《ch.2酶-1.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《ch.2酶-1.ppt(37页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、,第二章 酶,第一节 概述,一、酶的发现,1833年Payen和Persoz用酒精从麦芽糖水抽提物中沉淀出一对热不稳定物质,它可促进淀粉水解为可溶性糖,人们开始意识到生物细胞中可能存在类似于催化剂的物质。 1878年Khne首先用“enzyme”表示此类物质。 1897年Buchner证明酵母提取液可将糖发酵为酒精,并且酶可以从酵母活细胞中分离出来,获得1911诺贝尔化学奖。 1926年Sumner从刀豆中提取脲酶并获得结晶,第一次证明酶是具有催化活性的蛋白质,荣获1946年诺贝尔化学奖。 1930s Northrop等结晶了胃蛋白酶和胰岛素,并发现它们也是蛋白质; Haldane 发表酶学。
2、,1982年Cech和Altman各自独立地发现RNA具有生物催化功能,共获1989年诺贝尔化学奖。 * 酶是由活细胞产生的,具有催化活性和高度专一性的特殊生物大分子,包括蛋白质和核酸。,二、酶的催化特性,1、催化效率高 酶促反应速度比非酶促反应高1081020倍,比一般催化剂高1071013倍。 e.g. 过氧化氢酶每1min催化500万分子H2O2分解;而Fe3+每500min催化1分子H2O2分解。 2、高度专一性 酶对底物有严格选择性,一种酶只能作用一种物质或一类结构相似的物质发生一定的化学反应。,3、易失活(反应条件温和) 绝大多数酶是蛋白质,凡能使蛋白质变性的因素都能使酶丧失活性。
3、温度、pH的轻微改变或抑制剂存在也可改变其活性。 4、催化活性可调控 酶在体内受多方面因素调控,不同的酶其调节方式也不同。调节方式有抑制剂调节、反馈调节、酶原激活、共价修饰、激素控制等。 5、催化活性与辅助因子有关 结合酶类的催化活性与辅酶、辅基、金属离子有关,去除它们酶会失活。,三、酶的化学本质,绝大多数酶为蛋白质,这是因为: 酶水解最终产物为氨基酸,酶能被蛋白水解酶水解失活; 酶是具有空间结构的生物大分子,凡是能使蛋白质变性的因素都能使酶丧失活性。 酶为两性电解质,各自具有特定的等电点; 酶具有不能透过半透膜等胶体性质; 酶也有蛋白质所具有的显色反应。,第二节 酶的组成与 结构特点,一、酶
4、的组成,1、单纯酶类 分子中只含有蛋白质,水解产物为氨基酸。e.g. 脲酶、蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、核糖核酸酶 。 2、结合酶类 除蛋白质组分(酶蛋白)外,还含有一些对热稳定的非蛋白质成份(辅因子)。两者单独存在均无活性,只有结合成完整的全酶才具催化活性。 即:全酶 = 酶蛋白 + 辅因子。 酶蛋白决定反应的专一性;辅因子参与结合底物分子,催化底物反应,起转移电子、原子及功能基团的作用。,辅因子分类,按其与酶蛋白结合的程度分: 辅酶:与酶蛋白松弛结合;可用透析法去除。 辅基:与酶蛋白共价结合;不可透析去除。 * 有时把辅酶、辅基统称为辅酶。 按其化学成份分:,二、酶的结构,1、单体酶 仅有一个
5、活性中心,一般由一条多肽链组成,分子量小于35Ku,种类少,多催化水解反应。e.g.溶菌酶、牛胰核糖核酸酶; 胰凝乳蛋白酶由3条肽链组成,链间通过二硫键构成一个共价整体,这类单体酶往往是由一条前体肽链经活化断裂而成。 2、寡聚酶 指由2个或多个相同或不同亚基组成的酶。亚基数多为偶数,如己糖激酶、谷氨酸脱氢酶;少数为奇数,如荧光素酶、嘌呤核苷磷酸化酶。每条肽链是一个亚基,单独的亚基无酶的活性。许多寡聚酶为调节酶,对代谢过程起重要的调控作用。,3、多酶复合体 指由多种酶通过非共价键嵌合,催化连续反应的体系,分子量通常在几百万以上。如丙酮酸氧化脱羧酶复合体,含三个酶六个辅助因子;脂肪酸合成酶复合体,
