酶工程第一节酶的生物学功能讲稿.ppt

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1、关于酶工程第一节酶的生物学功能第一页，讲稿共五十页哦 酶酶（enzyme)enzyme)是生物体活细胞产生的、具是生物体活细胞产生的、具有催化反应功能的蛋白质。有催化反应功能的蛋白质。第二页，讲稿共五十页哦 近百年来，对酶的研究一直是沿两个方近百年来，对酶的研究一直是沿两个方 向发展而取得成果：向发展而取得成果：（一）、理论研究方向（一）、理论研究方向脲酶结晶的获得与蛋白质本质脲酶结晶的获得与蛋白质本质锁匙学说与诱导契合学说锁匙学说与诱导契合学说中间络合物学说与酶促反应动力学中间络合物学说与酶促反应动力学酶作用机理（酶理化性质及催化性质）的研究酶作用机理（酶理化性质及催化性质）的研究酶蛋白质一

2、级结构测定方法酶蛋白质一级结构测定方法酶蛋白分子结构与功能的关系酶蛋白分子结构与功能的关系第三页，讲稿共五十页哦 （二）、二）、从应用研究来看从应用研究来看1 1、酶制剂的分离、提纯、大批量生产及新酶的开发；、酶制剂的分离、提纯、大批量生产及新酶的开发；2 2、酶生产中的基因工程技术的应用；、酶生产中的基因工程技术的应用；3 3、酶分子的改造、酶分子的改造(修饰、模拟与抗体酶等）；修饰、模拟与抗体酶等）；4 4、酶与细胞的固定化；、酶与细胞的固定化；5 5、酶制剂的应用性开发；、酶制剂的应用性开发；6 6、生物催化；、生物催化；7 7、酶抑制剂、激活剂开发及应用研究；、酶抑制剂、激活剂开发及应

3、用研究；8 8、酶反应器的研究（包括反应检测、酶传感器）；、酶反应器的研究（包括反应检测、酶传感器）；第四页，讲稿共五十页哦特别是特别是 20世纪中期，随着微生物发酵技术和酶分离纯化技世纪中期，随着微生物发酵技术和酶分离纯化技术提高，酶制剂生产开始走向规模化。固定化技术、基术提高，酶制剂生产开始走向规模化。固定化技术、基因工程技术的应用、使酶的适应性更加提高，多种类型因工程技术的应用、使酶的适应性更加提高，多种类型的酶制剂（固定化酶、人工酶、抗体酶、化学修饰酶和的酶制剂（固定化酶、人工酶、抗体酶、化学修饰酶和模拟酶等）实现了产业化。酶在工农业、人口与健康模拟酶等）实现了产业化。酶在工农业、人口

4、与健康（医药食品）、环境保护等方面的应用日益广泛。（医药食品）、环境保护等方面的应用日益广泛。酶制剂已成为现代生物产业中一个不可缺少的酶制剂已成为现代生物产业中一个不可缺少的组成部分，酶工程技术已成为生物工程技术的主要组成部分，酶工程技术已成为生物工程技术的主要支柱之一。所以，加强酶学理论的研究及应用技术支柱之一。所以，加强酶学理论的研究及应用技术的开发，已成为现代生物技术的主题。的开发，已成为现代生物技术的主题。第五页，讲稿共五十页哦 概括地说概括地说 酶学酶学是生物化学的重要分支；是生物化学的重要分支；酶工程酶工程（Enzyme EngineeringEnzyme Engineering）

5、是生物工程的主要内）是生物工程的主要内容之一，是随着酶学研究迅速发展、特别是酶的应容之一，是随着酶学研究迅速发展、特别是酶的应用推广，使酶学和工程学相互渗透结合，发展而成用推广，使酶学和工程学相互渗透结合，发展而成的一门新的技术科学。的一门新的技术科学。现代生命科学的前沿课题如生物信息学、基因现代生命科学的前沿课题如生物信息学、基因 组学、结构生物学等无一能离开酶。组学、结构生物学等无一能离开酶。酶及其转化产品是生物工程产业的主导产品。酶及其转化产品是生物工程产业的主导产品。第六页，讲稿共五十页哦 我们为什么重视酶？我们为什么重视酶？n生命活动离不开酶；生命活动离不开酶；n酶在现代生命科学研究

