高中生物竞赛 酶通论课件.ppt
《高中生物竞赛 酶通论课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高中生物竞赛 酶通论课件.ppt(87页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第二单元第二单元 酶酶第第8 8章章 酶通论酶通论第第9 9章章 酶促反应动力学酶促反应动力学第第1010章章 酶的作用机制和酶的调节酶的作用机制和酶的调节第第8 8章章 酶酶(Enzyme)通论通论一、酶催化作用的特点一、酶催化作用的特点 (P(P320320)二、酶的化学本质及其组成二、酶的化学本质及其组成(P(P323323)三、酶的命名和分类三、酶的命名和分类(P(P326326)四、酶的专一性四、酶的专一性(P(P332332)五、酶的活力测定和分离纯化五、酶的活力测定和分离纯化(P(P335335)六、核酶六、核酶(P(P339339)七、抗体酶七、抗体酶(P(P343343)八、
2、酶工程简介八、酶工程简介(P(P344344)一、酶催化作用的特点(一一)酶和一般催化剂的比较酶和一般催化剂的比较(二二)酶作为生物催化剂的特点酶作为生物催化剂的特点A Benzyme S P Substrate Product酶是生物催化剂酶是生物催化剂(一)酶和一般催化剂的比较酶和一般催化剂的比较酶与一般催化剂相比具有共同点酶与一般催化剂相比具有共同点用量少,用量少,催化效率高催化效率高不改变化学反应的平衡点,只加快反应速不改变化学反应的平衡点,只加快反应速 度,在反应中自身无变化。度,在反应中自身无变化。降低反应活化能。降低反应活化能。催化过程和非催化过程中自由能的变化催化过程和非催化过
3、程中自由能的变化(二二)酶作为生物催化剂的特点酶作为生物催化剂的特点酶与一般催化剂相比具有不同点:酶与一般催化剂相比具有不同点:1.1.酶不稳定,易失去催化活性酶不稳定,易失去催化活性 大多数酶是蛋白质,对周围环境敏感易失去活性,反应大多数酶是蛋白质,对周围环境敏感易失去活性,反应在温和条件下进行。在温和条件下进行。2.2.极高的催化效率极高的催化效率 这是酶的突出特点。同一反应,酶催化反应的速度比这是酶的突出特点。同一反应,酶催化反应的速度比一般催化剂的反应速度要大一般催化剂的反应速度要大(10(106 6-10-101313)(二二)酶作为生物催化剂的特点酶作为生物催化剂的特点 3.3.高
4、度专一性高度专一性 酶对其所作用的物质(称为底物)有着严格的选择性。酶对其所作用的物质(称为底物)有着严格的选择性。一种酶只能作用于一些结构近似的化合物,甚至只能作用一种酶只能作用于一些结构近似的化合物,甚至只能作用一种化合物而发生一定的反应。酶对底物的这种严格的选一种化合物而发生一定的反应。酶对底物的这种严格的选择性称为酶的专一性(特异性)。择性称为酶的专一性(特异性)。4.4.酶的催化活性在体内受到调节控制酶的催化活性在体内受到调节控制 由于酶具有特殊的催化功能而其催化活性又极易受环境由于酶具有特殊的催化功能而其催化活性又极易受环境条件的影响发生变化,因而生物体能够通过多方面因素对条件的影
5、响发生变化,因而生物体能够通过多方面因素对酶进行调节和控制。(例:反馈抑制)酶进行调节和控制。(例:反馈抑制)二二、酶的化学本质及其组成酶的化学本质及其组成(P P323323)(一一)酶的化学本质酶的化学本质(二二)酶的化学组成酶的化学组成 (三三)单体酶、寡聚酶、多酶复合体单体酶、寡聚酶、多酶复合体(一一)酶的化学本质酶的化学本质 酶的化学本质酶的化学本质除了具有催化活性的除了具有催化活性的RNARNA之外之外几乎都是蛋白几乎都是蛋白质,其主要依据有:质,其主要依据有:酶水解后的最终产物都是氨基酸,酶能被蛋白酶水解而酶水解后的最终产物都是氨基酸,酶能被蛋白酶水解而失活。失活。酶是具有空间结