6、含有六个酶及一个非酶蛋白质。 连续反应体系中前一反应的产物为后一反应的底物,高度有序,提高了酶的催效率。,第三节 酶的分类 与命名,一、酶的分类,按酶化学组成:单纯酶、结合酶; 按酶蛋白分子特点:单体酶、寡聚酶、多酶复合体; 按酶存在状态:胞内酶、胞外酶 ; 胞内酶合成分泌后定位于细胞内发生作用,大多数的酶属于此类。 胞外酶在合成后分泌到细胞外发生作用,主要为水解酶类。 按酶催化的反应类型:(系统分类法),1、氧化还原酶类(oxido-reductase) 催化氧化还原反应,涉及H和e-的转移。e.g.乳酸脱氢酶、乙醇脱氢酶、苹果酸脱氢酶。 AH2+B A+BH2,2、转移酶类(transfe
7、rase ) 催化分子间功能基团转移。e.g.谷丙转氨酶、转甲基酶、脂酰转移酶、糖基转移酶。 AR+B A+BR,3、水解酶类(hydrolase ) 催化底物的加水分解或其逆反应。e.g.脂肪酶、蛋白酶、淀粉酶、核酸酶。 AB+H2O AOH+BH,4 、裂合酶类(lyase) 又名裂解酶,催化的是非水解性除去底物分子中基团的反应,或其逆反应。e.g. 醛缩酶、脱氨酶、脱羧酶、延胡索酸水化酶。 AB A+B,5、异构酶类(isomerase) 催化同分异构体之间相互转变。e.g. 磷酸丙糖异构酶、磷酸甘油酸变位酶、6-磷酸葡萄糖异构酶。 A B,CH3COCoA+CO2+ATPHOOCCH2
8、COCoA+AMP+PPi,6、合成酶类(synthetase) 也称连接酶类,与ATP分解反应相偶联,催化两种或两种以上化合物合成为一种物质。e.g.乙酰辅酶A羧化酶。 A+B+ATPAB+ADP+Pi,二、酶的命名,习惯命名法 根据作用底物:蛋白酶、淀粉酶、蔗糖酶等; 根据反应性质:水解酶、脱氢酶、转氨酶等; 结合以上二者:琥珀酸脱氢酶、谷丙转氨酶等; 再加上酶的来源及特性:酸/碱性磷酸酯酶、木瓜蛋白酶、胃蛋白酶等。 系统命名法 1961年,国际酶学委员会(Enzyme Commission,EC)提出了系统命名法。,系统命名法规定,酶的名称包括两部分:底物名称反应类型。如果反应中有多个底
9、物,底物名称之间用“ :”隔开,每个底物均需列出(水解反应中水可省略), 如乙醇脱氢酶“乙醇:NAD+ 氧化还原酶” ;若底物有构型,也需标出,如谷丙转氨酶“丙氨酸:-酮戊二酸氨基转移酶”。 国际酶学委员会还对每一种酶分别制定了统一编号,由“EC”加四个阿拉伯数字组成,每个数字之间以“ . ”隔开。,练一练,辅酶和辅基是与酶蛋白结合紧密的小分子物质。( ) 单体酶一定没有四级结构结构。( ) 下列关于酶特性的的描述,错误的是: A、催化效率高 B、都有辅因子参与反应 C、作用条件温和 D、专一性强 与一般化学催化剂比,酶具有什么催化特征?,一般催化剂的特征,可加快化学反应的速度,但在本身反应前
10、后不发生改变; 只能缩短到达平衡的时间,不改变反应的平衡点; 只能催化本来能进行的反应,即热力学上允许的反应; 本质为降低反应的活化能。,酶原激活实例,胰蛋白酶原激活示意图,胃蛋白酶原激活,凝血酶原激活,维生素与辅酶,一、人们对维生素的认识,我们古代就有维生素缺乏症的详细记载。唐代名医孙思邈用猪肝治疗雀目(缺乏维生素A),并用麦麸熬粥来防治脚气病(缺乏维生素B1)。 19世纪初,欧洲的一些研究者认为,人体只需要蛋白质、糖类、脂类、矿物质、水五种营养素,但在航海和探险的传记中早已记载了许多坏血病的病例;这些病人并不能用当时已知的五种营养素来治疗。 1897年,荷兰医生Eijkman证明米糠可治脚