6、中的重要作用；酶在现代生命科学研究中的重要作用；n酶制剂与人类衣食住行休戚相关；酶制剂与人类衣食住行休戚相关；n生物催化改造传统产业生物催化改造传统产业第七页，讲稿共五十页哦 课时：课时：3636学时学时 教材：酶学（复旦大学出版社）教材：酶学（复旦大学出版社）罗九甫罗九甫: 62932942 62932942 54744350 54744350 第八页，讲稿共五十页哦本课程教学指导思想本课程教学指导思想 适应现代社会发展需要的人才三要素：适应现代社会发展需要的人才三要素：知识知识-专业、人文；专业、人文；能力能力-外语、计祘机、自学能力；外语、计祘机、自学能力；素质素质-人品、善于规范自己和

7、与人际沟通合作；人品、善于规范自己和与人际沟通合作；所以所以授以鱼莫如授以渔授以鱼莫如授以渔 加强参与性、体现主动学习加强参与性、体现主动学习第九页，讲稿共五十页哦第一章第一章 酶的基础知识酶的基础知识 11、酶的生物学作用、酶的生物学作用 22、酶的结构与催化机制、酶的结构与催化机制 33、酶活性的调节方式、酶活性的调节方式 44、酶分析法、酶分析法第二章第二章 酶的生产与改造酶的生产与改造 55、酶的生产与分离纯化、酶的生产与分离纯化 66、酶分子修饰与模拟酶分子修饰与模拟 77、酶的固定化、酶的固定化 88、抗体酶、抗体酶课时安排（课时安排（1515讲）讲）第十页，讲稿共五十页哦第三章第

8、三章 酶制剂工业及其应用酶制剂工业及其应用 99、酶制剂工业酶制剂工业及应用及应用 1010、酶在现代生命科学研究中的应用、酶在现代生命科学研究中的应用 1111、酶抑制剂与药物设计、酶抑制剂与药物设计第四章第四章 生物催化生物催化 1212、生物催化改造传统产业实例、生物催化改造传统产业实例 1313、酶法生产、酶法生产-14 14、手性化合物的生物合成与转化、手性化合物的生物合成与转化 1515、酶反应器、生物传感器、酶反应器、生物传感器（21世纪酶工世纪酶工 程进展）程进展）第十一页，讲稿共五十页哦主要参考书：主要参考书：酶学酶学 陈石根陈石根 周润琦编著周润琦编著 复旦大学出版社复旦大

9、学出版社现代酶学现代酶学 袁勤生主编袁勤生主编 华东理工大学出版社华东理工大学出版社酶工程酶工程 罗贯民主编罗贯民主编 化学工业出版社化学工业出版社酶制剂工业酶制剂工业 张树政主编张树政主编 科学出版社科学出版社酶和酶工程酶和酶工程 罗九甫编罗九甫编 上海交通大学出版社上海交通大学出版社第十二页，讲稿共五十页哦作业选题作业选题一、某种酶制剂（如端粒酶、溶菌酶、几丁质酶、尿激酶等）一、某种酶制剂（如端粒酶、溶菌酶、几丁质酶、尿激酶等）二、酶法生物转化生产某产品（如苯丙氨酸、丙烯酰胺、某氨基酸等）二、酶法生物转化生产某产品（如苯丙氨酸、丙烯酰胺、某氨基酸等）三、酶的生物学作用三、酶的生物学作用 如

