第03章酶ppt课件.ppt
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1、酶与生物催化剂,Yingzi Kang Ph.D Dept. of Biochemistry, Tianjin Medical University,Chapter 3,本章教学纲要,掌握酶的化学本质和酶的分子结构 熟悉酶促反应特点 熟悉酶促反应机制的基本理论体系 掌握酶促反应动力学规律 熟悉调节酶的活性调节原理 了解酶活性的测定方法,熟悉酶的命名原则和命名体系 了解非蛋白类具有催化作用的生物分子,Chapter 3,酶的分子结构,酶的分子组成 1.单纯酶 2.结合酶 酶蛋白+辅助因子=全酶 apoenzyme+cofactor=holoenzyme 辅助因子:金属离子和小分子有机化合物(pr
2、osthetic group or coenzyme),Chapter 3,酶的活性中心,酶是具有一定空间结构的大分子物质,虽然酶分子表面有许许多多由氨基酸所提供的化学基团,但其中只有一小部分基团与酶的催化作用直接有关,将酶分子中与酶活性有关的化学基团称为必需基团(essential group)。 这些必需基团有在空间位置上组合成特定的空间结构,构成活性中心(active center)。,Chapter 3,活性中心形成,Chapter 3,活性中心必需基团,酶分子中除活性中心以外的其余结构也有重要的作用,不仅是维系活性中心三维结构的骨架,还能与底物广泛结合,推动反应的进行; 活性中心以外
3、的酶的其余结构还可以决定酶促反应的特异性; 有的还具有调节区,使酶活性可受某些因子的正负调控。 羧肽酶A的活性中心由精145、酪248、谷270级锌离子、组196、组69构成。,Chapter 3,辅酶在酶促反应中的作用特点,辅酶在催化反应过程中,直接参加了反应。 每一种辅酶都具有特殊的功能,可以特定地催化某一类型的反应。 同一种辅酶可以和多种不同的酶蛋白结合形成不同的全酶。 一般来说,全酶中的辅酶决定了酶所催化的类型(反应专一性),而酶蛋白则决定了所催化的底物类型(底物专一性)。,Chapter 3,根据金属离子与酶蛋白结合程度,可分为两类:金属酶和金属激酶。 在金属酶中,酶蛋白与金属离子结
4、合紧密。如 Fe2+/ Fe3+ 、Cu+/Cu3、Zn2+ 、Mn2+、Co2 等。 金属酶中的金属离子作为酶的辅助因子,在酶促反应中传递电子,原子或功能团。,酶分子中的金属离子,Chapter 3,金属离子 配体 酶或蛋白 Mn2 咪唑 丙酮酸脱氢酶 Fe2+/Fe3+ 卟啉环,咪唑, 血红素, 含硫配体 氧化-还原酶, 过氧化氢酶 Cu+/Cu2+ 咪唑,酰胺 细胞色素氧化酶 Co2+ 卟啉环 变位酶 Zn2+ -NH3,咪唑,(-RS)2 碳酸酐酶,醇脱氢酶 Pb2 -SH d-氨基- g-酮戊二酸脱水酶 Ni2 -SH 尿酶,金属酶中的金属离子与配体,Chapter 3,酶原,多数酶
5、一旦合成即具有活性,但有少数酶在细胞内刚合成时并无活性,这类无活性的酶的前体称为酶原(zymogen or proenzyme)。 由无活性的酶原变成活性酶的过程称为酶原激活。 酶原激活具有重要的生理意义,Chapter 3,同工酶,在体内并非所有具有相同催化作用的酶都是同一种蛋白质。 不但在不同器官中,甚至在同一细胞内,也常常含有几种分子结构不同、理化性质迥异,但却可催化相同化学反应的酶。 将这类具有相同功能,但酶蛋白的分子结构、理化性质和免疫学性质各不相同的一组酶称为同工酶(isozyme)。,Chapter 3,酶促反应的特点,1.与一般催化剂的共性 2.生物催化剂的特性 (1)酶是蛋白
6、质 (2)酶的催化效率极高 (3)酶的催化作用具有高度特异性 (4)酶是活细胞的代谢产物,Chapter 3,反应过程中能的变化,Chapter 3,酶促反应:E + S = ES = ES EP E + P 反应方向, 即化学平衡方向,主要取决于反应自由能变化H。 而反应速度快慢,则主要取决于反应的活化能Ea。 催化剂的作用是降低反应活化能Ea,从而起到提高反应速度的作用,活化能降低,Chapter 3,酶作用的特异性,一般催化剂可催化同一类型的许多化学反应 一种酶只作用于一种或一类化合物,进行一种类型的化学反应,以得到一定结构的产物,这种现象称为酶的特异性(specificity)。 各种
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