11、气病。 1906年,英国的Hopkins发现大鼠喂饲纯化饲料(包括蛋白质、脂肪、糖类和矿质)和水,不能存活;添加微量牛奶就能正常生长。牛奶中存在的营养辅助因素也就是维生素。 1911年,波兰学者Funk首先从米糠中提取出抗脚气病的物质,并证明它属于胺类,是维持生命所必需的,因此称之为生命胺(vita-amino),二、维生素概述,维生素是维持生命机体正常生命活动所必需的一类微量小分子化合物,它既非生物体的构成成分,也不是能量物质。 维生素是机体不能合成或合成量不足以满足需要,而必须从食物中摄取的外源性物质。长期缺乏某种维生素,会导致缺乏症。维生素的重要性在于它是辅因子的组成成分,参与体内代谢过
12、程。 维生素按其溶解性质可分为脂溶性和水溶性两类。水溶性维生素又包括 B族维生素和维生素C 。,脂溶性维生素,(一)、维生素A,维生素A又称抗干眼病维生素。天然的维生素A有两种形式:A1 (视黄醇)及 A2 (3-脱氢视黄醇)。 来源:A1主要存在于海水鱼的肝脏, A2 主要存在于淡水鱼的肝脏。植物中虽不存在维生素A,但有多种胡萝卜素,特别是-胡萝卜素可在小肠粘膜处由-胡萝卜素加氧酶的作用,加氧断裂,生成2分子视黄醇,所以通常将-胡萝卜素称为维生素A原。 缺乏症:夜盲症、干眼病。,夜盲症产生原因,在视觉细胞中, 11-顺视黄醛与不同的视蛋白组成视色素。感受强光的锥状细胞内有视红质、视青质和视蓝
13、质;感受弱光或暗光杆状细胞内有视紫红质,而维生素A是视紫红质的组成成分。,* 视紫红质感光时,视色素中的11-顺视黄醛转变成全反视黄醛,并与视蛋白分离而失色。大部分全反式视黄醛被还原成全反视黄醇,经血流至肝转变成11-顺视黄醇,而后再随血流返回视网膜氧化成11-顺视黄醛,合成视色素。在这个视循环中会造成部分全反视黄醛分解成无用的物质,所以要经常补充维生素A。,(二)、维生素D,维生素D又称为抗佝偻病维生素,是类固醇衍生物。主要包括 D2(麦角钙化醇)及 D3(胆钙化醇 )。 来源:酵母和植物油中不能被人体吸收的麦角固醇经阳光及紫外线照射可转变为能被人吸收的D2,因此称麦角固醇为维生素D2原;动
14、物体内的胆固醇可转变为7-脱氢胆固醇储存于皮下,再经阳光及紫外线照射转变成D3,因此称7-脱氢胆固醇为维生素D3原。 缺乏症:佝偻病、软骨病。,功能与缺乏症,食物中的维生素D在小肠被吸收后,通过乳糜微粒经淋巴入血。在血液中主要与一种特异载体蛋白维生素D结合蛋白(DBP)结合后被运输至肝,在25-羟化酶催化下氧成为25-(OH) -D3 ;25-(OH)-D3经肾小管上皮细胞线粒体内1-羟化酶作用生成D3的活性形式1,25-(OH) 2-D3 。 1,25-(OH) 2-D3的主要的作用是促进钙及磷的吸收,有利于骨的生成、钙化。当缺乏维生素D时,儿童可发生佝偻病,成人引起软骨病。,(三)、维生素
15、E,维生素E又称生育酚,有六种,其中的、和具有生物活性。自然界中以-生育酚分布最广。 来源:主要存在于植物油中,如麦胚油、葵花油、花生油、玉米油中最为丰富。 功能:主要是作为体内最重要的抗氧化剂,避免脂质过氧化物的产生,保护生物膜的结构与功能。维生素E与硒在抗氧化过程中协同发挥作用。 缺乏症:动物缺乏时会发生生殖器官发育受损甚至不育,人体一般不易缺乏。,(四)、维生素K,维生素K又称凝血维生素,有K1、K2、K3、K4,后二种为人工合成。维生素K溶于水,可口服或注射,吸收主要在小肠,经淋巴吸收入血,在血液中随-脂蛋白转运至肝储存。 来源:在绿叶植物及动物肝脏中含量较为丰富。 功能:主要是维持体内的第 II、IX、X 凝血因子处在正常水平。 缺乏症:人体一般不易缺乏。,水溶性维生素,水溶性维生素与辅酶,1 2 3 5 6 7 11 12,
链接地址:https://www.31doc.com/p-2100782.html