10、：酶与疾病（如如：酶与疾病（如Hiv病毒、蚕豆病、遗传病等）病毒、蚕豆病、遗传病等）酶与代谢、遗传、酶与代谢、遗传、DNA修饰等修饰等四、酶的应用四、酶的应用 如：工具酶如：工具酶 酶电极原理及其应用（葡萄糖氧化酶电极或尿酶电极等）酶电极原理及其应用（葡萄糖氧化酶电极或尿酶电极等）酶在环境治理与检测、医药临床、食品、轻工等酶在环境治理与检测、医药临床、食品、轻工等 酶抑制剂与药物设计酶抑制剂与药物设计五、酶的基本知识与基本理论五、酶的基本知识与基本理论 如：酶与细胞的固定化、酶的生产、纯化、分析、动力学、如：酶与细胞的固定化、酶的生产、纯化、分析、动力学、酶的辅助因子等酶的辅助因子等六、酶研究

11、动态六、酶研究动态 如：抗体酶、手性化合物酶法拆分、酶的修饰和模拟如：抗体酶、手性化合物酶法拆分、酶的修饰和模拟 酶与分子生物学、酶与分子生物学、21世纪酶研究进展等世纪酶研究进展等 第十三页，讲稿共五十页哦 酶的种类很多酶的种类很多，至今生物界已发现的酶达，至今生物界已发现的酶达30003000多种，一些单细胞生物体中至少含有数百种以多种，一些单细胞生物体中至少含有数百种以上，人体细胞含酶种类更多。目前人体内已确认的酶上，人体细胞含酶种类更多。目前人体内已确认的酶有有10001000多种，相互有关联的酶组成酶体系，分多种，相互有关联的酶组成酶体系，分布在特定的细胞组分中参与肌体的代谢活动。布

12、在特定的细胞组分中参与肌体的代谢活动。生物体内的各种生物体内的各种物质代谢、能量传递、信息转物质代谢、能量传递、信息转录、神经传导、免疫调节、细胞衰老及生长发育录、神经传导、免疫调节、细胞衰老及生长发育等等等，都离不开酶的参与。可以说没有酶便不能进行等，都离不开酶的参与。可以说没有酶便不能进行新陈代谢，便没有生命。新陈代谢，便没有生命。第一节第一节 酶的生物学功能酶的生物学功能第十四页，讲稿共五十页哦 在生物体内，许多复杂化学变化都按一定途径，在生物体内，许多复杂化学变化都按一定途径，根据生命活动需要进行得极为顺利，相互联系又相互根据生命活动需要进行得极为顺利，相互联系又相互制约，迅速而又有条

13、不紊。制约，迅速而又有条不紊。这种使化学变化变得容这种使化学变化变得容易发生和迅速进行的根本原因，就是生物体内普易发生和迅速进行的根本原因，就是生物体内普遍存在着生物催化剂遍存在着生物催化剂酶。酶。可以说离开了酶在生物可以说离开了酶在生物体内的催化作用，生命也就停止了。体内的催化作用，生命也就停止了。第十五页，讲稿共五十页哦 苯酮尿症苯酮尿症（PKUPKU症）症）苯丙氨酸羥化酶（苯丙氨酸苯丙氨酸羥化酶（苯丙氨酸4-4-单加氧酶）缺乏症单加氧酶）缺乏症 苯丙氨酸苯丙氨酸 +-酮戊二酸酮戊二酸 苯丙酮酸苯丙酮酸 沙林试剂沙林试剂（甲氟磷酸异丙酯）（甲氟磷酸异丙酯）作用于传递神经细胞间信号的胆碱酯酶

14、，作用于传递神经细胞间信号的胆碱酯酶，1 1毫克足以麻痹呼吸肌毫克足以麻痹呼吸肌 有机磷、氰化物、重金属等中毒有机磷、氰化物、重金属等中毒 抑制体内含巯基（抑制体内含巯基（-SH-SH）的酶）的酶第十六页，讲稿共五十页哦 蚕豆病蚕豆病（G6PDG6PD缺乏而引起红细胞膜蛋白受损易惹发溶血）缺乏而引起红细胞膜蛋白受损易惹发溶血）6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 NADP 2GSH（还原型）（还原型）蚕豆细胞毒素蚕豆细胞毒素 （香豌豆嘧啶异尿咪）（香豌豆嘧啶异尿咪）磷酸戊磷酸戊 谷胱甘肽谷胱甘肽 糖途径糖途径 还原酶还原酶 G6PDG6PD NADPH H 6-6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸 GSSG（

