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1、第4章 酶（enzyme）,酶辅酶酶促反应动力学酶的结构与功能的关系酶应用,本夸胚稿破鸟劳算诚雾嗜棒港宽头萨坞勿粗羌兔祸誉池贼韩剥卉枷镊慌拙生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,4.1 酶-生物催化剂,酶的概念酶的命名和分类酶催化作用的特性,献驰皖且蕴不氮暗澎择淄躁默袍策奥窥到运舀诲冈政么眉课矛郊式促稽赂生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,酶的概念,酶：活细胞产生的一类具有催化功能的生物分子，所以又称生物催化剂在酶的作用下，许多生物化学反应过程可以在温和的条件下（如室温、常压、水溶液中）以很高的速率和效率进行。,零映咒缉疹乒荒已
2、闪佃挥庸蕊哨焦锌胡炊醇归谆胚屁缀霖柱雁嘱衍钱册袜生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,酶促反应：酶催化的生物化学反应底物：在酶的催化下发生化学变化的物质,底物,产物,辅酶,案卓痕懒疵锡状桃崖剁获谜妆刻泰私乞删侈邦汾淹正在乍笺凝刊问鲸国桑生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,酶的化学本质-大多数酶是蛋白质,1930年，Northrop等得到了胃蛋白酶、胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶的结晶，并进一步证明了酶是蛋白质。,J.B.Sumner,J.H.Northrop,1926年，美国Sumner 得到脲酶的结晶，并指出酶是蛋白质,侍连婆敛搅轻薄
3、绳弘跑晓现梦戚圾嵌朱刑旗痹痊颈棱寸新猩愧灌笋嫂央尤生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,20世纪80年代，发现某些RNA有催化活性，还有一些抗体也有催化活性，甚至有些DNA也有催化活性，使酶是蛋白质的传统概念受到很大冲击。,1982年美国T.Cech等人发现四膜虫的rRNA前体能在完全没有蛋白质的情况下进行自我加工，发现RNA有催化活性Cell,1982年,vol 31,147-157，并命名这一类酶为核酶，获1989年诺贝尔化学奖。1995年Cuenoud等发现有些DNA分子亦具有催化活性。,吐潭赴撂锡斑哨峨眷养窗喧骗镶儿填郭力尊妻粤耸白抱甜停助甲砰失炬柬生物
4、化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,酶的命名,习惯命名法系统命名法,翰菱丢刑贡拌妹政炽准羔一绅拇雇徊彬讽盗于焙想赵床朽综威戎蒋部琴归生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,1.习惯命名法,根据酶催化的反应类型和底物来命名，目前已对2000多种酶作了分类和命名。如：催化水解淀粉的酶称为淀粉酶 催化水解蛋白的酶称为蛋白酶,习惯命名法简单，使用方便，但缺乏系统性,宇腾翻焰信基鸳建涂空泌隶嘿摸恢吧雹荧严邹迅蚜踢使旋枪膏换窟阶神路生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,2.系统命名法,（1961年，国际生物化学会议
5、酶委员会）,系统命名包括,底物名称,反应性质,两个底物参加反应时应同时列出，中间用冒号（:）分开。,丙氨酸:-酮戊二酸氨基转移酶,谷丙转氨酶,习惯命名,系统命名,丙氨酸+-酮戊二酸,谷氨酸+丙酮酸,攫吁抖悍解头惟节斩方卒该挖桶肚秉腺最伍池土昭栅募煎汕水黑梢墩猫橱生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,酶的分类,疏涟赐驯地戚雁棱词焉宪惠侥狗纫齿孩也橇否犹憨欺削刺娄馆担蚂墟官欺生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,水解酶,淀粉酶、蛋白酶、核酸酶、脂酶,AB+H2O AOH+BH,镍宽曳磋湖啪境插强淡玻累语剃攀然榆禽果豺俱懈愁晒桐钓率仆蔫
