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生物化学312酶的命名与分类

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酶的分类与命名

酶的分类与命名
CH3CHCOOH NAD OH
+
命名
分类
氧化还原酶
转移酶 水解酶 裂合酶
(5)
(6) (7)
异构酶
合成酶 核酶
CH3CCOOH NADH O
H+
生物 化学
1
(1)
(2) (3) (4)
酶的命名与分类
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。
命名
分类
氧化还原酶
转移酶 水解酶 裂合酶
(5)
(6) (7)
异构酶
合成酶 核酶
6-磷酸葡萄糖异构酶催化的反应
生物 化学
1
(1)
(2) (3) (4)
酶的命名与分类
命名
分类
氧化还原酶
转移酶 水解酶 裂合酶
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。 A+B+ATP+H-O-H ===AB+ADP+Pi
1
(1) (2)
命名 习惯命名
系统命名
分类
生物 化学
酶的命名与分类
国际系统命名法
1
(1) (2)
规定一个酶只有一个系统名称；其命名原则是： 习惯命名 前面为底物名，后面为所催化反应的性质的名称， 底物间以“：”隔开，若底物之一是水时，可略去 系统命名 不写。对于可逆反应，不管催化的是正反应还是逆 反应，都用同一个名称。 分类3'B3'
B
3'
P
5'
P
5'
P
5'

《生物化学》 酶通论

《生物化学》 酶通论

(二) 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。其蛋白质组分称为脱辅酶（apoenzyme或 apoprotein），非蛋白的小分子物质称为辅因子 （cofactor）。脱辅酶与辅因子结合后形成的复合物称为 全酶（holoenzyme）。即：
中文
２、转移酶
➢ 催化分子间基团转移的酶称转移酶
反应通式：AR+B
A+BR
如谷丙转氨酶等。
2.转移酶 催化基团转移反应
谷丙转氨酶 英文
2. Transferases
• Catalyze group transfer reactions
中文
3、水解酶
催化水解反应的酶称水解酶。 反应通式：
AB+H2O
2、酶的活力单位
酶活力单位，即酶单位（U），用来表示酶活力的大 小即酶含量的多少。 酶活力单位的定义：
在一定条件下，一定时间内将一定量的底物转化为产 物所需的酶量。
这样酶的含量就可以用每克酶制剂或每毫升酶制剂含 有多少酶单位来表示（U/g，U/ml）
2、酶的活力单位
为了统一酶的单位，国际生化协会酶学委员会于1961年提出采用 统一的“国际单位”（IU）来表示酶活力，规定：
第二单元 酶
第8章 酶通论 第9章 酶促反应动力学 第10章 酶的作用机制和酶的调节
第8章 酶（Enzyme）通论
一、酶催化作用的特点 (P320) 二、酶的化学本质及其组成(P323) 三、酶的命名和分类(P326) 四、酶的专一性(P332) 五、酶的活力测定和分离纯化(P335) 六、核酶(P339) 七、抗体酶(P343) 八、酶工程简介(P344)

酶

酶

NH2
CONH2
N
O- O-
N+ O
CH2OPOPOCH2
N O
OO
N N
OH OH
OH OH(OPO3H2)
(2)核黄素（VB2)
核黄素(维生素B2)由核糖醇和6，7-二甲基异咯嗪两 部分组成。
缺乏时组织呼吸减弱，代谢强度降低。主要症状为口 腔发炎，舌炎、角膜炎、皮炎等。
OHOHOH O
CH2CHCHCHCH2OPOH
R COOCH2CH3 H2O RCOOH CH3CH2OH
2. 酶的分类
(2) 氧化-还原酶 Oxidoreductase
氧化-还原酶催化氧化-还原反应。 主要包括脱氢酶(dehydrogenase)和氧化酶
(Oxidase)。 如，乳酸OH NAD+ OH
羧
OH OH
反
应
(6)吡哆素
吡多素(维生素B6，包括吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺)。
CHO
HO
CH2 OH
H3C
N
HO H3C
CH2NH2 CH2 OH
N
(6)吡哆素和磷酸吡哆素
磷酸吡哆素主要包括磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺。
CHO O
CH2NH2
O
HO
CH2 O P OH HO
CH2 O P OH
H3C
心力衰竭、四肢无力、下肢水肿。
NH2 N
ClCH2 N+
H3C N
S
CH3 CH2CH2 OH
(5) 硫胺素和焦磷酸硫胺素(TPP)
功 能 ：
焦磷酸硫胺素是脱羧酶的辅酶，它的前体是硫胺 素(维生素B1)。
是
催 化 酮 酸