15、氧化型）（氧化型）（正常时（正常时GSH与与GSSG之比为之比为500500，保护血液中红细胞不受氧化损伤并消除，保护血液中红细胞不受氧化损伤并消除H H2 2O O2 2的毒害）的毒害）第十七页，讲稿共五十页哦 一、酶在生物体内所催化的形形色色的化学一、酶在生物体内所催化的形形色色的化学反应，按生理功能可归纳为四类：反应，按生理功能可归纳为四类：1 1、执行某种具体的生理功能；、执行某种具体的生理功能；2 2、担负保卫清除功能；、担负保卫清除功能；3 3、协同激素起生物信号放大作用；、协同激素起生物信号放大作用；4 4、催化和调控代谢反应。、催化和调控代谢反应。第十八页，讲稿共五十页哦1 1

16、、执行某种具体的生理功能、执行某种具体的生理功能 例如：例如：神经传导是由神经末稍中的神经传导是由神经末稍中的乙酰胆碱酯乙酰胆碱酯 酶酶来传导神经冲动的；来传导神经冲动的；肌纤肌纤-ATP-ATP酶酶和肌肉收缩有关；和肌肉收缩有关；NaNa+、K K+-ATP-ATP酶酶在细胞膜的主动运输中的在细胞膜的主动运输中的 “钠泵作用钠泵作用”。第十九页，讲稿共五十页哦Na+、K+泵模式图第二十页，讲稿共五十页哦2 2、担负保卫清除功能、担负保卫清除功能（可能是单个酶、或多酶混合物、或一个酶系通过级联系统发挥（可能是单个酶、或多酶混合物、或一个酶系通过级联系统发挥作用）作用）例如：例如：能直接移除自由

17、基能直接移除自由基O O2 2-，防止毒性过氧，防止毒性过氧 化脂质生成的化脂质生成的超氧化物歧化酶超氧化物歧化酶(SOD)(SOD)；能降解外来能降解外来DNADNA的的限制性内切酶限制性内切酶(RD)(RD)。凝血酶凝血酶；溶酶体的溶酶体的水解酶水解酶；第二十一页，讲稿共五十页哦3 3、协同激素起生物信号传递与放大作用、协同激素起生物信号传递与放大作用 细胞外信号传递的两种方式细胞外信号传递的两种方式:信号分子在胞外与质膜载体蛋白结合信号分子在胞外与质膜载体蛋白结合,直接进直接进入入靶细胞靶细胞,然后以信号分子本身或以其转化产物作为然后以信号分子本身或以其转化产物作为细胞内信号发挥作用细胞

18、内信号发挥作用（如疏水的甾体激素）（如疏水的甾体激素）；信号分子在胞外与质膜上的受体蛋白结合信号分子在胞外与质膜上的受体蛋白结合,导致后者发生构象改变导致后者发生构象改变,在胞内形成新的信号分子在胞内形成新的信号分子第二信使第二信使（AMPAMP和和CaCa+2+2等等)，再通过相应的酶，再通过相应的酶，调节靶细胞性态调节靶细胞性态;（包括亲水性的大部分腺体分泌（包括亲水性的大部分腺体分泌的激素、神经传质、和局部化学调节物质）的激素、神经传质、和局部化学调节物质）第二十二页，讲稿共五十页哦 例例:以以腺甘酸环化酶为例腺甘酸环化酶为例(受体、腺苷酸环化酶、受体、腺苷酸环化酶、cAMPcAMP和蛋