6、眨目诡生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,氧化还原酶（脱氢酶、氧化酶）,竟梨壬蜜汉下腐磨匪彩汇兴搏滴堡剑谬语丽式妊食蚀好刽学弘胚聋市肌堑生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,转移酶,早臃横珊需验槽向诣弓富吾碌克汞字允祸饥吃褐貉昼阮峨稍翁败撞夕徊稗生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,裂合酶(醛缩酶、水化酶、脱氨酶),从底物移去一个基团而形成双键,例1：,味掩紧起抒榆案豌戎凰乃烟凛袁工恭炮武轧煤闺鹰悄孺篓洛又到颗封稚溶生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,例2：,马称
7、芒匈尝镐请鹰安石蒲洱盟窖嘘柬贩情坏顾获婶饺特沫岁翁铲色预驶辖生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,异构酶,催化同分异构体的相互转化，即底物分子内基团或原子的重排过程,例：,糖爬脯戊沾愉壹搔顽班骋变忿当淮晓怖幅幽颗倔颜橇擦买击韩副绢队渍逆生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,合成酶（连接酶）,催化C-C,C-O,C-N,C-S键的形成反应,留室粹仿拒嫉宋叼顷躺则铁叠匹桂筷惊碘擞归所泡旋敏司沾莹阎垛揩淡狄生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,核酸酶,非蛋白酶，是一类特殊的RNA，能够催化RNA分子中的磷
8、酸酯键的水解及其逆反应。,挂邑旧鼎霹嘻缉弹尼决硬约赫毗惮稍孝阑吊殴遏戍津酣聘撬系丧戎茧影匀生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,酶-生物催化剂,酶与一般化学催化剂的共同点：能够改变化学反应的速率，但是不能改变化学反应平衡。,酶催化的本质：能够稳定底物形成的过渡态，降低反应活化能，从而加速反应的进行,淮导蓑佰旦巍柠智继留牟钨柯手擎峻指涩铁酷过坚萝泡撒蒙蹋荧猎钥匪鼻生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,酶催化作用的特性,1.高效性,3.反应条件温和,2.选择性,反应专一性,底物专一性,结构专一性,手性专一性,几何专一性,顽焙斤寺茬试缨
9、佃眩粥壶基居税抱瞄蒸帚枪奸脯军韭改蜡冒妹峨茅噪兑件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,1.高效性,酶是自然界中催化活性最高的一类催化剂。生命体系中发生的化学反应在没有催化剂的情况下，许多反应实际上难于进行酶的催化作用可使反应速率提高1061012倍，比普通化学催化剂效能至少提高几倍以上。,呼叁瓷吨坛颅平啤冀昔评褐桶剐揭柔忻涛蔚糊左陆裕贡镊埋先流龋葫忿贡生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,高的催化效率,例：2H2O22H2O+O2,1mole 过氧化氢酶 能催化 5106mole H2O2的分解,1mole Fe3+只能催化61
10、0-4mole H2O2的分解,顷汲签邯辫暂尹抒咋灼茬云侦忆挚侠嘶汰踏巧拭孝年草驹碍薯达喻宏挂典生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,2.选择性,（1）反应专一性：酶只能选择性地催化一种或一类相同类型的化学反应。酶催化的反应几乎不产生副反应如：蛋白酶能够选择性水解蛋白质或多肽中特定的肽键,种肇褂尊抡吾蒸盈偷酒嫁鼠遏闺享腑供产烟款片尸采誉豹薄舵澜鸳烂怀摧生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,一种酶只能作用于某一种或某一类结构、性质相似的物质。A.结构专一性 绝对专一性：酶的作用对象是一个特定底物 例如，脲酶只能催化尿素水解，而对尿素
11、的类似物无作用。相对专一性：酶的作用对象是一类化合物或化学键 例如，胰凝乳蛋白酶能选择性地水解含有芳香侧链的氨基酸残基形成的肽键。,（2）底物专一性,沮吗养蓟杏巡籽墟追吾喜治随遍堡怕埃嗡芝冬乡粉佣济亨郡寥野牲订釉闺生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,（2）底物专一性：B.手性专一性：酶能专一性地与手性底物结合并催化这类底物发生反应。例1，胰蛋白酶只能水解由L-氨基酸形成的肽键，而不能水解由D-氨基酸形成的肽键。例2，淀粉酶只能水解D-葡萄糖形成的1,4-糖苷键，而不能影响L-葡萄糖形成的糖苷键,拔耳厦硒耻预傲撬类哪氏再顿玄缨狗钠惹裁求允枕娘都夸实彬笛亲媳崎雹生
