沈阳药科大学生物化学酶学习教案.pptx

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1、会计学1沈阳药科大学生物化学沈阳药科大学生物化学(shn w hu xu)酶酶第一页，共94页。第一节第一节第一节第一节 酶是生物酶是生物酶是生物酶是生物(shngw)(shngw)(shngw)(shngw)催化剂催化剂催化剂催化剂一、酶的生物一、酶的生物一、酶的生物一、酶的生物(shngw)(shngw)(shngw)(shngw)学意义学意义学意义学意义酶是生物体内一类具有催化活性和特定空间构象酶是生物体内一类具有催化活性和特定空间构象酶是生物体内一类具有催化活性和特定空间构象酶是生物体内一类具有催化活性和特定空间构象的生物大分子，包括蛋白质和核酸。的生物大分子，包括蛋白质和核酸。的生物

2、大分子，包括蛋白质和核酸。的生物大分子，包括蛋白质和核酸。酶的作用特点：酶的作用特点：酶的作用特点：酶的作用特点：酶极易受外界条件影响，容易变性失去催化活性。酶极易受外界条件影响，容易变性失去催化活性。酶极易受外界条件影响，容易变性失去催化活性。酶极易受外界条件影响，容易变性失去催化活性。酶的催化效率非常高酶的催化效率非常高酶的催化效率非常高酶的催化效率非常高酶具有高度的专一性。酶对所作用的物质（底物）酶具有高度的专一性。酶对所作用的物质（底物）酶具有高度的专一性。酶对所作用的物质（底物）酶具有高度的专一性。酶对所作用的物质（底物）具有严格的选择性，一种酶只能作用于某一类或具有严格的选择性，一

3、种酶只能作用于某一类或具有严格的选择性，一种酶只能作用于某一类或具有严格的选择性，一种酶只能作用于某一类或某一种特定的物质。某一种特定的物质。某一种特定的物质。某一种特定的物质。酶的催化活性是受到调节和控制的。酶的催化活性是受到调节和控制的。酶的催化活性是受到调节和控制的。酶的催化活性是受到调节和控制的。酶可以催化某些特异的化学反应，体内某些物质的酶可以催化某些特异的化学反应，体内某些物质的酶可以催化某些特异的化学反应，体内某些物质的酶可以催化某些特异的化学反应，体内某些物质的合成合成合成合成(hchng)(hchng)只能通过酶促反应完成。只能通过酶促反应完成。只能通过酶促反应完成。只能通过

4、酶促反应完成。第1页/共94页第二页，共94页。二、酶作用二、酶作用二、酶作用二、酶作用(zuyng)(zuyng)(zuyng)(zuyng)的专一性的专一性的专一性的专一性一种酶只作用于一类化合物或一一种酶只作用于一类化合物或一定的化学键，以促进一定的化学定的化学键，以促进一定的化学变化，生成一定的产物。变化，生成一定的产物。受酶催化的化合物称为受酶催化的化合物称为(chn wi)酶的底物或作用物。酶的底物或作用物。酶对底物的专一性分为以下几种：酶对底物的专一性分为以下几种：1、立体化学专一性、立体化学专一性 2、非立体化学专一性、非立体化学专一性（1）立体异构专一性）立体异构专一性（2）

5、几何异构专一性）几何异构专一性（1）键专一性）键专一性（2）基团）基团(j tun)专一性专一性（3）绝对专一性）绝对专一性第2页/共94页第三页，共94页。1 1、立体化学、立体化学、立体化学、立体化学(l t(l t hu xu)hu xu)专一性专一性专一性专一性n n立体立体立体立体(lt(lt)化学专一性是从底物的立体化学专一性是从底物的立体化学专一性是从底物的立体化学专一性是从底物的立体(lt(lt)化化化化学性质来考虑的一种专一性。学性质来考虑的一种专一性。学性质来考虑的一种专一性。学性质来考虑的一种专一性。n n（1 1）立体）立体）立体）立体(lt(lt)异构专一性：异构专一

6、性：异构专一性：异构专一性：n n当底物具有立体当底物具有立体当底物具有立体当底物具有立体(lt(lt)异构体时，酶只能作用异构体时，酶只能作用异构体时，酶只能作用异构体时，酶只能作用于其中的一种。于其中的一种。于其中的一种。于其中的一种。n n例例例例1 1：L-L-氨基酸氧化酶只能催化氨基酸氧化酶只能催化氨基酸氧化酶只能催化氨基酸氧化酶只能催化L-L-氨基酸氧化氨基酸氧化氨基酸氧化氨基酸氧化第3页/共94页第四页，共94页。例例例例2 2：精氨酸酶只能催化：精氨酸酶只能催化：精氨酸酶只能催化：精氨酸酶只能催化(cu hu)L-(cu hu)L-精氨酸水解精氨酸水解精氨酸水解精氨酸水解第4页