19、白激酶体系和蛋白激酶体系)：被激活的腺甘酸环化酶催化被激活的腺甘酸环化酶催化ATPATP形成形成cAMP,cAMP,cAMPcAMP作为作为第二信使激活蛋白激酶，从而引起细胞内部功能一第二信使激活蛋白激酶，从而引起细胞内部功能一系列的变化。（系列的变化。（cAMPcAMP是中心环节，其形成与分解由腺是中心环节，其形成与分解由腺苷酸环化酶与磷酸二脂酶调节控制）。苷酸环化酶与磷酸二脂酶调节控制）。第二十三页，讲稿共五十页哦腺甘酸环化酶协同肾上腺素激活糖原磷酸化酶第二十四页，讲稿共五十页哦4 4、催化、调控代谢反应、催化、调控代谢反应 酶最主要、也是最基本的生物学功能就是催酶最主要、也是最基本的生物

20、学功能就是催 化调控代化调控代谢反应；建立起各种代谢途径和体系，为生物体的生存发谢反应；建立起各种代谢途径和体系，为生物体的生存发展、为形形色色的生命活动提供物质基础和能量来源。展、为形形色色的生命活动提供物质基础和能量来源。正常情况下，生物体并不要求每个酶处于最有效的正常情况下，生物体并不要求每个酶处于最有效的催化状态，而是要求有快有慢，适应内外环境的变化；催化状态，而是要求有快有慢，适应内外环境的变化；酶在生物体内催化作用是通过调控来实现的，一个酶在生物体内催化作用是通过调控来实现的，一个失去调控能力的酶是无意义的、甚至是有害的。失去调控能力的酶是无意义的、甚至是有害的。第二十五页，讲稿共

21、五十页哦 在长期的进化、选择过程中，为适应外界环境在长期的进化、选择过程中，为适应外界环境变化，满足生理功能的需要，生物体形成了一整套变化，满足生理功能的需要，生物体形成了一整套调节机制。调节机制。可分为两大类调节机制：可分为两大类调节机制：1 1、酶合成水平上的调节；、酶合成水平上的调节；2 2、酶结构活性水平上的调节；、酶结构活性水平上的调节；第二十六页，讲稿共五十页哦不同的调控机制纷纷提出不同的调控机制纷纷提出：共价修饰调节（可逆，不可逆）；共价修饰调节（可逆，不可逆）；反馈调节（别构调节）；反馈调节（别构调节）；存在方式调节（多酶体系）；存在方式调节（多酶体系）；浓度调节（浓度调节（合

22、成降解调节合成降解调节)；生理调节生理调节(激素调节激素调节)；寡聚酶的聚合、解聚调节；寡聚酶的聚合、解聚调节；外部条件调节（抑制与激活、外部条件调节（抑制与激活、pHpH、辅酶、辅酶 浓度、金属离子等）。浓度、金属离子等）。第二十七页，讲稿共五十页哦 二、酶的生物合成二、酶的生物合成 所有的酶都由生物体合成，几乎所有生物都能合成所有的酶都由生物体合成，几乎所有生物都能合成产生酶产生酶 酶在生物体内的合成总是受其相应合成调节机制酶在生物体内的合成总是受其相应合成调节机制控制，以保证机体最有效、经济地将体内合成原料控制，以保证机体最有效、经济地将体内合成原料与能量用于自身生命最需要的酶等物质。与

23、能量用于自身生命最需要的酶等物质。第二十八页，讲稿共五十页哦 1 1、酶基因表达的中心法则、酶基因表达的中心法则 19581958年由年由CrickCrick提出的基因表达的提出的基因表达的 中心法则中心法则（DNA central dogmaDNA central dogma）认为：认为：蛋白质生物合成完全受控于蛋白质生物合成完全受控于DNA,DNADNA,DNA控制着蛋白控制着蛋白质合成的遗传信息，其本质是将质合成的遗传信息，其本质是将DNADNA传递到传递到mRNAmRNA的遗的遗传信息，在传信息，在tRNAtRNA及一系列其他蛋白因子的参与下，将及一系列其他蛋白因子的参与下，将其翻译成