酶命名与分类

酶命名与分类
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：有些酶只作用于一 种底物，催化一个反应， 而不作用于 任何其它物质。
如：相过对氧专化一氢性酶：底这物类：酶过对氧结化构氢相近 的一类琥底珀物酸都脱有氢作酶用底。物包：括琥键珀专酸一性 和基团专一性。 基键团专专一一性性：：只化要学求键作用于一定的化学 键，而对键两键端一的端基的团基无团严格的要求。
例如，脂肪酶催化的脂的水解反 应：
R C O O C H 2 C H 3H 2 O R C O O HC H 3 C H 2 O H
4.裂合酶：催化从底物上移去某 些基团而形成双键的非水解性反应及 其逆反应的酶。
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。
H O O C C H = C H C O O H H 2 OH O O C C H 2 C H C O O H
O H
5.异构酶：催化同分异构体的相 互转变，即底物分子内基团或原子的 重排过程的酶。
例如，6-磷酸葡萄糖异构酶催化的 反应。
CH2OH O OH
OH
OH OH
6-磷酸葡萄糖
CH2OH
CH2OH
O OH
OH
OH
6-磷酸果糖
6.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。
组3酶.分酸氨子碱酸中催的可化咪作为：唑酸基硷：催化的功能基团
（1）一p般K值都约是为广6义.7的-7酸.1，－在碱接催近化中方性式。

基础生物化学-酶

基础生物化学-酶

3.1.2 酶催化作用的特点
酶与一般催化剂一样，只能催化热力学允许 的化学反应;缩短达到化学平衡的时间，而 不改变平衡点;酶作为催化剂在化学反应的 前后没有质和量的改变;微量的酶就能发挥 较大的催化作用。
E + S ＝ES E + P
由于酶的化学本质是蛋白质，因此酶促反应又 具有其特性。
3.1.2.1 催化效率高
酶能大幅度降低反应的活化能，较化学催化剂 活性高107~1013倍。
化学反应：
过 氧 化 氢 酶
2H 2O 2
2H 2O+ 2 O
活化能： 无催化剂 胶态钯（铂） 过氧化氢酶
18000cal/mol 11700cal/mol
1700cal/mol
3.1.2.2 酶的高度专一性(specificity)
3.1.2.4 酶活力受多种因素的调节和控制
酶是生物体的组成成份，和体内其他物质一 样，不断在体内新陈代谢，酶活力的调控方 式很多，包括酶的生物合成的诱导和阻遏， 抑制剂调控、共价修饰调控、反馈调控、酶 原激活及激素调控等。这些调控保证酶在体 内新陈代谢中发挥其适当的催化作用，使生 命活动中的种种化学反应都能够有条不紊、 协调一致地进行。
3.1.2.5 酶的催化活性与辅因子有关
有些酶是复合蛋白，由酶蛋白和非蛋白小分 子物质——辅助因子组成，只有二者结合酶 才有活性。
3.1.3 酶的化学本质 3.1.3.1 酶是蛋白质
几乎所有的酶都是蛋白质，有的是简单蛋白质， 有的是结合蛋白质，具有蛋白质的一切性质。
3.1.3.2 酶的组成分类
⑵立体异构专一性(stereospecificity)
几乎所有的酶对于立体异构体都具有高度的专 一性。酶对底物的立体构型的特异要求，可 分为旋光异构专一性和几何异构专一性

