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1、第二节 酶的结构与功能,Structure and Function of Enzyme,结合酶(conjugated enzyme),单纯酶(simple enzyme),一 酶的化学组成,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。,金属离子的作用稳定酶的构象；酶活性中心的组成部分；在酶与底物间起桥梁作用；,小分子有机化合物的作用在反应中传递电子、质子或其它基团。,维生素(Vitamins）,维生素(vitamin)是机体维持正常功
2、能所必需，但在体内不能合成或合成量很少，必须由食物供给的一组低分子量有机物质。,水溶性维生素及其辅酶（基）形式,(B2),(B1),(PP),(B6),(叶酸),维生素B1,维生素B1又名硫胺素(thiamine)体内活性形式为焦磷酸硫胺素(TPP),（噻唑环）,（嘧啶环）,维生素B2,生化作用：FMN及FAD是体内氧化还原酶的辅基，主要起氢传递体的作用。缺乏症：口角炎，唇炎等。,维生素B2又名核黄素(riboflavin)体内活性形式为黄素单核苷酸(FMN)黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD),二甲基异咯嗪,核醇,核黄素,维生素PP,维生素PP包括烟酸(nicotinic acid)，尼克酸烟酰胺(
3、nicotinamide)，尼克酰胺,体内活性形式烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)，辅酶I烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP+)，辅酶II,生化作用NAD+及NADP+是体内多种脱氢酶（如苹果酸脱氢酶、乳酸脱氢酶）的辅酶，起传递氢的作用。,缺乏症癞皮病：皮炎(Dermatitis)，腹泻(Diarrhea)，痴呆(Dementia)。,维生素B6,维生素B6包括吡哆醇，吡哆醛及吡哆胺体内活性形式为磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺,磷酸吡哆醛(胺)是氨基酸转氨酶及脱羧酶的辅酶。,泛酸,泛酸(pantothenic acid)又名遍多酸体内活性形式为辅酶A(CoA)、酰基载体蛋白(ACP)生化作用CoA及A
4、CP是酰基转移酶的辅酶，参与酰基的转移作用。,2-巯基乙胺,泛酸,(泛解酸),生物素,生物素(biotin)是多种羧化酶（如丙酮酸羧化酶）的辅酶，参与CO2的羧化过程。,叶酸,叶酸(folic acid)在体内活性形式为四氢叶酸(FH4),生化作用：FH4是一碳单位转移酶的辅酶，参与一碳单位的转移。缺乏症：巨幼红细胞贫血（骨髓红细胞DNA 合成减少，细胞分裂速度降低，细 胞体积变大）,Folate,维生素B12,生化作用：参与体内甲基转移作用缺乏症：巨幼红细胞贫血、神经疾患,维生素B12又称钴胺素(coholamine)体内活性形式为甲基钴胺素5-脱氧腺苷钴胺素,硫辛酸,硫辛酸(lipoic
5、acid)是硫辛酸乙酰转移酶的辅酶，起转移酰基作用。,（硫辛酰胺）,维生素C,生化作用：参与氧化还原反应；参与体内羟化反应（胶 原蛋白的合成、胆固醇的代谢、芳香族氨基 酸的代谢）；促进铁的吸收缺乏症：坏血病（胶原蛋白合成障碍，可出现皮下出血、肌肉脆弱等症）,17世纪，一篇航海日记中记载到“有些人完全丧失了力量，更有许多人皮肤上布满了点状的紫色血斑，逐渐影响到肘、膝、股、肩、臂和颈部，他们口有臭味，牙龈发红、剥落，甚至牙根也暴露于外”。,维生素C,脱氢维生素C,二 酶的不同形式,单体酶(monomeric enzyme)：仅具有三级结构的酶。一般由一条多肽链组成。寡聚酶(oligomeric e
6、nzyme)：由多个相同或不同亚基以非共价键连接组成的酶。多酶体系(multienzyme complex)：由几种不同功能的酶彼此聚合形成的多酶复合物。,三 酶的活性中心,必需基团(essential group)酶分子中氨基酸残基侧链基团中，一些与酶活性密切相关的化学基团。,酶的活性中心(active center)或称活性部位(active site)，指必需基团在空间结构上彼此靠近，组成具有特定空间结构的区域，能与底物特异结合并将底物转化为产物的部位。,活性中心内的必需基团,His Ser Cys Lys Glu Asp,底 物,活性中心以外的必需基团,结合基团,催化基团,活性中心,酶
7、活性中心的特点,1、活性中心在酶分子的总体中只占相当小的部分，通常只占整个酶分子体积的1%2%。,2、酶的活性中心是一个三维实体。,破坏酶的空间构象对酶的活性有何影响？,F=Q1Q2/r2F：离子间作用力，Q：所带电荷:介电常数，r:电荷基团间距,3、酶的活性中心位于酶分子表面一个裂缝（crevice)内。,4、酶的活性中心是柔性的。,5、底物通过次级键较弱的力结合到酶上。氢键、盐键、疏水作用力、范德华力,四 酶原与酶原的激活,酶原(zymogen)有些酶在细胞内合成或初分泌时只是酶的无活性前体，必须经过适当的改变才能变成有活性的酶，此前体物质称为酶原。,酶原的激活 在一定条件下，酶原向有活性
8、酶转化的过程。,酶原激活的过程,胰蛋白酶原的激活过程,酶原激活的生理意义,避免酶对细胞进行自身消化，并使酶在特定的部位和环境中发挥作用。有的酶原作为酶的储存形式。,第二节 酶的结构与功能 小结,根据酶的化学组成，将酶分为单纯酶和结合酶，结合酶由酶蛋白和辅助因子组成。根据辅助因子与酶蛋白结合的紧密程度，将辅助因子分为辅酶和辅基。维生素以其活性形式作为酶的辅酶（基）。根据酶结构，将酶分为单体酶、寡聚酶和多酶体系。酶的活性中心由必需基团构成。活性中心内的必需基团包括结合基团和催化基团。活性中心外的必需基团是维持酶活性中心构象所必需的。酶活性中心在酶分子体积中占很小的比例；是一个三维实体；位于酶分子表面一个裂缝中；酶的活性中心是柔性的；底物通过次级键结合到酶上。酶的前体物质称为酶原。,