24、多肽的过程。其翻译成多肽的过程。DNA DNA 转录转录 mRNA mRNA 翻译翻译 蛋白质蛋白质 第二十九页，讲稿共五十页哦第三十页，讲稿共五十页哦 中心法则指出：中心法则指出：A.A.酶基因以密码形式编码在酶基因以密码形式编码在DNADNA分子上。分子上。B.B.酶基因表达的调控环节是转录。酶基因表达的调控环节是转录。原核生物的转录过程较为清楚，我们以原核生原核生物的转录过程较为清楚，我们以原核生物为例来说明转录过程对基因表达的调控，现在普物为例来说明转录过程对基因表达的调控，现在普遍接受是遍接受是操纵子模型。操纵子模型。第三十一页，讲稿共五十页哦 2 2、原核生物的操纵子模型、原核生物

25、的操纵子模型 操纵子模型操纵子模型 操纵子（操纵子（OperonOperon）模型是）模型是19611961年由年由 J.MonodJ.Monod和和F.JacobF.Jacob在提出在提出mRNAmRNA的概念时同时的概念时同时提出的。提出的。所谓操纵子是指原核生物所谓操纵子是指原核生物 上上基因的一种组织方式，包括功能上相关基因的一种组织方式，包括功能上相关的几个蛋白基因（结构基因）和一个共的几个蛋白基因（结构基因）和一个共同的调控区域。同的调控区域。它是基因表达的调控单它是基因表达的调控单位。位。第三十二页，讲稿共五十页哦乳糖操纵子模型乳糖操纵子模型第三十三页，讲稿共五十页哦 操纵子调节

26、方式操纵子调节方式 操纵子调节转录的具体方式有诱导和操纵子调节转录的具体方式有诱导和阻遏两种。阻遏两种。诱导诱导：在正常情况下不表达或仅在底水平上表达：在正常情况下不表达或仅在底水平上表达的酶如遇诱导物则大量合成的现象。的酶如遇诱导物则大量合成的现象。阻遏阻遏：通常情况下，某些酶在生物生长发育中：通常情况下，某些酶在生物生长发育中以一定速度正常合成，但是当它们的作用产物积累以一定速度正常合成，但是当它们的作用产物积累到一定浓度水平能满足生物本身的需要时，这些酶到一定浓度水平能满足生物本身的需要时，这些酶的合成就受到抑制的现象。的合成就受到抑制的现象。第三十四页，讲稿共五十页哦 酶的诱导酶的诱导

27、酶的阻遏酶的阻遏第三十五页，讲稿共五十页哦 三、酶在生物体内的分布三、酶在生物体内的分布GPT与尿激酶、心肌中的细胞色素氧化酶 生物体自身需要决定了酶的生物合成，生物体自身需要决定了酶的生物合成，酶的生物合成机制决定了酶在生物体内的酶的生物合成机制决定了酶在生物体内的分布和所处环境状态；分布和所处环境状态；所以：所以：它们或定位于某亚细胞结构上处于它们或定位于某亚细胞结构上处于“溶解溶解”状态；状态；不同生物体细胞内酶的数量和种类不同；不同生物体细胞内酶的数量和种类不同；同一生物体内的不同部位或不同生长发育同一生物体内的不同部位或不同生长发育 阶段的细胞内酶的数量、种类不同；阶段的细胞内酶的数

28、量、种类不同；SOD第三十六页，讲稿共五十页哦 对微生物酶来说，合成后分泌有两种情况：对微生物酶来说，合成后分泌有两种情况：1 1、胞外酶（分泌型酶）、胞外酶（分泌型酶）是指可以穿过质膜的任何酶，大多数是指可以穿过质膜的任何酶，大多数 是水解酶，大多数工业用酶是胞外酶。是水解酶，大多数工业用酶是胞外酶。优点：优点：它比胞内酶容易回收、纯化，不必它比胞内酶容易回收、纯化，不必 将细胞破碎，也不用去核酸，容易获得高产。将细胞破碎，也不用去核酸，容易获得高产。第三十七页，讲稿共五十页哦 胞外酶的分泌位置由细胞和酶的结构所决定胞外酶的分泌位置由细胞和酶的结构所决定 革兰氏阳性菌革兰氏阳性菌的外壳由细胞