6、构的生物大分子,凡是能使蛋白质变性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可以使酶变性失活。的因素都可以使酶变性失活。酶是两性电解质,具有特定的等电点。酶是两性电解质,具有特定的等电点。酶和蛋白质一样,具有不能通过半透膜等胶体性质。酶和蛋白质一样,具有不能通过半透膜等胶体性质。酶也有蛋白质具有的呈色反应。酶也有蛋白质具有的呈色反应。(二二)酶的化学组成酶的化学组成 有些酶组成只有氨基酸,不含其他成分,称之为有些酶组成只有氨基酸,不含其他成分,称之为单纯酶单纯酶。脲酶、胃蛋白酶和核糖核酸酶等一般水解酶都属于单纯酶。脲酶、胃蛋白酶和核糖核酸酶等一般水解酶都属于单纯酶。有些酶除了蛋白
7、质组分外,还含有对热稳定的非蛋白的有些酶除了蛋白质组分外,还含有对热稳定的非蛋白的小分子物质。其蛋白质组分称为小分子物质。其蛋白质组分称为脱辅酶(脱辅酶(apoenzymeapoenzyme或或apoproteinapoprotein),非蛋白的小分子物质称为),非蛋白的小分子物质称为辅因子辅因子(cofactorcofactor)。脱辅酶与辅因子结合后形成的复合物称为。脱辅酶与辅因子结合后形成的复合物称为全酶(全酶(holoenzymeholoenzyme)。即:。即:辅因子辅因子脱辅酶脱辅酶全酶全酶=+辅因子 有有的的酶酶的的辅辅因因子子是是金金属属离离子子,有有的的是是小小分分子子有有机
8、机化化合合物物。有有时时这这两两者者对对酶酶的的活活性性都都是是需需要要的的。通通常常将将这这些些小小分分子子有有机化合物称为辅酶或辅基。机化合物称为辅酶或辅基。通通常常把把与与酶酶蛋蛋白白结结合合比比较较松松弛弛的的,用用透透析析法法可可以以除除去去的的小小分分子子有有机机物物称称为为辅辅酶酶。而而把把那那些些与与酶酶蛋蛋白白结结合合比比较较紧紧密密的,用透析法不易除去的小分子物质称为的,用透析法不易除去的小分子物质称为辅基辅基。金属金属离子离子辅酶辅酶辅基辅基辅因子辅因子(三三)单体酶单体酶、寡聚酶寡聚酶、多酶复合体多酶复合体根据酶蛋白分子的特点,又可将酶分为以下三类:根据酶蛋白分子的特点
9、,又可将酶分为以下三类:1 1、单体酶、单体酶 2 2、寡聚酶、寡聚酶 3 3、多酶复合体、多酶复合体单纯蛋白单纯蛋白 缀合蛋白缀合蛋白单体蛋白单体蛋白 寡聚蛋白寡聚蛋白单纯单纯 酶酶 全全 酶酶单体单体 酶酶 寡寡 聚聚 酶酶单体酶(单体酶(monomeric enzymemonomeric enzyme):):一般由一条肽链组成,也可由多条肽一般由一条肽链组成,也可由多条肽链组成,但链间一定要由二硫键共价连接的酶链组成,但链间一定要由二硫键共价连接的酶称为单体酶。称为单体酶。寡聚酶寡聚酶(oligomeric enzyme)(oligomeric enzyme):有几个或多个亚基组成的酶称
10、为寡聚酶有几个或多个亚基组成的酶称为寡聚酶 多酶复合体多酶复合体(multienzyme complex)(multienzyme complex):几种酶借助非共价键彼此嵌合而成的复合物称为多酶复几种酶借助非共价键彼此嵌合而成的复合物称为多酶复合体或多酶复合物。合体或多酶复合物。多多酶酶复复合合物物一一般般由由2-62-6个个功功能能相相关关的的酶酶组组成成。这这样样更更有有利利于于化化学学反反应应的的进进行行,以以提提高高酶酶的的催催化化效效率率,同同时时便便于于机机体体对对酶酶的的调调控控。多多酶酶复复合合物物的的相相对对分分子子质质量量都都在在几几百百万万以以上上。例如:丙酮酸脱氢酶复
11、合例如:丙酮酸脱氢酶复合体体 脂肪酸合成酶复合脂肪酸合成酶复合体体三三、酶的命名和分类酶的命名和分类(一一)习惯命名法习惯命名法 (二二)国际系统命名法国际系统命名法 (三三)国际系统分类法及酶的编号国际系统分类法及酶的编号 (四四)六大类酶的特征和举例六大类酶的特征和举例(一)习惯命名法19611961年以前,人们对酶的命名多采用习惯命名法,年以前,人们对酶的命名多采用习惯命名法,主要依据两个原则:主要依据两个原则:(一)(一)根据酶作用的底物命名根据酶作用的底物命名,如催化水解淀粉的,如催化水解淀粉的酶叫淀粉酶。酶叫淀粉酶。(二)(二)根据酶催化反应的性质及类型命名根据酶催化反应的性质及类
