酶的结构与功能.pptx
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会计学酶的发现及研究历史enzyme("inyeast")什么是酶?一、酶是生物催化剂活化能(activationenergy)指在一定温度下,1mol底物全部进入活化态所需要的自由能单位:KJ/mol1.高效性铁屑肝糜肝糜(煮)2.专一性(1)酶浓度的可调性(2)通过激素调节酶活性(3)反馈抑制调节酶活性(4)抑制剂和激活剂(5)别构调控、共价修饰、同工酶等4.反应条件温和(易失活)二、酶的化学本质及组成单纯酶:只有蛋白质缀合酶(结合酶):脱辅酶+辅助因子羧肽酶缀合酶中:单独酶蛋白或辅助因子没有催化活性一种酶蛋白一般只与一种辅助因子结合同种辅助因子可与不同的酶蛋白结合/monomericenzyme:一般由一条肽链组成oligomericenzyme:为寡聚蛋白,≥2个亚基multienzymecomplex:几种酶靠非共价键彼此嵌合而成。--酶催化将底物转化为产物的一系列顺序反应,有利于提高酶的催化效率并便于对酶的调控。(如糖代谢、脂代谢)/三、酶的命名和分类优点命名简单应用历史较长,使用方便缺点一名数酶、一酶数名为了适应酶学发展的新情况,国际酶学会议于1961年提出一个新的系统命名法及分类原则,已被国际生化协会采用。(二)国际系统命名法:底物1:底物2+反应性质+酶系统名:包括所有底物的名称和反应类型。(三)国际系统分类编号//氧化-还原酶催化氧化-还原反应,催化氢的转移或电子传递。主要包括脱氢酶(dehydrogenase)和氧化酶(Oxidase)。如,乳酸(Lactate)脱氢酶催化乳酸的脱氢反应。(1)脱氢酶类:催化直接从底物上脱氢的反应(4)加氧酶(双加氧酶和单加氧酶)转移酶催化基团转移反应,即将一个底物分子的基团或原子转移到另一个底物的分子上。根据X分类:转移碳基、酮基或醛基、酰基、糖基、烃基、含氮基、含磷基和含硫基的酶。例如,谷丙转氨酶催化的氨基转移反应。水解酶催化底物的加水分解反应。主要包括淀粉酶、蛋白酶、核酸酶及脂酶等。例如,脂肪酶(Lipase)催化的脂的水解反应:裂合酶催化从底物分子中移去一个基团或原子形成双键的反应及其逆反应。主要包括醛缩酶、水化酶及脱氨酶等。例如,延胡索酸水合酶催化的反应。异构酶催化各种同分异构体的相互转化,即底物分子内基团或原子的重排过程。例如,6-磷酸葡萄糖异构酶催化的反应合成酶,又称为连接酶,能够催化C-C、C-O、C-N以及C-S键的形成反应。这类反应必须与ATP分解反应相互偶联。例如,丙酮酸羧化酶催化的反应。丙酮酸+CO2草酰乙酸酶的系统编号:4位数字第一位:代表六大类反应类型第二位:亚类(作用的基团或键的特点)第三位:亚亚类(精确表示底物/产物的性质)第四位:在亚亚类中的序号——指酶对底物的选择性,也称特异性。基团专一性(1)锁钥学说——刚性构象(2)诱导契合学说(3)三点附着学说——立体异构专一性的酶锁钥学说“三点结合”的催化理论/诱导契合学说/(三)研究酶的专一性的意义五、酶的活力测定和分离纯化2.活力单位(U)在标准条件下(25℃,最适pH和最适底物浓度)一分钟内催化1微摩尔底物转化为产物所需的酶量。1IU=1mol/min——酶活力单位标准化在标准条件下(25℃,最适pH和最适底物浓度)每秒钟催化1摩尔底物转化为产物所需的酶量。1Kat=1mol/s=60×106IU=6×107IU1IU=(1/60)μKat=16.7nKat——酶活力单位标准化每mg酶蛋白所含的酶活力单位数。U/mg酶蛋白、U/ml酶蛋白酶产品质量评价中常使用,一定程度上代表酶的纯度。一定条件下:每秒钟、每个酶分子转换的底物分子数或每微摩尔酶分子转换底物的微摩尔数一秒内1摩尔的酶可催化几摩尔的底物用哪一个速度来表示酶促反应的速度特征呢?反应速度逐渐降低的原因:①底物浓度的降低;②产物的生成逐渐增大了逆反应;③酶在反应中失活;④产物对酶的抑制(二)酶活力的测定——酶反应速度的测量(1)应测反应初速度(initialvelocity)底物浓度变化在起始浓度5%以内。2、酶活力的测定方法/(2)荧光法(fluorometry)(3)酶偶联分析法(enzymecouplingassay)(4)电化学法(electrochemicalmethod)酶活力测定实例酶的分离纯化电荷性质的差异由于酶的特殊性,在提纯过程中要注意:酶的纯度:总活力=活力单位数/mL酶液×总体积(mL)比活力=活力单位数/毫克蛋白衡量分离提纯效果的两个指标①总活力的回收——得率(回收率)——是表示提纯过程中酶的损失情况②比活力提高的倍数——是表示提纯方法的有效程度酶的分离纯化过程中一定要随时追踪