29、质膜和包在膜外的外壳由细胞质膜和包在膜外面的壁组成。其有两类胞外酶：面的壁组成。其有两类胞外酶：合成后分泌到培养基中，如芽孢杆菌的淀合成后分泌到培养基中，如芽孢杆菌的淀粉酶、蛋白酶。粉酶、蛋白酶。分泌蛋白穿过质膜后，结合于膜表面的胞分泌蛋白穿过质膜后，结合于膜表面的胞外酶，当细胞形成原生质体时可部分或全部从膜外酶，当细胞形成原生质体时可部分或全部从膜上释放，如地衣芽孢杆菌的碱性磷酸酯酶和上释放，如地衣芽孢杆菌的碱性磷酸酯酶和-葡葡萄糖苷酶。萄糖苷酶。革兰氏阴性菌革兰氏阴性菌有有4 4种不同位置的分泌型酶：种不同位置的分泌型酶：分泌蛋白结合在内膜外表面、分布在周质中、结合分泌蛋白结合在内膜外表面

30、、分布在周质中、结合在外膜上、分泌到培养基中。在外膜上、分泌到培养基中。第三十八页，讲稿共五十页哦 基因工程中外源蛋白最终在周质中表达的基因工程中外源蛋白最终在周质中表达的情况，常给工作带来许多麻烦。用基因工程手情况，常给工作带来许多麻烦。用基因工程手段获得的微生物高产外源酶常会被宿主本身的段获得的微生物高产外源酶常会被宿主本身的蛋白酶迅速降解。因此，尽可能的使产生的外蛋白酶迅速降解。因此，尽可能的使产生的外源酶分泌到细胞质膜外，是稳定外源酶的有效源酶分泌到细胞质膜外，是稳定外源酶的有效措施之一。措施之一。关于胞外酶分泌机制现在有一种关于胞外酶分泌机制现在有一种信号肽假说。信号肽假说。第三十九

31、页，讲稿共五十页哦信信号号肽肽假假说说机机理理图图第四十页，讲稿共五十页哦2 2、胞内酶、胞内酶 是指合成后仍然在细胞内发挥作用的酶。是指合成后仍然在细胞内发挥作用的酶。细胞本身结构的非均一性决定了酶分布和所细胞本身结构的非均一性决定了酶分布和所 处状态非均一，或处于处状态非均一，或处于“溶解溶解”状态，或定位状态，或定位 结合于某一特定的亚细胞结构中；结合于某一特定的亚细胞结构中；由于细胞器的分工，某些酶对特定细胞来说由于细胞器的分工，某些酶对特定细胞来说 是独有或主要的；各细胞器上往往集中了具是独有或主要的；各细胞器上往往集中了具 各自特征的酶系统各自特征的酶系统（标记酶）。（标记酶）。第

32、四十一页，讲稿共五十页哦 对于对于标记酶标记酶,有以下几例：有以下几例：质膜：质膜：主要两种：主要两种：NaNa+、K K+-ATP-ATP酶、腺甘酸环化酶；酶、腺甘酸环化酶；细胞核：细胞核：主要是担负主要是担负DNADNA与与RNARNA合成的酶。如：合成的酶。如：RNARNA甲基转甲基转 移酶、乳酸脱氢酶等；移酶、乳酸脱氢酶等；线粒体：线粒体：主要集中了参与三羧酸循环、脂肪酸氧化、呼吸主要集中了参与三羧酸循环、脂肪酸氧化、呼吸 链、氧化磷酸化等链、氧化磷酸化等与能量代谢有关与能量代谢有关的酶和酶系。的酶和酶系。如：如：NADHNADH脱氢酶、己糖激酶等；脱氢酶、己糖激酶等；溶酶体：溶酶体：