第二节：酶的命名及分类

第二节：酶的命名及分类
CH3CHCOOH HOOCCH2CH2CCOOH NH2 CH3CCOOH O O HOOCCH2CH2CHCOOH NH2
二、
酶的分类
3 . 水解酶类 hydrolases
水解酶催化底物的加水分解反应。 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。 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 催化的脂的水解反应： 例如，脂肪酶(Lipase)催化的脂的水解反应：
3-磷酸甘油醛脱氢酶、乳酸脱氢酶、丙酮酸激酶等。 磷酸甘油醛脱氢酶、乳酸脱氢酶、丙酮酸激酶等。
多酶体系-multienzyme system：由几种酶靠非共价键彼 多酶体系 由几种酶靠非共价键彼 此嵌合而成。 此嵌合而成。主要指结构化的多酶复合体如丙酮酸脱氢
酶系、脂肪酸合成酶复合体等。 酶系、脂肪酸合成酶复合体等。
（三）根据酶的分子结构特点分类
单体酶-monomeric enzyme：一般由一条肽链组成，如 一般由一条肽链组成， 单体酶 一般由一条肽链组成 溶菌酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶等。 单体酶有多条肽 溶菌酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶等。但有的单体酶有多条肽 链组成，如胰凝乳蛋白酶由3条肽链 条肽链， 链组成，如胰凝乳蛋白酶由 条肽链，链间由二硫键相 连构成一个共价整体。 连构成一个共价整体。 寡聚酶-oligomeric enzyme：由2个或 个以上亚基组成， 个或2个以上亚基组成 寡聚酶 由 个或 个以上亚基组成， 亚基间可以相同也可不同。亚基间以次级键缔合。 亚基间可以相同也可不同。亚基间以次级键缔合。如
HOOCCH=CHCOOH H2O HOOCCH2CHCOOH OH
二、
酶的分类
5. 异构酶类 Isomerases

《酶的分类与命名》PPT课件

《酶的分类与命名》PPT课件

•
1981～1982年，Thomas R.Cech实验发现有催化
活性的天然RNA—Ribozyme。
•
L19 RNA和核糖核酸酶P的RNA组分具有酶活性是
两个最著名的例子。
•
• 抗体酶（abzyme）：
•
1986年，Richard Lerrur和Peter Schaltz运用
单克隆抗体技术制备了具有酶活性的抗体
一 活性部位：酶分子中直接与底物结合，
并催化底物发 生 反应的部位。酶活性中 心包括两个部位。
酶 结合中心：酶与底物结合的部位，
活
决定酶的专一性
性
中
心
催化中心：催化底物发生反应的部位，
决定酶的催化效率、反映性质。
必需基团：在酶分子中和酶的催化活性直接有 关的基团，活性中心内外都有。
O
H2N CH C OH
第三章 酶
第三章
• 第一节 • 第二节 • 第三节 • 第四节 • 第五节 • 第六节 • 第七节
酶的分类与命名 酶催化作用的特性 酶催化作用的机制 酶结构与功能的关系 酶促反应动力学 酶活力及其测定 酶工程
酶
酶是生物催化剂
•
酶是活细胞产生的一类具有催化功能的生物分子，所以又称为生物催化剂
(biocatalysts）
根据配体结合 后对后继配 体的影响
正协同效应（positive cooperative effect） 负协同效应（negative cooperative effect）
• 大多数辅酶的前体主要是水溶性 B 族维生素。许多维生素的生理功能与 辅酶的作用密切相关。
辅酶在酶促反应中的作用特点
• 辅酶在催化反应过程中，直接参加了反应。 • 每一种辅酶都具有特殊的功能，可以特定地

《酶的命名和分类》PPT课件

《酶的命名和分类》PPT课件
逆性，可用透析、过滤等方法将抑制剂除去。
❖结合部位：活性中心，非活性中心 ❖结合方式：非共价键 ❖分类：
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可逆抑制的分类
抑制剂与底物是否竞争与酶的结合 1. 竞争性抑制 (Competitive inhibition) 2. 非竞争性抑制 (uncompetitive inhibition) 3. 反竞争性抑制 (anticompetitive
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不可逆抑制（irreversible inhibition)
❖概念：抑制剂与酶活性中心必需基团以共价键
结合，阻碍了底物的结合或破坏了酶的催化基 团，不能用透析或超滤等方法去除抑制剂。
❖结合部位：活性中心必需基团 ❖结合方式：共价键 ❖分类：根据抑制剂对酶选择性的方式
✓ 非专一性不可逆抑制 ✓ 专一性不可逆抑制
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酶促反应动力学
研究酶促反应的速度以及各种因素对反 应速度的影响，其中酶与底物之间的作用问 题是研究酶促反应的核心问题。
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酶促反应动力学
• 米氏方程（Michaelis Menten 方程）
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Km的意义？
返回
米氏方程的推导
酶促反应历程
Movie. equation1
ES降解速率
• pH对酶促反应速度的影响，主要有下
列原因：
–1 影响酶和底物的解离 –2 影响酶分子的构象
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返回
3)酶浓度对酶作用的影响
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4) 激活剂对酶作用的影响
• 凡能提高酶的活性，加速酶促反应进行的物 质都称为激活剂或活化剂(activator)。
• 一般认为，激活剂的作用主要有以下几个方 面：

