生物化学与分子生物学八年制(2).ppt

文档介绍：第七章  酶与催化反应ENZYMES AND CATALYTIC REACTIONS
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酶学研究简史
公元前两千多年，我国已有酿酒记载。
1833年，Anselme Payen提纯了麦芽淀粉糖化酶（淀粉酶）。
依赖于两个底物浓度和反应速率常数
V = k [S1][S2]
k的单位是L mol1 s1
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二、酶的化学本质是蛋白质
（一）单纯酶仅含有氨基酸组分
有些酶其分子结构仅由氨基酸残基组成，没有辅助因子。这类酶称为单纯酶（simple enzyme）。
如脲酶、一些蛋白酶、淀粉酶、酯酶和核糖核酸酶等。
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（二）结合酶既含有氨基酸组分又含有非氨基酸组分
结合酶（conjugated enzyme）是除了在其组成中含有由氨基酸组成的蛋白质部分外，还含有非蛋白质部分
蛋白质部分：酶蛋白 (apoenzyme)
辅助因子
(cofactor)
金属离子
小分子有机化合物
全酶
(holoenzyme)
决定反应的特异性及其催化机制
决定反应的性
质和反应类型
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辅助因子分类
（按其与酶蛋白结合的紧密程度）
辅酶 (coenzyme):
与酶蛋白结合疏松，可用透析或超滤的方法除去。
辅基 (prosthetic group):
与酶蛋白结合紧密，不能用透析或超滤的方法除去。
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一些化学稳定的小分子有机化合物是重要的辅酶或辅基。
辅酶在反应过程中可与多种酶蛋白结合，作为底物在不同的酶之间传递电子、质子或化学基团。
辅基在反应中不能离开与其结合的酶蛋白。
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辅酶或辅基
缩写
转移的基团
所含的维生素
尼克酰***腺嘌呤二核苷酸，辅酶I
NAD+
H+、电子
尼克酰***（维生素PP）
尼克酰***腺嘌呤二核苷酸磷酸，辅酶II
NADP+
H+、电子
尼克酰***（维生素PP）
黄素腺嘌呤二核苷酸
FAD
氢原子
维生素B2
焦磷酸硫***素
TPP
醛基
维生素B1
磷酸吡哆醛
氨基
维生素B6
辅酶A
CoASH
酰基
泛酸
生物素
二氧化碳
生物素
四氢叶酸
FH4
一碳单位
叶酸
辅酶B12
氢原子、烷基
维生素B12
小分子有机化合物辅酶（辅基）的种类与作用
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金属离子的作用：
①作为酶活性中心的组成部分参加催化反应，使底物与酶活性中心的必需基团形成正确的空间排列，有利于酶促反应的发生；
②作为连接酶与底物的桥梁，形成三元复合物；
③金属离子还可以中和电荷，减小静电斥力，有利于底物与酶的结合；
④金属离子与酶的结合还可以稳定酶的空间构象，稳定酶的活性中心。
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金属酶(metalloenzyme)
金属离子与酶结合紧密，提取过程中不易丢失。

金属激活酶(metal-activated enzyme)
金属离子为酶的活性所必需，却不与酶直接结合，而是通过底物相连接。
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金属酶
金属离子
金属激活酶
金属离子
过氧化氢酶
Fe2+
***酸激酶
K+、Mg2+
过氧化物酶
Fe2+
***酸羧化酶
Mn2+、Zn2+
谷胱苷肽过氧化物酶
Se2+
蛋白激酶
Mg2+、Mn2+
己糖激酶
Mg2+
精氨酸酶
Mn2+
固氮酶
Mo2+
磷脂酶C
Ca2+
核糖核苷酸还原酶
Mn2+
细胞色素氧化酶
Cu2+
羧基肽酶
Zn2+
脲酶
Ni2+
碳酸酐酶
Zn2+
柠檬酸合酶
K+
金属酶和金属激活酶
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（三）单体酶仅含有一条肽链而寡聚酶含有两条或两条以上的肽链
单体酶（monomeric enzyme）
由一条多肽链组成，只具有三级结构的酶。
如核糖核酸酶、一些肠道蛋白水解酶、溶菌酶。
寡聚酶（oligomeric enzyme）
由多条相同或不同的亚基组成的酶。
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多酶复合物（multienzyme complex），
或称多酶体系（multienzyme system）
由催化不同化学反应的多种酶组成的寡聚酶
如：***酸脱氢酶复合物
多功能酶（multifunctional enzyme）
或称串联酶（tandem enzyme）
多种催化功能融合于一条多肽链的酶
如：哺乳动物脂肪酸合成酶
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三、按酶所催化反应的类型将酶分为六大类
（一）催化氧化还原反应的酶属于氧化还原酶类
氧化还原酶类（oxidoreductases）包括催化传递电子和氢、以及需氧参加反应的酶。例如，脱氢酶类、加氧酶类、过氧化物酶和过氧化氢酶