7、/共94页第五页，共94页。（1 1）立体）立体）立体）立体(lt(lt)异构专一性：异构专一性：异构专一性：异构专一性：底物没有不对称碳原子，产物含有不对称碳原子时，底底物没有不对称碳原子，产物含有不对称碳原子时，底底物没有不对称碳原子，产物含有不对称碳原子时，底底物没有不对称碳原子，产物含有不对称碳原子时，底物受酶催化后只能得到一种立体物受酶催化后只能得到一种立体物受酶催化后只能得到一种立体物受酶催化后只能得到一种立体(lt(lt)异构体。异构体。异构体。异构体。例如：丙酮酸受乳酸脱氢酶催化还原，只产生例如：丙酮酸受乳酸脱氢酶催化还原，只产生例如：丙酮酸受乳酸脱氢酶催化还原，只产生例如：丙

8、酮酸受乳酸脱氢酶催化还原，只产生L-L-乳酸乳酸乳酸乳酸第5页/共94页第六页，共94页。（2 2）几何异构专一性：）几何异构专一性：）几何异构专一性：）几何异构专一性：有些酶对于顺反异构体只能作用于其中有些酶对于顺反异构体只能作用于其中有些酶对于顺反异构体只能作用于其中有些酶对于顺反异构体只能作用于其中(qzhng)(qzhng)之一，称为几何异构专一性。之一，称为几何异构专一性。之一，称为几何异构专一性。之一，称为几何异构专一性。例如：延胡索酸酶催化延胡索酸（反丁烯二酸）例如：延胡索酸酶催化延胡索酸（反丁烯二酸）例如：延胡索酸酶催化延胡索酸（反丁烯二酸）例如：延胡索酸酶催化延胡索酸（反丁烯

9、二酸）加水生成苹果酸。加水生成苹果酸。加水生成苹果酸。加水生成苹果酸。第6页/共94页第七页，共94页。2 2、非立体化学、非立体化学、非立体化学、非立体化学(l t(l t hu xu)hu xu)专一性专一性专一性专一性如果一种酶不具有立体化学专一性，可以从底物如果一种酶不具有立体化学专一性，可以从底物如果一种酶不具有立体化学专一性，可以从底物如果一种酶不具有立体化学专一性，可以从底物的化学键及其组成基团来考虑专一性。的化学键及其组成基团来考虑专一性。的化学键及其组成基团来考虑专一性。的化学键及其组成基团来考虑专一性。如果以如果以如果以如果以A-BA-B为底物，可以认为它是由三部分组成为底

10、物，可以认为它是由三部分组成为底物，可以认为它是由三部分组成为底物，可以认为它是由三部分组成的：的：的：的：A A、B B及它们之间的连接键。及它们之间的连接键。及它们之间的连接键。及它们之间的连接键。根据酶对它们的选择性程度将非立体化学专一性根据酶对它们的选择性程度将非立体化学专一性根据酶对它们的选择性程度将非立体化学专一性根据酶对它们的选择性程度将非立体化学专一性分成三类分成三类分成三类分成三类(sn li)(sn li)：（1 1）键专一性）键专一性）键专一性）键专一性（2 2）基团专一性）基团专一性）基团专一性）基团专一性（3 3）绝对专一性）绝对专一性）绝对专一性）绝对专一性第7页/

11、共94页第八页，共94页。（1 1）键专一性）键专一性）键专一性）键专一性n n在键专一性中，对酶来说，重要在键专一性中，对酶来说，重要在键专一性中，对酶来说，重要在键专一性中，对酶来说，重要(zhngyo)(zhngyo)的是连接的是连接的是连接的是连接A A和和和和B B的键必的键必的键必的键必须正确。须正确。须正确。须正确。n n例如：酯酶的作用键必须是酯键，而对构成酯键的酸、醇（或酚）例如：酯酶的作用键必须是酯键，而对构成酯键的酸、醇（或酚）例如：酯酶的作用键必须是酯键，而对构成酯键的酸、醇（或酚）例如：酯酶的作用键必须是酯键，而对构成酯键的酸、醇（或酚）没有严格要求。没有严格要求。没

12、有严格要求。没有严格要求。第8页/共94页第九页，共94页。（2 2）基团）基团）基团）基团(j tun)(j tun)专一性专一性专一性专一性n n又称为相对专一性又称为相对专一性又称为相对专一性又称为相对专一性n n具有基团专一性的酶除了要求有正确的化学键具有基团专一性的酶除了要求有正确的化学键具有基团专一性的酶除了要求有正确的化学键具有基团专一性的酶除了要求有正确的化学键之外，还需要基团之外，还需要基团之外，还需要基团之外，还需要基团A A和和和和B B中一侧必须正确。中一侧必须正确。中一侧必须正确。中一侧必须正确。n n例如：胰蛋白酶水解肽键例如：胰蛋白酶水解肽键例如：胰蛋白酶水解肽键

13、例如：胰蛋白酶水解肽键(ti jin)(ti jin)，肽键，肽键，肽键，肽键(ti jin)(ti jin)的羰基由精氨酸或赖氨酸提供。的羰基由精氨酸或赖氨酸提供。的羰基由精氨酸或赖氨酸提供。的羰基由精氨酸或赖氨酸提供。第9页/共94页第十页，共94页。（3 3）绝对）绝对）绝对）绝对(judu)(judu)专一性专一性专一性专一性n n具有绝对专一性的酶要求底物的键和具有绝对专一性的酶要求底物的键和具有绝对专一性的酶要求底物的键和具有绝对专一性的酶要求底物的键和A A、B B都必须严格正确都必须严格正确都必须严格正确都必须严格正确(zhngqu)(zhngqu)，否则，否则，否则，否则不能