生物化学---酶d31

生物化学---酶d31
另一方面，由于活性中心的立体结构和相 关基团的诱导和定向作用，使底物分子中 参与反应的基团相互接近，并被严格定向 定位，使酶促反应具有高效率和专一性特 点。
临近效应
定向效应
例
咪唑和对-硝基苯酚乙酸酯的反应是一个 双分子氨解反应.
O CH3 C O
NO2
..
N NH
CH3 C O N+ NH
(cofactor)的复合物, 提出蛋白质只是担体 1913年 米氏方程建立 1926年 Sumner得到了Urease的结晶【1～2年后, Northrop结晶化
了Pepsin, Trypsin等蛋白酶】结晶中测定不到cofactor 1929年 Warburg发现呼吸链诸酶中的血红素
【1935-1936年微生素与辅酶的关系的解明】 1929年 Sabbarow发现ATP【1939-1940年 F.Lipmann解明高能磷酸
2．专一性
酶的专一性 Specificity 又称为特异性，是指酶在催化生化反应时对底
物的选择性
酶的专一性包括 (1)结构专一性 绝对专一性 相对专一性 (2)立体异构专一性 光学异构专一性 几何异构专一性
酶作用专一性的机制
酶分子活性中心部位，一般都含有多个具有 催化活性的手性中心，这些手性中心对底物 分子构型取向起着诱导和定向的作用，使反 应可以按单一方向进行。
O
H2N CH C OH
SH
CH2
组氨酸的咪唑基。
O SH
H2N CH C OH
N
CH2 N H
N
NH
酸碱性基团：
O
门冬氨酸和谷氨 H2N CH C OH O

酸的羧基
CH2 H2N CH C OH

第二节 酶的分类与命名

第二节 酶的分类与命名

COOH
乳酸脱氢酶
H O C H + NAD+
COOH C O + NADH + H+
CH3
乳酸
CH3
丙酮酸
（2）氧化酶类：催化底物脱氢，并氧化生成H2O或H2O2 。
2A·2H+O2
2A+2H2O
A·2H+O2
例：
A+H2O2
邻苯二酚氧化酶（EC 1.10.3.1，邻苯二酚：氧氧化酶）
OH
O
OH 邻苯二酚氧化酶
L-谷氨酸 + H2O + NAD+ α-酮戊二酸 + NH3 + NADH
L-天冬氨酸+α-酮戊二酸 草酰乙酸 +L-谷氨酸
L-精氨酸脒基水解酶
L-精氨酸 + H2O L-鸟氨酸+ 尿素
D-果糖1，6-二磷酸： D-果糖1，6-二磷酸 D-甘油醛3-磷酸裂合酶 磷酸二羟丙酮 + D-甘油醛3-磷酸
2
+ O2
2
O + 2H2O
邻苯二酚
邻苯醌
2．转移酶类（transferases）
催化基团的转移
A R +B
A+ B R
例：谷丙转氨酶（GPT）（EC 2.6.1.2，L-丙氨酸： α-酮戊二酸氨基转移酶）
谷丙转氨酶
谷氨酸 丙酮酸
a-酮戊二酸 丙氨酸
3 水解酶 hydrolase
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，亮氨酸氨基肽水解酶(EC3.4.1.1，习惯名为
一些酶的命名举例
编号 推荐名称

