文档介绍：第四章食品酶加工技术
第一节概述(酶学基础)
酶是一种生物催化剂,生物体内的各种生化反应几乎都是在酶的催化作用下进行的。
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一、酶的化学本质
1926年,萨姆纳(Sumner)首次从刀豆提取液中分离得到脲酶结晶,证明了它具有蛋白质的性质,此后的一系列实验都证明酶的化学本质是蛋白质。
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与其它蛋白质一样,酶的基本组成单位是氨基酸,并且由肽键相连形成氨基酸长链,具有一、二、三级乃至四级结构。
酶的一级结构是指由L—氨基酸按一定顺序连接起来,并以复杂形式卷曲,形成具有活性中心的***离子结构。
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所谓活性中心指的是酶蛋白分子中直接与底物结合形成酶—-底物复合物的特性部位。
其中,直接与底物相结合的部位称为结合部位,催化底物进行特定的化学反应的部位称为催化部位。
活性中心由Ser195,. Ser195是底物结合部位, ,His57是催化部位。
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酶的二级结构是呈现出某种完整结构(如α螺旋)的肽链部分;
而三级结构是指由次级键,如离子键、氢键和疏水键等维系的多肽链的总体盘卷结构。
由数条相同或相类似的肽链组成的酶呈现四级结构,其中每一条肽链称为一个亚基,亚基在四级结构被破坏后即分离。
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正如蛋白质按其组成可分为单纯蛋白和结合蛋白两大类一样,酶按其分子组成也可分为单纯酶和结合酶。
单纯酶的基本组成只是氨基酸,它的催化活性仅取决于蛋白质的结构,如脲酶、蛋白酶、淀粉酶;
结合酶除蛋白质以外还有非蛋白部分,这两部分对酶的催化活性缺一不可。
我们把其中的蛋白质部分称为酶蛋白,非蛋白部分称为辅助因子,两者结合形成的复合物称全酶。
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如果全酶中酶蛋白与辅助因子结合得比较牢固,不易用透析方法把它们分开,这种辅助因子称为辅基。反之,容易分开的称为辅酶。辅酶能与不同的酶蛋白结合,形成不同的酶。它们能催化同一类型的化学反应,但所作用的底物不同。例如,乙醇脱氢酶与乳酸脱氢酶的辅酶均为NAD(烟酰***腺嘌呤二核苷酸),与酶蛋白结合后均能催化脱氢反应,但前者只能催化乙醇脱氢,而后者只能催化乳酸脱氢。
近10年来的研究发现,除蛋白质外,某些核糖核酸(RNA)也具有催化活性,这类RNA被称为核酸类酶或催化活性RNA。
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二、酶的催化特性
酶是生物催化剂,因而它除了具有一般催化剂的特点,如缩短反应达到平衡点的时间,反应过程中本身不被消耗外,还具有反应专一性强,催化效率高,作用条件温和等特点。
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(一)酶的专一性
一种酶仅能作用于某一种物质或一类结构相似的物质,并催化某种类型的反应,这种特性称为酶的专一性。酶的专一性可以按其严格程度的不同,分为下列两类:
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一种酶只能催化一种化合物进行一种反应,这种高度的专一性称为绝对专一性。
例如脲酶只能催化尿素进行水解生成CO2和NH3,它不能催化尿素以外的任何物质发生水解,也不能使尿素发生水解以外的其它反应。
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