影響酶蛋白構象，過酸或過堿會使酶變性。②影響酶和底物分子解離狀態，尤其是酶活性中心的解離狀態，最終影響ES形成。③影響酶和底物分子中另外一些基團解離，這些基團的離子化狀態影響酶的專一性及活性中心構象。第33頁，課件共46頁，創作于2023年2月2．酶的最適pH和穩定性pH

最適pH：使酶促反應速度達到最大時的介質pH。第34頁，課件共46頁，創作于2023年2月溫度對酶促反應速度的影響：1．最適溫度及影響因素溫度對酶促反應速度的影響有兩個方面：①提高溫度，加快反應速度。②提高溫度，酶變性失活。

溫度系數Q10：溫度升高10℃，反應速度與原來的反應速度之比，大多數酶的Q10一般為1~2。溫血動物的酶，最適溫度35℃—40℃，植物酶最適溫度40℃—50℃，細菌TaqDNA聚合酶70℃。最適溫度不是酶的特征常數，它與底物種類、作用時間、pH、離子強度等因素有關。第35頁，課件共46頁，創作于2023年2月第36頁，課件共46頁，創作于2023年2月酶的穩定性溫度在某一時間范圍內，酶活性不降低的最高溫度稱該酶的穩定性溫度。

酶濃度高、不純、有底物、抑制劑和保護劑會使穩定性溫度增高。酶的保存：①液體酶制劑可以利用上述5種因素中的幾種，低溫短暫保存。②凍干粉可在在低溫冰箱中較長期保存。第37頁，課件共46頁，創作于2023年2月激活劑對酶促反應速度的影響凡是能提高酶活性的物質，都稱為激活劑。無機離子或簡單有機化合物對酶的激活。無機離子或蛋白酶對酶原的激活。第38頁，課件共46頁，創作于2023年2月抑制劑對酶促反應速度的影響：變性作用(denaturation)：抑制作用(inhibition)：使酶活力下降或喪失但并不引起酶蛋白變性變性劑沒有選擇性抑制劑有不同程度的選擇性第39頁，課件共46頁，創作于2023年2月研究抑制劑對酶的作用有重大的意義：（1）藥物作用機理和抑制劑型藥物的設計與開（2）了解生物體的代謝途徑，進行人為調控或代謝控制發酵（3）通過抑制劑試驗研究酶活性中心的構象及其化學功能基團，不僅可以設計藥物，而且也是酶工程和化學修飾酶、酶工業的基礎第40頁，課件共46頁，創作于2023年2月一些重要的抑制劑1、不可逆抑制劑：（1）非專一性不可逆抑制劑

與酶的活性中心以及活性中心外的某一類或幾類必需基團反應第41頁，課件共46頁，創作于2023年2月①、有機磷的酰化物二異丙基磷酰氟（DFP，神經毒氣）和許