14、作用。不能作用。不能作用。不能作用。n n例如脲酶只能催化尿素水解，而对其他物质不作用，即使是衍生物也不可以。例如脲酶只能催化尿素水解，而对其他物质不作用，即使是衍生物也不可以。例如脲酶只能催化尿素水解，而对其他物质不作用，即使是衍生物也不可以。例如脲酶只能催化尿素水解，而对其他物质不作用，即使是衍生物也不可以。第10页/共94页第十一页，共94页。酶作用酶作用酶作用酶作用(zuyng)(zuyng)专一性的机制专一性的机制专一性的机制专一性的机制n n为解释酶作用的专一性，为解释酶作用的专一性，为解释酶作用的专一性，为解释酶作用的专一性，FischerFischer曾经提出曾经提出曾经提出曾

15、经提出“锁钥锁钥锁钥锁钥学说学说学说学说(xu shu)”(xu shu)”，认为酶与底物之间的结构就像，认为酶与底物之间的结构就像，认为酶与底物之间的结构就像，认为酶与底物之间的结构就像一把钥匙插入到一把锁中去一样有严格的互补关一把钥匙插入到一把锁中去一样有严格的互补关一把钥匙插入到一把锁中去一样有严格的互补关一把钥匙插入到一把锁中去一样有严格的互补关系。系。系。系。Koshland提出提出“诱导契诱导契合合”学说学说(xu shu)：酶：酶分子与底物的契合是动分子与底物的契合是动态的，当酶分子与底物态的，当酶分子与底物接近时，酶蛋白受底物接近时，酶蛋白受底物分子的诱导，其构象发分子的诱导，

16、其构象发生有利于同底物结合的生有利于同底物结合的变化，酶与底物在此基变化，酶与底物在此基础上互补契合，进行反础上互补契合，进行反应。应。第11页/共94页第十二页，共94页。三、酶的分类三、酶的分类三、酶的分类三、酶的分类(fn li)(fn li)(fn li)(fn li)与命名与命名与命名与命名（一）酶的分类（一）酶的分类（一）酶的分类（一）酶的分类(fn li)(fn li)(fn li)(fn li)依据依据依据依据(yj)(yj)国际酶学委员会（国际酶学委员会（国际酶学委员会（国际酶学委员会（IECIEC）的规定，按照催化反应的类型可）的规定，按照催化反应的类型可）的规定，按照催化

17、反应的类型可）的规定，按照催化反应的类型可分六大类：分六大类：分六大类：分六大类：（1 1）氧化还原酶类）氧化还原酶类）氧化还原酶类）氧化还原酶类(oxidoreductases)(oxidoreductases)：催化氧化还原反应：催化氧化还原反应：催化氧化还原反应：催化氧化还原反应（2 2）转移酶类）转移酶类）转移酶类）转移酶类(tranferases)(tranferases)：催化功能基团的转移反应：催化功能基团的转移反应：催化功能基团的转移反应：催化功能基团的转移反应（3 3）水解酶类）水解酶类）水解酶类）水解酶类(hydrolases)(hydrolases)：催化水解的反应：催化

18、水解的反应：催化水解的反应：催化水解的反应（4 4）裂合酶类）裂合酶类）裂合酶类）裂合酶类(lyases)(lyases)：催化水、氨或二氧化碳的去除或加入：催化水、氨或二氧化碳的去除或加入：催化水、氨或二氧化碳的去除或加入：催化水、氨或二氧化碳的去除或加入（5 5）异构酶类）异构酶类）异构酶类）异构酶类(isomerases)(isomerases)：催化各种类型的异构作用：催化各种类型的异构作用：催化各种类型的异构作用：催化各种类型的异构作用（6 6）合成酶类）合成酶类）合成酶类）合成酶类(ligases)(ligases)：催化消耗：催化消耗：催化消耗：催化消耗ATPATP的成键反应的成

19、键反应的成键反应的成键反应第12页/共94页第十三页，共94页。（二）酶的命名（二）酶的命名（二）酶的命名（二）酶的命名(mng mng)(mng mng)1 1、习惯命名法、习惯命名法、习惯命名法、习惯命名法（1 1）一般采用底物加反应类型而命名，如蛋白）一般采用底物加反应类型而命名，如蛋白）一般采用底物加反应类型而命名，如蛋白）一般采用底物加反应类型而命名，如蛋白水解酶、乳酸水解酶、乳酸水解酶、乳酸水解酶、乳酸(r(r sun)sun)脱氢酶、磷酸己糖异构脱氢酶、磷酸己糖异构脱氢酶、磷酸己糖异构脱氢酶、磷酸己糖异构酶等。酶等。酶等。酶等。（2 2）对于水解酶类，只用底物名称，如蔗糖酶、）对