12、型命名,如水解,如水解酶、氧化酶等。酶、氧化酶等。(二)国际系统命名法 随着越来越多的酶相继被发现,习惯命名法已不能科学随着越来越多的酶相继被发现,习惯命名法已不能科学地区分每一种酶,因此,地区分每一种酶,因此,19611961年国际生化协会酶学委员会年国际生化协会酶学委员会制定了酶的系统命名。制定了酶的系统命名。系统命名原则:系统命名原则:每种酶的名称应标明酶的每种酶的名称应标明酶的底物名字底物名字和和催催化反应的性质化反应的性质。若底物为。若底物为2 2种,则需将种,则需将2 2个底物都列出,中个底物都列出,中间用冒号间用冒号“:”分开。分开。例如,例如,L-L-乳酸:乳酸:NADNAD+
13、氧化还原酶氧化还原酶。(三三)国际系统分类法及酶的编号国际系统分类法及酶的编号19611961年国际生化会议根据酶作用专一性的不同,将酶分年国际生化会议根据酶作用专一性的不同,将酶分为六大类为六大类,分别用分别用1 1、2 2、3 3、4 4、5 5、6 6来表示:来表示:1.1.氧化还原酶类(氧化还原酶类(OxidoreductasesOxidoreductases)2.2.转移酶类(转移酶类(transferasestransferases)3.3.水解酶类(水解酶类(hydrolaseshydrolases)4.4.裂合酶类(裂合酶类(lyaseslyases)5.5.异构酶类(异构酶类
14、(isomerasesisomerases)6.6.连接酶类(连接酶类(ligasesligases或合成酶或合成酶 synthatasessynthatases)上述六大类酶中,每一类分为若干亚类,每一亚类又分上述六大类酶中,每一类分为若干亚类,每一亚类又分为若干亚为若干亚-亚类,每一亚亚类,每一亚-亚类中有若干种酶。因此每一种酶亚类中有若干种酶。因此每一种酶都有一个由都有一个由4 4个(组)数字组成的分类号,数字间由个(组)数字组成的分类号,数字间由“.”隔隔开并在编号前冠以开并在编号前冠以ECEC字样。字样。例如:例如:乳酸脱氢酶的分类号为乳酸脱氢酶的分类号为EC 1.1.1.27EC
15、1.1.1.27 (见(见P P327327表表8-98-9)EC EC 为为 Enzyme Commission Enzyme Commission 酶学委员会缩写。酶学委员会缩写。在酶的在酶的4 4组数字中:组数字中:第一组数字:表示六大类中的哪一类第一组数字:表示六大类中的哪一类第二组数字:表示属于哪一个亚类(作用基团)第二组数字:表示属于哪一个亚类(作用基团)第三组数字:表示属于哪一个亚第三组数字:表示属于哪一个亚-亚类亚类第四组数字:表示在亚第四组数字:表示在亚-亚类中的排号亚类中的排号(四)六大类酶的特征和举例1.1.氧化还原酶类(氧化还原酶类(OxidoreductasesOxi
16、doreductases)2.2.转移酶类(转移酶类(transfersestransferses)3.3.水解酶类(水解酶类(hydrolaseshydrolases)4.4.裂合酶类(裂合酶类(lyaseslyases)5.5.异构酶类(异构酶类(isomerasesisomerases)6.6.连接酶类(连接酶类(ligasesligases)催化氧化还原反应的酶称氧化还原酶催化氧化还原反应的酶称氧化还原酶 包括脱氢酶(包括脱氢酶(dehydrogenasesdehydrogenases)和氧化酶)和氧化酶(oxidasesoxidases)两大类。)两大类。反应通式:反应通式:AHAH
17、2 2+B+B A+BHA+BH2.2.如琥珀酸脱氢酶、乳酸脱氢酶等。如琥珀酸脱氢酶、乳酸脱氢酶等。、氧化还原酶氧化还原酶1.1.氧化还原酶氧化还原酶(脱氢酶脱氢酶)催化氧化还原反应催化氧化还原反应英文1.Oxidoreductases(dehydrogenases)Catalyze oxidation-reduction reactions 中文中文 催化分子间基团转移的酶称转移酶催化分子间基团转移的酶称转移酶 反应通式反应通式:AR+B A+BR 如谷丙转氨酶等。如谷丙转氨酶等。、转移酶转移酶2 2.转移酶转移酶催化基团转移反应催化基团转移反应英文谷丙转氨酶谷丙转氨酶2.Transfera
18、sesCatalyze group transfer reactions中文中文 催化水解反应的酶称水解酶。催化水解反应的酶称水解酶。反应通式:反应通式:AB+H2O AOH+BH 如蛋白酶,淀粉酶等。如蛋白酶,淀粉酶等。3 3、水解酶水解酶3.3.水解酶水解酶 催化水解反应催化水解反应 在这个反应中,水是被转移基团的接纳体。在这个反应中,水是被转移基团的接纳体。英文焦磷酸酶焦磷酸酶3.HydrolasesCatalyze hydrolysis reactions where water is the acceptor of the transferred group中文中文 催催化化从从底底
