西华大学：《生物化学》课程教学资源（PPT课件）第六章 酶

第六章酶 第一节概述 第二节酶的命名与分类 第三节酶分子的组成与结构 第四节酶催化作用的机制 第五节酶促反应动力学 第七节酶工程简介 本课件由西华大学生物工程学院车振明制作

第六章 酶 第一节 概述 第二节 酶的命名与分类 第三节 酶分子的组成与结构 第四节 酶催化作用的机制 第五节 酶促反应动力学 第七节 酶工程简介 本课件由西华大学生物工程学院车振明制作

第一节概述 酶是生物催化剂 (一)酶的定义 3.胞外酶与胞内酶 酶虽是由细胞产生的,但弄非必须在 细胞内才能起作用,有些酶被分逊到细 胞外才发生作用。这类酶称“胞外 酶”。大部分酶在细胞内起催化作用 称为“胞内酶”。 ●●●

第一节 概述 1.概念：酶（Enzyme）：是生物活细 胞产生的，以蛋白质为主要成分的生 物催化剂。 2.生物催化剂 一、酶是生物催化剂 …… 克隆酶、遗传修饰酶蛋 白质工程新酶 生物催化剂 （Biocatalyst） 蛋白质类 (天然酶、生物工程酶) 核酸类 模拟生物催化剂 3.胞外酶与胞内酶 酶虽是由细胞产生的,但并非必须在 细胞内才能起作用,有些酶被分泌到细 胞外才发生作用。这类酶称“胞外 酶”。大部分酶在细胞内起催化作用 称为“胞内酶” 。 （一）酶的定义

(二)酶的化学本质 1.酶是蛋白质 酶具有蛋白质的特性如:两性解离 胶体性质、加热使酶变性、颜色反应 等 酶可以被蛋白酶水解而丧失话性; 许多酶的氨基酸顺序已被冽定; 1969年人工合成了牛胰核糖核酸酶

（二）酶的化学本质 1.酶是蛋白质 1926年Sumner第一次从刀豆种子中提 取了脲酶结晶，证明其具有蛋白质性 质。30年代，Northrop又分离出结晶 的胃蛋白酶、胰蛋白酶及胰凝乳蛋白 酶，证明酶的化学本质是蛋白质。 ❖酶具有蛋白质的特性如：两性解离、 胶体性质、加热使酶变性、颜色反应 等； ❖酶可以被蛋白酶水解而丧失活性； ❖许多酶的氨基酸顺序已被测定； ❖1969年人工合成了牛胰核糖核酸酶

2、 Ribozyme的化学本质是RNA 在巳鉴定过的数千种酶中,绝大多教 酶的化学本质是蛋白质。但在1982年, 美国科学家 T Cech发现原生动物四膜 虫的26 SrRNA前体具有自我拼接的催 化活性。 T Cech将这种RNA命名为 “ Ribozyme” 核酶( Ribozyme):指对RNA具有 催化活性的RNA

2、Ribozyme的化学本质是RNA 在已鉴定过的数千种酶中，绝大多数 酶的化学本质是蛋白质。但在1982年， 美国科学家T.Cech发现原生动物四膜 虫的26SrRNA前体具有自我拼接的催 化活性。T.Cech将这种RNA命名为 “Ribozyme” 。 核酶（ Ribozyme ）：指对RNA具有 催化活性的RNA

酶的作用特点 (一)与无机催化剂相比,有如下共 同点 令反应前后都不发生数量和质量变化; 能加快反应速度,但不改变反应的平 ☆从热力学上看,只能催化热力学上允 许进行的反应; 心都能降低反应所需的活化能

二、酶的作用特点 （一）与无机催化剂相比，有如下共 同点： ❖反应前后都不发生数量和质量变化； ❖能加快反应速度,但不改变反应的平 衡点； ❖从热力学上看,只能催化热力学上允 许进行的反应； ❖都能降低反应所需的活化能

活化能: 在一定温 △E1 ES 度下, 能 量 1mo底物來 △E 全部进入 E+S 活化状态 所需的自 △G 由能,单 P+E 位J/mol 反应过程 本课件由西华大学生物工程学院车振明制作

活化能 ： 在一定温 度下， 1mol底物 全部进入 活化状态 所需的自 由能，单 位J/mol。 E+S P+ E ES 能量水平 反应过程  G  E 1  E 2 S 本 课 件 由 西 华 大 学 生 物 工 程 学 院 车 振 明 制 作

(二)酶的作用特点 0极高的催化效率 ②高度的专一性 ③易失活(蛋白质变性) 活性可调控(激活、抑制) ●常需辅助因子(辅酶、辅基等) 继续

（二）酶的作用特点 ➢极高的催化效率 ➢高度的专一性 ➢易失活（蛋白质变性） ➢活性可调控（激活、抑制） ➢常需辅助因子（辅酶、辅基等） 继续

1极高的催化效率 反应速度与不加催化剂相比可提 高108~1020,与如普通催化剂相比可 提高107~1013 NH2 脲酶 C=0+H2O CO2+2NH3 Fe粉 NH2 脲酶的催化效率比Fe粉高1015倍。 返回

反应速度与不加催化剂相比可提 高108～1020，与加普通催化剂相比可 提高107～1013 . 1.极高的催化效率 NH2 C＝O＋H2O NH2 CO2+2NH3 脲酶 Fe粉 脲酶的催化效率比Fe粉高1015倍。 返 回

2.高度的专一性 (1)结构专一性 概念:酶对所催化的分子化学结构的特 殊要求和选择。 类别:绝对专一性和相对专一性 (2)立体异构专一性 概念:酶除了对底物分子的化学结构有 要求外,对其立体异构也有一定的要求 类别:旋光异构专一性和几何异构专一 性

2.高度的专一性 一种酶只能作用于某一类或某种特定 的物质，这种性质称为酶的专一性。 （1） 结构专一性 概念：酶对所催化的分子化学结构的特 殊要求和选择。 类别：绝对专一性和相对专一性 （2） 立体异构专一性 概念：酶除了对底物分子的化学结构有 要求外，对其立体异构也有一定的要求 类别：旋光异构专一性和几何异构专一 性

绝对专一性:有些酶只作用于 种底物,催化一个反应,而不作用于 任何其它物质。 0 NH2C一NH2+H2O脲酶2NH3+c02 的和 酯酶 R—G-0—R 酯键 二肽酶HN-CH-C一N—CH-—coOH肱键 R H R 返回

绝对专一性：有些酶只作用于一 种底物，催化一个反应， 而不作用于 任何其它物质。 如：过氧化氢酶底物：过氧化氢 琥珀酸脱氢酶底物：琥珀酸 相对专一性：这类酶对结构相近 的一类底物都有作用。包括键专一性 和基团专一性。 基团专一性： 化学键 键一端的基团 a -葡萄糖苷酶 a-糖苷键 糖苷键的一端是葡萄糖 底物：麦芽糖、蔗糖 键专一性：只要求作用于一定的化学 键，而对键两端的基团无严格的要求。 返 回