20、于水解酶类，只用底物名称，如蔗糖酶、）对于水解酶类，只用底物名称，如蔗糖酶、）对于水解酶类，只用底物名称，如蔗糖酶、胆碱酯酶、蛋白酶等。胆碱酯酶、蛋白酶等。胆碱酯酶、蛋白酶等。胆碱酯酶、蛋白酶等。（3 3）有时在底物名称前面加上酶的来源，如血）有时在底物名称前面加上酶的来源，如血）有时在底物名称前面加上酶的来源，如血）有时在底物名称前面加上酶的来源，如血清谷氨酸清谷氨酸清谷氨酸清谷氨酸-丙酮酸转氨酶、唾液淀粉酶等。丙酮酸转氨酶、唾液淀粉酶等。丙酮酸转氨酶、唾液淀粉酶等。丙酮酸转氨酶、唾液淀粉酶等。第13页/共94页第十四页，共94页。2 2、系统、系统、系统、系统(xt(xt ng)ng)命名

21、法命名法命名法命名法n n国际酶学委员会规定系统命名法，它包括酶的系统国际酶学委员会规定系统命名法，它包括酶的系统国际酶学委员会规定系统命名法，它包括酶的系统国际酶学委员会规定系统命名法，它包括酶的系统名称和名称和名称和名称和4 4个用数字分类的酶编号个用数字分类的酶编号个用数字分类的酶编号个用数字分类的酶编号(bin ho)(bin ho)。n n例如：例如：例如：例如：ATP：葡萄糖磷酸转移酶：葡萄糖磷酸转移酶E.C 表示按照表示按照(nzho)国际酶学委员会的规定命名，国际酶学委员会的规定命名，第一个数字表示酶的分类（第一个数字表示酶的分类（2为转移酶类），为转移酶类），后面数之分别表示

22、亚类、亚亚类及其编号。后面数之分别表示亚类、亚亚类及其编号。第14页/共94页第十五页，共94页。第二节第二节第二节第二节 酶的结构酶的结构酶的结构酶的结构(jigu)(jigu)(jigu)(jigu)与功能与功能与功能与功能一、酶的化学组成一、酶的化学组成一、酶的化学组成一、酶的化学组成根据酶蛋白的特点和分子根据酶蛋白的特点和分子根据酶蛋白的特点和分子根据酶蛋白的特点和分子(fnz(fnz)大小，酶可以分成三大小，酶可以分成三大小，酶可以分成三大小，酶可以分成三类类类类1 1、单体酶、单体酶、单体酶、单体酶 2 2、寡聚酶、寡聚酶、寡聚酶、寡聚酶3 3、多酶体系、多酶体系、多酶体系、多酶体

23、系 只有一条只有一条(y tio)多肽链。多肽链。如：核糖核酸酶、胰蛋白酶和溶菌酶等。如：核糖核酸酶、胰蛋白酶和溶菌酶等。多条多肽链组成，多肽链之间非共价键结合。多条多肽链组成，多肽链之间非共价键结合。几种酶彼此嵌合形成的复合体几种酶彼此嵌合形成的复合体第15页/共94页第十六页，共94页。根据根据根据根据(gnj)(gnj)酶的组成成份，将酶分成两类：酶的组成成份，将酶分成两类：酶的组成成份，将酶分成两类：酶的组成成份，将酶分成两类：（1 1）单纯）单纯）单纯）单纯(dnchn)(dnchn)酶酶酶酶（2 2）结合酶）结合酶）结合酶）结合酶第16页/共94页第十七页，共94页。（1 1）单纯

24、）单纯）单纯）单纯(dnchn)(dnchn)酶酶酶酶由蛋白质构成；由蛋白质构成；由蛋白质构成；由蛋白质构成；酶的活性仅仅酶的活性仅仅酶的活性仅仅酶的活性仅仅(j(j njnj n)n)决定于蛋白质的结构；决定于蛋白质的结构；决定于蛋白质的结构；决定于蛋白质的结构；主要是一些水解酶类，例如淀粉酶、蛋白酶、脂肪主要是一些水解酶类，例如淀粉酶、蛋白酶、脂肪主要是一些水解酶类，例如淀粉酶、蛋白酶、脂肪主要是一些水解酶类，例如淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶、脲酶等。酶、纤维素酶、脲酶等。酶、纤维素酶、脲酶等。酶、纤维素酶、脲酶等。第17页/共94页第十八页，共94页。（2 2）结合）结合）结合）结合

25、(jih)(jih)酶酶酶酶酶结构中除了含有蛋白质之外，还含有非蛋白酶结构中除了含有蛋白质之外，还含有非蛋白酶结构中除了含有蛋白质之外，还含有非蛋白酶结构中除了含有蛋白质之外，还含有非蛋白组分组分组分组分(z(z fn)fn)；大多数氧化还原酶类属于结合酶；大多数氧化还原酶类属于结合酶；大多数氧化还原酶类属于结合酶；大多数氧化还原酶类属于结合酶；起催化作用的蛋白质部分称为酶蛋白，其他部起催化作用的蛋白质部分称为酶蛋白，其他部起催化作用的蛋白质部分称为酶蛋白，其他部起催化作用的蛋白质部分称为酶蛋白，其他部分统称为辅助因子，两者结合成完整的分子称分统称为辅助因子，两者结合成完整的分子称分统称为辅助