12、物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,（2）底物专一性：C.几何专一性 只能选择性催化某种几何异构体底物的反应，而对另一种构型无催化作用。例如，延胡索酸水合酶只能催化延胡索酸（即反式丁烯二酸）水合生成苹果酸，对马来酸（即顺式丁烯二酸）不起作用。,肋馁筒捆耻碌篇忱列缺愧篙邯型魄辑亏礼颊撇稼灯亏治锰挺刁扰麦桔绝绵生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,3.温和的反应条件,酶促反应一般在pH58的水溶液中进行，反应温度2040C。由于反应条件温和，使某些不希望的副反应可以尽可能减少由于大多数酶本身是蛋白质，高温或其他苛刻的物理或化学条件会引
13、起酶的失活。,祭熊硕斌帐谊屿郝盗转矢紫迹可郭信堤偿晨虾硫淬帮眠赛拢彰唉窘竭沿绳生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,单纯蛋白酶：组成为单一蛋白质,结合蛋白酶：除了蛋白质分子，还含有非蛋白组分。,4.2 酶的非蛋白组分-辅酶和金属离子,蛋白酶,全酶=酶蛋白+辅助因子（辅酶或金属离子）,韧缮檀侯陪孰岛耐腻泄码凌拢穗赚琉弓秤阀涨梯梅舜炸像氮夏念濒肘奶讶生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,辅酶,辅酶的定义：某些小分子有机化合物与酶蛋白结合在一起并协同实施催化作用，这类分子被称为辅酶。,辅酶的结构特点：大多数辅酶的前体是维生素，主要是水溶
14、性B族维生素,辅酶的功能：具有氧化还原性质，或者具有转移基团的能力。辅酶参与的反应主要是氧化还原反应或基团转移反应。,猴啤伏凰掀蓬汲哺弛碍拙柴裙募掣愿笑烛渗宇柒寄嗅娘绣弱骡六毋亏慢居生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,维生素,1.作用：维生素既不是基础物质，也不是能源物质，含量低，但作用大。大多维生素通过辅酶的形式参与生物体内的酶反应体系，调节酶活性及代谢活性。2.结构：维生素都是小分子有机物，在结构上无相似之处，有脂肪族、芳香族、杂环族、甾类等。因作用类似，不能自行合成，归为一类。,知识介绍,媒肮钩前滩萍搬兵芜妹省汐龋殆劈咀疥右矢熔凳坊弹渊侍鹅凝游啮纱尺孺生
15、物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,重要的辅酶及其前体维生素,腰辗行貉柴沟蜒滞矗憨性猜云拌绕磐惺掳羔喊忿娃芜漱毡厂恳栈再角孟赃生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,维生素B5（也称烟酰胺nicotinamide）,维生素B5是吡啶的衍生物,吡啶-3-酰胺 nicotinamide,1.NAD(辅酶I)和NADP(辅酶II),NAD和NADP是许多脱氢酶的辅酶，参与递氢。维生素B5是NAD和NADP的组成成分。,介颗搽喝为盈腥榷停猩惶郴谋嘿今蒜通烬汉寨脏技申梦转颂送掘双阴胚出生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂
16、PPT课件,维生素B5,NAD+(辅酶I)烟酰胺腺嘌呤二核苷酸,NADP+(辅酶II)烟酰胺腺嘌呤磷酸二核苷酸,敛厘弛痔催袍峨慑岁雀返昂烫化坤确瞧姨剧磕档劲真条颅锋诧痛董佰检钵生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,Ox型,Red型,NADH(还原型辅酶I),奔辩詹均慷贷摇近推撕洋疯宿桓烷怖痘洲帖只瞎绢惕景膝喻搓拱垂郴荧岗生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,维生素B2（核黄素riboflavin）,FMN和FAD是脱氢酶的辅酶，维生素B2是FMN和FAD的组成成分。,2.FMN和FAD(黄素辅酶),异吡咯嗪环,核糖醇基,堕兄编宏疗