19、物物移移去去一一个个基基团团而而形形成成双双键键的的反反应应及及其其逆反应的酶。逆反应的酶。反应通式:反应通式:AB A+B 如丙酮酸脱羧酶等。如丙酮酸脱羧酶等。.裂合酶裂合酶4.4.裂合酶裂合酶 催化从底物移去一个基团而形成双键的反应或其逆反应。催化从底物移去一个基团而形成双键的反应或其逆反应。醛缩酶醛缩酶果糖果糖-1,6-1,6-二磷酸二磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮磷酸甘油醛甘油醛-3-3-磷酸磷酸 催化分子异构反应的酶称异构酶。催化分子异构反应的酶称异构酶。反应通式反应通式:A B 如葡糖磷酸异构酶、丙酮酸异构酶等。如葡糖磷酸异构酶、丙酮酸异构酶等。、异构酶异构酶5.5.异构酶异构酶 催化异
20、构反应催化异构反应 英文5.Isomerases Catalyze isomerization reactions 中文中文 与与ATPATP(或或相相应应的的核核苷苷三三磷磷酸酸)的的一一个个磷磷酸酸或或焦焦磷磷酸酸断裂相偶联,催化两个分子合成一个分子的反应。断裂相偶联,催化两个分子合成一个分子的反应。反应通式:反应通式:A+B+ATP AB+ADP+Pi.如谷氨酰胺合成酶等。如谷氨酰胺合成酶等。、连接酶(合成酶)连接酶(合成酶)6.6.连接酶连接酶 (合成酶合成酶)催化连接作用或两底物的连接催化连接作用或两底物的连接作用时需要化学能(如作用时需要化学能(如ATPATP)英文谷氨酰胺合成酶谷
21、氨酰胺合成酶6.Ligases(synthetases)Catalyze ligation,or joining of two substratesRequire chemical energy(e.g.ATP)中文中文四、酶的专一性 (一一)酶的专一性酶的专一性(二二)关于酶作用专一性的假说关于酶作用专一性的假说(一)酶的专一性1 1、结构专一性结构专一性2 2、立体异构专一性、立体异构专一性相对专一性相对专一性绝对专一性绝对专一性 旋光异构专一性旋光异构专一性几何异构专一性几何异构专一性1 1、结构专一性结构专一性(1 1)相对专一性)相对专一性 各种酶对于底物结构的专一性要求是不同的。各
22、种酶对于底物结构的专一性要求是不同的。有些酶有些酶只对底物分子中其所作用的键要求严格,而不管键两端所连只对底物分子中其所作用的键要求严格,而不管键两端所连基团的性质。基团的性质。例如,例如,酯酶酯酶可以水解任何酸与醇所形成的酯,可以水解任何酸与醇所形成的酯,它不受酯键两端基团它不受酯键两端基团R R和和RR的限制。又如的限制。又如二肽酶二肽酶可以水解二肽可以水解二肽的肽键,而不管这个二肽是由哪两种氨基酸组成的。的肽键,而不管这个二肽是由哪两种氨基酸组成的。RCOR+H2ORCOO-+ROH+H+O1 1、结构专一性结构专一性 (2 2)绝对专一性)绝对专一性 还还有有一一些些酶酶具具有有高高度
23、度的的专专一一性性。它它们们对对底底物物的的要要求求很很严严格格,甚甚至至有有时时只只能能催催化化一一种种底底物物,进进行行一一种种化化学学反反应应。例例如如脲脲酶酶只只能能作作用用于于尿尿素素,催催化化其其水水解解产产生生氨氨及及二二氧氧化化碳碳。而对尿素的各种衍生物,一般均不起作用。而对尿素的各种衍生物,一般均不起作用。H2N-C-NH2+H2O 2NH3 +CO2脲酶脲酶O2 2、立体异构专一性立体异构专一性(1 1)旋光异构专一性)旋光异构专一性 几几乎乎所所有有的的酶酶对对于于立立体体异异构构体体都都具具有有高高度度的的专专一一性性。即即酶酶只只能能催催化化一一种种立立体体异异构构体
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 高中生物精品资料 新高考生物精品专题 高中生物课件 高中生物学案 新人教版生物资料 高中生物试卷 高考生物解题指导
限制150内