26、因子，两者结合成完整的分子称分统称为辅助因子，两者结合成完整的分子称为全酶。为全酶。为全酶。为全酶。第18页/共94页第十九页，共94页。二、酶的辅助因子二、酶的辅助因子二、酶的辅助因子二、酶的辅助因子n n体内酶的种类很多，而辅助因子的种类却很少。体内酶的种类很多，而辅助因子的种类却很少。体内酶的种类很多，而辅助因子的种类却很少。体内酶的种类很多，而辅助因子的种类却很少。n n一种酶蛋白只能与一种辅助因子结合，酶蛋白决定酶催化的专一性一种酶蛋白只能与一种辅助因子结合，酶蛋白决定酶催化的专一性一种酶蛋白只能与一种辅助因子结合，酶蛋白决定酶催化的专一性一种酶蛋白只能与一种辅助因子结合，酶蛋白决定

27、酶催化的专一性和高效性。和高效性。和高效性。和高效性。n n一种辅助因子能与不同的酶蛋白结合，在酶促反应中起传递氢、电一种辅助因子能与不同的酶蛋白结合，在酶促反应中起传递氢、电一种辅助因子能与不同的酶蛋白结合，在酶促反应中起传递氢、电一种辅助因子能与不同的酶蛋白结合，在酶促反应中起传递氢、电子子子子(dinz(dinz)和某些化学基团的作用，辅助因子决定酶促反应的类和某些化学基团的作用，辅助因子决定酶促反应的类和某些化学基团的作用，辅助因子决定酶促反应的类和某些化学基团的作用，辅助因子决定酶促反应的类型。型。型。型。第19页/共94页第二十页，共94页。二、酶的辅助因子二、酶的辅助因子二、酶的

28、辅助因子二、酶的辅助因子n n按照辅助因子与酶蛋白结合的牢固程度按照辅助因子与酶蛋白结合的牢固程度按照辅助因子与酶蛋白结合的牢固程度按照辅助因子与酶蛋白结合的牢固程度(chngd)(chngd)，将酶的辅助因子分成两类：将酶的辅助因子分成两类：将酶的辅助因子分成两类：将酶的辅助因子分成两类：n n（1 1）辅酶）辅酶）辅酶）辅酶n n（2 2）辅基）辅基）辅基）辅基 与酶蛋白与酶蛋白(dnbi)结合比较疏松（一般为非共价结合），结合比较疏松（一般为非共价结合），可以用透析的方法除去可以用透析的方法除去 与酶蛋白与酶蛋白(dnbi)结合牢固（一般为共价结合），不能结合牢固（一般为共价结合），不能

29、用透析的方法除去用透析的方法除去第20页/共94页第二十一页，共94页。二、酶的辅助因子二、酶的辅助因子二、酶的辅助因子二、酶的辅助因子n n按照辅助因子的化学本质按照辅助因子的化学本质按照辅助因子的化学本质按照辅助因子的化学本质(bnzh)(bnzh)，将酶的辅助因子分成三类：，将酶的辅助因子分成三类：，将酶的辅助因子分成三类：，将酶的辅助因子分成三类：n n（1 1）无机金属元素）无机金属元素）无机金属元素）无机金属元素n n（2 2）小分子有机物）小分子有机物）小分子有机物）小分子有机物n n（3 3）蛋白质辅酶）蛋白质辅酶）蛋白质辅酶）蛋白质辅酶第21页/共94页第二十二页，共94页。

30、（一）无机（一）无机（一）无机（一）无机(wj)(wj)离子对酶的作用离子对酶的作用离子对酶的作用离子对酶的作用n n有些酶本质有些酶本质有些酶本质有些酶本质(bnzh)(bnzh)是金属蛋白质，金属蛋白与酶蛋白牢固结合。是金属蛋白质，金属蛋白与酶蛋白牢固结合。是金属蛋白质，金属蛋白与酶蛋白牢固结合。是金属蛋白质，金属蛋白与酶蛋白牢固结合。n n有些酶本身不含有金属离子，必须加入金属离子才有活性，称为金有些酶本身不含有金属离子，必须加入金属离子才有活性，称为金有些酶本身不含有金属离子，必须加入金属离子才有活性，称为金有些酶本身不含有金属离子，必须加入金属离子才有活性，称为金属活化酶。属活化酶。

31、属活化酶。属活化酶。第22页/共94页第二十三页，共94页。（一）无机离子（一）无机离子（一）无机离子（一）无机离子(lz(lz)对酶的作用对酶的作用对酶的作用对酶的作用n n无机离子的作用主要有下面几个方面：无机离子的作用主要有下面几个方面：无机离子的作用主要有下面几个方面：无机离子的作用主要有下面几个方面：n n（1 1）维持）维持）维持）维持(wich)(wich)酶分子的活性构象，甚至参与活性中酶分子的活性构象，甚至参与活性中酶分子的活性构象，甚至参与活性中酶分子的活性构象，甚至参与活性中心；心；心；心；n n（2 2）通过本身的氧化还原传递电子；）通过本身的氧化还原传递电子；）通过本