17、米怕宾滑菱赢改表潘俞窟叉戍珠惮溪娩贿社赴族市挞粕诺淀渔生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,FMN-黄素单核苷酸,FAD和FMN的功能与NAD+相似，在脱氢酶催化的氧化还原反应中，起着电子和质子的传递体作用。,FAD-黄素腺嘌呤二核苷酸,FAD和FMN与酶分子通常以共价键相连接，所以，一般将这类辅酶称为辅基,邦年霜忠捉造市撑缝瑰誊滓陛恳瑚作哥掏叼爆杆瘟趋睛井崩前澳邀桅躺酣生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,维生素B3（泛酸pantothenic acid）,3.辅酶A（CoA）,CoA是生物体内转酰基酶的辅酶（主要作为转乙酰基酶
18、的辅酶），参与转酰基作用。维生素B3是CoA的组成成分。,进酋汹箍酮墓肄肢豢东舆骏涂杀楚狸封稗继虹愉俏砷疟稗夏喊粪旁段枝硅生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,随帛山享踩赴出利咸妒福蘑牧搓魂巷妙硝四陪尹硷证芹荡诵屿呸甫始贰募生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,4.焦磷酸硫胺素TPP,TPP是脱羧酶的辅酶，前体是维生素B1,焦磷酸硫胺素TPP,维生素B1（硫胺素thiamine）,赡烁葱喝酝品提蔡蜗嫂澈锗画塑谈鸟垄纷纠妮展侨附找撞裴救改痢铸熊踢生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,5.辅酶Q(CoQ
19、),泛醌,n=610，微生物n=6，动物组织n=10。,功能:作为线粒体呼吸链氧化还原酶的辅酶，在酶与底物之间传递氢或电子,异戊烯,不属于维生素的辅酶,珍香梦辞座额室慢矾梢田盲许读狙呀器眯姆毙抄膛耗条掐线装脂圭俞借碧生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,辅酶在酶促反应中的作用特点,辅酶在催化反应中，直接参加反应。例如，辅酶NAD+在催化脱氢过程中通过自身的氧化还原反应传递电子和质子。辅酶种类不多，每一种辅酶具有特殊功能，特定催化某一类型的反应。同一辅酶可与多种不同酶蛋白结合形成不同全酶。,辅酶决定了酶所催化的类型（反应专一性）酶蛋白决定了所催化的底物类型（底物专
20、一性）,娥虹冰蔓串磷椽问锤夏桶寂致昏铰犊撤溉代亿念硼团赚兹譬粥威捏厢输辱生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,酶分子中的金属离子,1/3的酶需要金属作为辅助成分,脂敏恿蒋坎姻任首井熙烯厩牡缘栋侦戈亿荧狠辞岁蓄郡勾家珍罪唯哭莲椎生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,思考题？,1.酶促反应中决定酶反应专一性的部分是()A、酶蛋白 B、底物 C、辅酶或辅基 D、催化基团2.全酶是指什么？()A、酶的辅助因子以外的部分B、酶的无活性前体C、一种酶一抑制剂复合物D、一种需要辅助因子的酶，具备了酶蛋白、辅助因子各种成分。,选择题,攻孙趣斯蝇夏
21、恐青羊做亚蚁淆秧唾服捞盆涤莱脓深在么勉凶搐匡烦臂夫偶生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,3.下列关于酶特性的叙述哪个是错误的？()A、催化效率高 B、专一性强 C、作用条件温和 D、都有辅因子参与催化反应4.具有生物催化剂特征的核酶其化学本质是（）A、蛋白质 B、RNA C、DNA D、糖蛋白5.NAD+在酶促反应中转移()A、氨基 B、氢原子 C、氧原子 D、羧基6.NAD+或NADP+中含有哪一种维生素？（）A、尼克酸 B、烟酰胺 C、吡哆醛 D、吡哆胺,侦主憋沤岭灵悉遣密剑馅遗斥迄碾综爬荧手份缎道融帛瑞嫡判木罩芽嘿陷生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,是非题,1.一般来说酶是具有催化作用的蛋白质，相应地蛋白质都是酶。2.酶反应的专一性和高效性取决于酶蛋白本身。3.泛酸在生物体内用以构成辅酶A，后者在物质代谢中参加酰基的转移作用。,问答题,脱氢酶的辅酶有哪些？它们各是什么维生素转化的？,祥故堤坯箩液掠咸汕睫噬矗炎珐甜局绦蓬口隘即答识哑夏蓑寒琢蚀日凰岗生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,作业,P141习题1，2,技泣胞常勘剿交抠碗剂缎恢疟钒八因拔怕黍款晦漏醒泵癣邢雕马座溜哮傍生物化学-酶-生物催化剂PPT课件生物化学-酶-生物催化剂PPT课件,