33、各种水解酶（约各种水解酶（约6060种左右）；种左右）；内质网：内质网：蛋白质合成、脂类合成、药物转化的酶。蛋白质合成、脂类合成、药物转化的酶。如：细胞色素还原酶、胆固醇酰基转移酶；如：细胞色素还原酶、胆固醇酰基转移酶；第四十二页，讲稿共五十页哦 四、酶的分类命名四、酶的分类命名 酶的分类命名原则酶的分类命名原则 19611961年年,国际生化联合会酶委员会国际生化联合会酶委员会(International Commission of Enzyme)(International Commission of Enzyme)制定了国际系统分类命名原则，已为各制定了国际系统分类命名原则，已为各国普遍

34、接受。国普遍接受。第四十三页，讲稿共五十页哦 习惯命名法的依据：习惯命名法的依据：根据根据n酶的底物酶的底物n酶的来源酶的来源n酶的反应最佳条件酶的反应最佳条件n酶的反应性质酶的反应性质n也有结合两点来命名也有结合两点来命名 简单、方便，简单、方便，但缺少系统性常出现一酶数名、一名数酶。但缺少系统性常出现一酶数名、一名数酶。第四十四页，讲稿共五十页哦系统命名与习惯命名系统命名与习惯命名 催化反应催化反应:Ala+-酮戊二酸酮戊二酸 Glu+丙酮酸丙酮酸习惯用名：习惯用名：谷丙转氨酶谷丙转氨酶 系统命名：系统命名：丙氨酸丙氨酸：-酮戊二酸酮戊二酸 氨基转移酶氨基转移酶 一种酶可同时采用系统命名和

35、习惯命名。两者都有两部分组成：一种酶可同时采用系统命名和习惯命名。两者都有两部分组成：某某底物某某底物+某某反应类型某某反应类型+酶。不同点是系统命名中要求酶。不同点是系统命名中要求更严格、详细更严格、详细。第四十五页，讲稿共五十页哦 1、氧化还原酶（脱氢、加氢的方式）、氧化还原酶（脱氢、加氢的方式）2、转移酶（功能基团的转移）、转移酶（功能基团的转移）3、水解酶（水参加的分子分解）、水解酶（水参加的分子分解）4、裂解酶（非水介性、非氧化性分解）、裂解酶（非水介性、非氧化性分解）5、异构酶（底物异构化）、异构酶（底物异构化）6、合成酶（分子连接）、合成酶（分子连接）酶系统分类命名的基础是酶的专

36、一性酶系统分类命名的基础是酶的专一性：第四十六页，讲稿共五十页哦 酶分类可采用酶分类可采用4 4位标码：位标码：第一位：属于六大类中的哪一类；第一位：属于六大类中的哪一类；第二位：属于该大类中的哪一亚类；第二位：属于该大类中的哪一亚类；第三位：该亚类中的哪一小类：第三位：该亚类中的哪一小类：第四位：具体酶在该小类中的序号。第四位：具体酶在该小类中的序号。比如，葡萄糖氧化酶的系统标号为：比如，葡萄糖氧化酶的系统标号为：EC1.1.3.4EC1.1.3.4第四十七页，讲稿共五十页哦酶的编号酶的编号EC 为为 Enzyme Commision 酶学委员会缩写酶学委员会缩写第四十八页，讲稿共五十页哦 酶的分类酶的分类大类亚类1.氧化还原酶类（oxido-reduclases)1.脱氢酶 2.氧化酶 3.过氧化酶 4.氧和酶2.转移酶类(transferases)1.一碳基转移酶 2.转磷酸基酶 3.转糖基酶3.水解酶类(hydrolases)水解 1.酯键 2.糖苷键 3.肽键 4.肽键以外的碳氮键4.裂和酶类(lyases)分解碳碳、碳氮、硫硫键等。5.异构酶类(isomerases)消旋、异构、变位酶6.合成酶类(ligases)连接C-C、C-N、C-S、C-O。第四十九页，讲稿共五十页哦感感谢谢大大家家观观看看第五十页，讲稿共五十页哦