32、身的氧化还原传递电子；）通过本身的氧化还原传递电子；n n（3 3）将酶与底物连接起来；）将酶与底物连接起来；）将酶与底物连接起来；）将酶与底物连接起来；n n（4 4）所带电荷可以影响酶的活性。）所带电荷可以影响酶的活性。）所带电荷可以影响酶的活性。）所带电荷可以影响酶的活性。第23页/共94页第二十四页，共94页。表表表表5-1 5-1 酶分子中含有或需要酶分子中含有或需要酶分子中含有或需要酶分子中含有或需要(xyo)(xyo)的无机元素举例的无机元素举例的无机元素举例的无机元素举例无机元素无机元素酶酶无机元素无机元素酶酶Fe2+或或Fe 3+细胞色素细胞色素Ca2+淀粉酶淀粉酶（也需（也

33、需Cl）Cu2+细胞色素氧细胞色素氧化酶化酶K+丙酮酸激酶丙酮酸激酶（也需（也需Mn2+或或Mg2+）Zn2+羧基肽酶羧基肽酶Na+质膜质膜ATP酶酶（也需（也需K+及及Mg2+）Mg2+己糖激酶己糖激酶Mo 3+黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶Mn2+精氨酸酶精氨酸酶Se谷胱甘肽过氧化物酶谷胱甘肽过氧化物酶第24页/共94页第二十五页，共94页。（二）维生素与辅助因子的关系（二）维生素与辅助因子的关系（二）维生素与辅助因子的关系（二）维生素与辅助因子的关系(gun x)(gun x)B族维生素族维生素酶酶辅助因子形式辅助因子形式辅助因子的作用辅助因子的作用硫胺素硫胺素 酮酸酮酸 脱羧酶脱羧酶焦磷酸硫

34、胺素焦磷酸硫胺素(LTPP)酮酸氧化脱羧酮酸氧化脱羧酮基转移酮基转移硫辛酸硫辛酸 酮酸酮酸 脱氢酶系脱氢酶系二硫辛酸二硫辛酸酮酸氧化脱羧酮酸氧化脱羧泛酸泛酸乙酰化酶乙酰化酶辅酶辅酶A(CoA)转移酰基转移酰基核黄素核黄素(B2)各种黄酶各种黄酶黄素单核苷酸黄素单核苷酸(FMN)黄素腺嘌呤二核黄素腺嘌呤二核苷酸苷酸(FAD)传递氢原子传递氢原子第25页/共94页第二十六页，共94页。（二）维生素与辅助因子的关系（二）维生素与辅助因子的关系（二）维生素与辅助因子的关系（二）维生素与辅助因子的关系(gun x)(gun x)B族维生素族维生素酶酶辅助因子形式辅助因子形式辅因子的作用辅因子的作用尼克酰

35、胺尼克酰胺(PP)多种脱氢酶多种脱氢酶尼克酰胺腺嘌尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸呤二核苷酸(NAD+)尼克酰胺腺嘌尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷呤二核苷酸磷酸酸(NADP+)传递氢原子传递氢原子生物素生物素(H)羧化酶羧化酶生物素生物素传递传递CO2叶酸叶酸甲基转移酶甲基转移酶四氢叶酸四氢叶酸“一碳基团一碳基团”转移转移钴胺素钴胺素(B12)甲基转移酶甲基转移酶5-甲基钴胺素甲基钴胺素 5-脱氧腺苷钴脱氧腺苷钴胺素胺素甲基转移甲基转移吡哆醛吡哆醛(B6)转氨酶转氨酶磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛转氨、脱羧、消转氨、脱羧、消旋反应旋反应第26页/共94页第二十七页，共94页。（三）蛋白质类辅酶（三）蛋白质类辅酶（三）蛋

36、白质类辅酶（三）蛋白质类辅酶(f(f mi)mi)n n酶中某些蛋白质不起催化作用，但是也是酶活性所必酶中某些蛋白质不起催化作用，但是也是酶活性所必酶中某些蛋白质不起催化作用，但是也是酶活性所必酶中某些蛋白质不起催化作用，但是也是酶活性所必需的，称为需的，称为需的，称为需的，称为(chn(chn wi)wi)蛋白质类辅酶。蛋白质类辅酶。蛋白质类辅酶。蛋白质类辅酶。n n例如：硫氧还蛋白是核糖核苷酸还原酶的辅酶。例如：硫氧还蛋白是核糖核苷酸还原酶的辅酶。例如：硫氧还蛋白是核糖核苷酸还原酶的辅酶。例如：硫氧还蛋白是核糖核苷酸还原酶的辅酶。第27页/共94页第二十八页，共94页。三、酶的结构与功能三

37、、酶的结构与功能三、酶的结构与功能三、酶的结构与功能(gngnng)(gngnng)(gngnng)(gngnng)（一）酶的活性中心和必需基团（一）酶的活性中心和必需基团（一）酶的活性中心和必需基团（一）酶的活性中心和必需基团n n酶的活性中心是酶与底物结合并且发挥催化作用的酶的活性中心是酶与底物结合并且发挥催化作用的酶的活性中心是酶与底物结合并且发挥催化作用的酶的活性中心是酶与底物结合并且发挥催化作用的部位，又称为活性部位。部位，又称为活性部位。部位，又称为活性部位。部位，又称为活性部位。n n酶活性中心内的一些化学基团，是酶发挥催化作用酶活性中心内的一些化学基团，是酶发挥催化作用酶活性中

