文档介绍：化学生物学论文
班级:2009级化学生物学班
姓名:
学号:
胰蛋白酶的研究及应用

摘要:以胰蛋白酶为例研究酶的结构与功能。酶学知识来源于生产与生活实践。我们祖先很早就会制酱和酿酒。西方国家于1810年发现酵母可将糖转化为酒精;1833年,Payen及Persoz从麦芽的水抽提物中用酒精沉淀得到一种热不稳定物,可使淀粉水解成可溶性糖;1878年德国科学家屈内(Kuhne)首先把这类物质称为酶(enzyme,其意“在酵母中”)。1860年法国科学家巴斯德(Pasteur)认为发酵是酵母细胞生命活动的结果,细胞破裂则失去发酵作用。1897年,Buchner兄弟首次用不含细胞的酵母提取液实现了发酵,证明发酵是酶作用的化学本质,获得1911年诺贝尔化学奖。1926年,美国生化学家Sumner第一次从刀豆得到脲酶结晶,并证明是蛋白质。1930年,Northrop得到胃蛋白酶的结晶(1946年二人共获诺贝尔化学奖)。1963年测定第一个牛胰RNaseA序列(124aa);1965年揭示卵清溶菌酶的三维结构(129aa)。
酶是由活细胞合成的,对其特异底物起高效催化作用的生物催化剂(biocatalyst)。已发现的有两类:主要的一类是蛋白质酶(enzyme),生物体内已发现4000多种,数百种酶得到结晶。美国科学家Cech于1981年在研究原生动物四膜虫的RNA前体加工成熟时发现核酶“ribozyme”,为数不多,主要做用于核酸(1989年的诺贝尔化学奖)。酶所催化的反应称为酶促反应。在酶促反应中被催化的物质称为底物,反应的生成物称为产物。酶所具有的催化能力称为酶活性。酶作为生物催化剂,具有一般催化剂的共性,如在反应前后酶的质和量不变;只催化热力学允许的化学反应,即自由能由高向低转变的化学反应;不改变反应的平衡点。但是,酶是生物大分子,又具有与一般催化剂不同的特点。
一、单纯酶和结合酶
单纯酶是仅由肽链构成的酶。如脲酶、一些消化蛋白酶、淀粉酶、脂酶、核糖核酸酶等。
结合酶由蛋白质部分和非蛋白质部分组成,前者称为酶蛋白(apoenzyme),决定酶的特异性和高效率;后者称为辅助因子(cofactor),决定反应的种类和性质。两者结合形成的复合物称为全酶(holoenzyme),这两部分对于催化活性都是必需的。
酶蛋白有单条肽链和多个亚基组成的。前者称为单体酶,为数不多,均为水解酶,如胰蛋白酶、核糖核酸酶、溶菌酶等;多个相同或不同亚基以非共价键连接的酶称为寡聚酶,如磷酸化酶a,3-磷酸甘油醛脱氢酶等。
细胞内存在着许多由几种不同功能的酶彼此嵌合形成的多酶复合体,即多酶体系,它利于一系列反应的连续进行,如丙酮酸脱氢酶体系、脂肪酸合成酶复合体。在多酶体系中,能影响整条代谢途径方向和速度的酶称为关键酶,关键酶通常催化单向不平衡反应,或者是该多酶体系中催化活性最低的限速酶。
二、酶的辅因子
酶的辅助因子指金属离子或小分子有机化合物(又称辅酶与辅基)。

约2/3的酶含有金属离子,常见的是K+、Na+、Mg2+、Cu2+(Cu+)、Zn2+、Fe2+(Fe3+)等。金属离子的作用是多方面的:参与酶的活性中心;在酶蛋白与底物之间起桥梁作用;维持酶分子发挥催化作用所必需的构象;中和阴离子,降低反应中的静电斥力。
2