38、心内的一些化学基团，是酶发挥催化作用酶活性中心内的一些化学基团，是酶发挥催化作用与底物直接作用的有效基团，称为活性中心内的必与底物直接作用的有效基团，称为活性中心内的必与底物直接作用的有效基团，称为活性中心内的必与底物直接作用的有效基团，称为活性中心内的必需基团；酶活性中心外一些基团与维持整个分子需基团；酶活性中心外一些基团与维持整个分子需基团；酶活性中心外一些基团与维持整个分子需基团；酶活性中心外一些基团与维持整个分子(fnz(fnz)的空间构象有关，这些基团称为活性中心外的空间构象有关，这些基团称为活性中心外的空间构象有关，这些基团称为活性中心外的空间构象有关，这些基团称为活性中心外的必需

39、基团。的必需基团。的必需基团。的必需基团。n n就功能而论，活性部位内的几个氨基酸侧链，又可就功能而论，活性部位内的几个氨基酸侧链，又可就功能而论，活性部位内的几个氨基酸侧链，又可就功能而论，活性部位内的几个氨基酸侧链，又可以分为底物结合部位和催化部位。以分为底物结合部位和催化部位。以分为底物结合部位和催化部位。以分为底物结合部位和催化部位。第28页/共94页第二十九页，共94页。图图图图5-3 5-3 胰凝乳胰凝乳胰凝乳胰凝乳(nn(nn r r)蛋白酶活性部位示意图蛋白酶活性部位示意图蛋白酶活性部位示意图蛋白酶活性部位示意图第29页/共94页第三十页，共94页。（二）酶的活性中心与酶作用（

40、二）酶的活性中心与酶作用（二）酶的活性中心与酶作用（二）酶的活性中心与酶作用(zuyng)(zuyng)的的的的专一性专一性专一性专一性n n酶作用的专一性主要取决于酶活性中心的结构特异性。酶作用的专一性主要取决于酶活性中心的结构特异性。酶作用的专一性主要取决于酶活性中心的结构特异性。酶作用的专一性主要取决于酶活性中心的结构特异性。n n例如：胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶例如：胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶例如：胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶例如：胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶n n胰蛋白酶水解酸性胰蛋白酶水解酸性胰蛋白酶水解酸性胰蛋白酶水解酸性(sun xn(sun xn)氨基酸（氨基酸（氨基酸（氨基酸（LysLys、H

41、isHis）羧）羧）羧）羧基肽键基肽键基肽键基肽键n n胰凝乳蛋白酶水解芳香族氨基酸（胰凝乳蛋白酶水解芳香族氨基酸（胰凝乳蛋白酶水解芳香族氨基酸（胰凝乳蛋白酶水解芳香族氨基酸（PhePhe、TyrTyr、TrpTrp）羧基肽键。羧基肽键。羧基肽键。羧基肽键。Asp第30页/共94页第三十一页，共94页。（三）空间结构与催化活性（三）空间结构与催化活性（三）空间结构与催化活性（三）空间结构与催化活性n n酶的活性不仅与一级结构有关酶的活性不仅与一级结构有关酶的活性不仅与一级结构有关酶的活性不仅与一级结构有关(y(y ugun)ugun)，并且，并且，并且，并且与其空间结构紧密相关，因为活性中心需

42、要借与其空间结构紧密相关，因为活性中心需要借与其空间结构紧密相关，因为活性中心需要借与其空间结构紧密相关，因为活性中心需要借助于一定的空间结构才能得以维持。助于一定的空间结构才能得以维持。助于一定的空间结构才能得以维持。助于一定的空间结构才能得以维持。n n保持酶活性中心的空间结构是维持酶活性所必保持酶活性中心的空间结构是维持酶活性所必保持酶活性中心的空间结构是维持酶活性所必保持酶活性中心的空间结构是维持酶活性所必需的。需的。需的。需的。第31页/共94页第三十二页，共94页。（四）酶原（四）酶原（四）酶原（四）酶原(mi yun)(mi yun)的激活的激活的激活的激活n n某些酶在细胞中合

43、成或初分泌时没有某些酶在细胞中合成或初分泌时没有某些酶在细胞中合成或初分泌时没有某些酶在细胞中合成或初分泌时没有(mi y(mi y u)u)活性，这些没有活性，这些没有活性，这些没有活性，这些没有(mi y(mi y u)u)活性的酶的前身称为酶原，使酶原转变成有活性的酶活性的酶的前身称为酶原，使酶原转变成有活性的酶活性的酶的前身称为酶原，使酶原转变成有活性的酶活性的酶的前身称为酶原，使酶原转变成有活性的酶的作用称为酶原激活。的作用称为酶原激活。的作用称为酶原激活。的作用称为酶原激活。酶原激活机制酶原激活机制主要主要(zhyo)是分子内肽链是分子内肽链的一处或多处的一处或多处断裂，同时使断裂

44、，同时使分子构象发生分子构象发生一定程度的改一定程度的改变，从而形成变，从而形成酶活性中心所酶活性中心所必需的构象。必需的构象。第32页/共94页第三十三页，共94页。第三节第三节第三节第三节 酶的作用机制酶的作用机制酶的作用机制酶的作用机制(jzh)(jzh)(jzh)(jzh)一、酶能显著降低反应活化能一、酶能显著降低反应活化能一、酶能显著降低反应活化能一、酶能显著降低反应活化能n n酶能显著降低活化能，所以表现出高度酶能显著降低活化能，所以表现出高度酶能显著降低活化能，所以表现出高度酶能显著降低活化能，所以表现出高度(god)(god)的催化效的催化效的催化效的催化效率。率。率。率。第3

45、3页/共94页第三十四页，共94页。二、中间复合物学说二、中间复合物学说二、中间复合物学说二、中间复合物学说(xu shu)(xu shu)与酶作用的与酶作用的与酶作用的与酶作用的过渡态过渡态过渡态过渡态n n由于酶与底物结合形成中间复合物，导致酶分子内由于酶与底物结合形成中间复合物，导致酶分子内由于酶与底物结合形成中间复合物，导致酶分子内由于酶与底物结合形成中间复合物，导致酶分子内的某些化学键发生极化呈现的某些化学键发生极化呈现的某些化学键发生极化呈现的某些化学键发生极化呈现(chngxin)(chngxin)不稳定状不稳定状不稳定状不稳定状态（过渡态），大大降低了反应的活化能，加速反态（过

46、渡态），大大降低了反应的活化能，加速反态（过渡态），大大降低了反应的活化能，加速反态（过渡态），大大降低了反应的活化能，加速反应的进行。应的进行。应的进行。应的进行。n n酶与底物结合形成中间复合物是一种非共价结合，酶与底物结合形成中间复合物是一种非共价结合，酶与底物结合形成中间复合物是一种非共价结合，酶与底物结合形成中间复合物是一种非共价结合，依靠氢键、离子键、盐键和范德华力等次级键来维依靠氢键、离子键、盐键和范德华力等次级键来维依靠氢键、离子键、盐键和范德华力等次级键来维依靠氢键、离子键、盐键和范德华力等次级键来维持。持。持。持。第34页/共94页第三十五页，共94页。三、酶作用三、酶作用

47、三、酶作用三、酶作用(zuyng)(zuyng)(zuyng)(zuyng)高效率的机制高效率的机制高效率的机制高效率的机制（一）底物的（一）底物的（一）底物的（一）底物的“趋近趋近趋近趋近”和和和和“定向定向定向定向”效应效应效应效应(xioyng)(xioyng)（二）底物变性和张力作用（二）底物变性和张力作用（二）底物变性和张力作用（二）底物变性和张力作用（三）共价催化作用（三）共价催化作用（三）共价催化作用（三）共价催化作用（四）酸碱催化作用（四）酸碱催化作用（四）酸碱催化作用（四）酸碱催化作用第35页/共94页第三十六页，共94页。（一）底物（一）底物（一）底物（一）底物(d w)(

48、d w)(d w)(d w)的的的的“趋近趋近趋近趋近”和和和和“定向定向定向定向”效应效应效应效应n n“趋近趋近趋近趋近”效应是指效应是指效应是指效应是指A A和和和和B B两个底物分子结合在酶分子表面的两个底物分子结合在酶分子表面的两个底物分子结合在酶分子表面的两个底物分子结合在酶分子表面的某一狭小的局部区域，其反应基团相互靠近。某一狭小的局部区域，其反应基团相互靠近。某一狭小的局部区域，其反应基团相互靠近。某一狭小的局部区域，其反应基团相互靠近。n n酶可以使反应物在其表面对着特定的基团几何定向酶可以使反应物在其表面对着特定的基团几何定向酶可以使反应物在其表面对着特定的基团几何定向酶可

49、以使反应物在其表面对着特定的基团几何定向(dn(dn xinxin)，即具有，即具有，即具有，即具有“定向定向定向定向(dn(dn xin xin)”)”效应。效应。效应。效应。n n这两种效应，使分子间的反应类似与分子内的反应。这两种效应，使分子间的反应类似与分子内的反应。这两种效应，使分子间的反应类似与分子内的反应。这两种效应，使分子间的反应类似与分子内的反应。第36页/共94页第三十七页，共94页。（二）底物变形（二）底物变形（二）底物变形（二）底物变形(bin xng)(bin xng)与张力作用与张力作用与张力作用与张力作用n n酶与底物结合后，使底物的敏感键发生变形。酶与底物结合后

50、，使底物的敏感键发生变形。酶与底物结合后，使底物的敏感键发生变形。酶与底物结合后，使底物的敏感键发生变形。n n由于底物的诱导，酶分子的构象也会发生变化，对由于底物的诱导，酶分子的构象也会发生变化，对由于底物的诱导，酶分子的构象也会发生变化，对由于底物的诱导，酶分子的构象也会发生变化，对底物产生张力底物产生张力底物产生张力底物产生张力(zhngl)(zhngl)作用使底物扭曲。作用使底物扭曲。作用使底物扭曲。作用使底物扭曲。第37页/共94页第三十八页，共94页。n n某些酶与底物结合形成反应活性很高的共价中某些酶与底物结合形成反应活性很高的共价中某些酶与底物结合形成反应活性很高的共价中某些酶