生物化学-酶主要内容

生物化学-酶主要内容

解毒 -- -- -- 二巯基丙醇(BAL)
医学ppt
47
RO X
P + E OH R'O O 有机磷化合物 羟基酶
RO O E
P
+ HX
R'O O
磷酰化酶
酸
+ CHNOH N
CH 3 解磷定
+
N
E OH
O OR' P
CHNO OR
CH 3
有机磷化合物对羟基酶的抑制
医学ppt
48
SH Cl H
S H
医学ppt
2
几个有关名词
• 底物(substrate, S)：酶作用的物质。 • 产物(product, P)：反应生成的物质。 • 酶促反应：酶催化的反应。 • 酶活性：酶催化化学反应的能力。
转 氨 酶
A la + α - 酮 戊 二 酸
丙 酮 酸 + G lu
医学ppt
3
一、酶的命名
1. 习惯命名法——推荐名称 2. 系统命名法——系统名称
V
➢当[S]＞＞[E]， 反应速度与酶浓 度成正比。
0
[E]
➢关系式为：V = K3 [E]
医学ppt
42
三、温度对反应速度的影响
双重影响
最适温度 (optimum temperature)：
酶促反应速度最 快时的环境温度。
酶 2.0 活 性 1.5
1.0
0.5
* 低温的应用
医学ppt
0 10 20 30 40 50 60
酶(tandem enzyme)
医学ppt
7
一、 酶的分子组成
单纯酶 (simple enzyme) 结合酶 (conjugated enzyme)
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3. 水解酶（Hydrolase）
• 催化底物的加水分解反应 • A-B＋H2O＝AOH＋BH • 例如，脂肪酶催化的脂的水解反应
R COOCH2CH3 H2O RCOOH
CH3CH2OH
3. 酶的分类
4. 裂合酶 （Lyase）
• 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。
• A.B＝A＋B
“
酶的命名与分类
主讲教师：杨永涛
酶的命名方法是有明确的界限的
酶的分类和命名缺乏系统 性和科学性，会出现一酶 数名，或一名数酶的情况
1961年
1972年 1978年 1984年
国际生化学 会推荐了一 套新的系统 命名方案及 分类方法
先后做了修改 与补充，规定 给每一种酶一 个系统名和一 个习惯名称
“
酶的命名与分类
主讲教师：杨永涛
1. 习惯命名法
1 根据其催化底物来命名 2 根据所催化反应的类型来命名 3 结合上述两个原则来命名
为适应酶学的不断发展，国际生化协会酶委员 会EC（Enzyme Commission)1961年推荐了一 套系统的酶命名方案，这就是国际系统命名法
2.国际系统命名法
系统名称包括： • 底物1 ：底物2 + 反应性质+酶
2.国际系统命名法
例1：习惯名称：谷丙转氨酶
• 系统名称： 丙氨酸：-酮戊二酸氨基转 移酶
例2习惯名称：乙醇脱氢酶酶
• 系统名称：乙醇：氧化型辅 酶Ⅰ氧化还原酶
底物之一是水，水可省略。
3. 酶的分类
1. 氧化-还原酶类 （Oxidoreductase）
3. 水解酶类 （Hydrolase）
5. 异构酶类 （Isomerase）
4.酶的系统编号（EC编号）
酶的系统编号由“EC”加四个阿拉伯数字组成，每个数字之间以 “符号点”隔开。
• EC为酶学委员会的缩写 • 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
4.酶的系统编号（EC编号）
2. 转移酶类 （Transferase）
4. 裂合酶类 （Lyase）
6. 合成酶类 （Ligase or Synthetase）
3. 酶的分类
1. 氧化-还原酶（Oxidoreductase）
• 催化氧化-还原反应 A·2H+B=A+B·2H • 主要包括脱氢酶(dehydrogenase)和氧化酶(Oxidase) • 例如，乙醇脱氢酶催化的脱氢反应：
CH2OH O OH
OH
CH2OH O
OH

OH
OH
CH2OH OH
OH
3. 酶的分类
6. 合成酶 （Ligase or Synthetase）
• 两种物质合成一种新物质，这类反应必须与ATP分解反应相互偶联。 • A-B＋H2O＝AOH＋BH
3. 酶的分类
还有一类酶，被称为核酸酶，其本质为具有催 化功能的核酸分子 ，发现比较晚，目前未包含在 系统命名法的大类当中。
乳酸脱氢酶 EC 1. 1. 1. 27
第1大类，氧化还原酶 第1亚类，氧化基团CHOH 第1亚亚类，H受体为NAD+ 该酶在亚亚类中的编号
4.酶的系统编号（EC编号）
酶的系统编号由“EC”加四个阿拉伯数字组成，每个数字之间以 “符号点”隔开。
• EC为酶学委员会的缩写 • 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
• 主要包括醛缩酶、水化酶及脱氨酶等
• 例如， 延胡索酸水化酶催化的反应。
HOOCCH=CHCOOH H2O
延胡索酸水化酶
HOOCCH2CHCOOH
OH
3. 酶的分类
5. 异构酶（Isomerase）
• 催化各种同分异构体的相互转化，分子内部基团的重排。
• A＝B
• 例如，6-磷酸葡萄糖异构酶催化的反应。
CH3CHO + NAD+ +CoA→乙酰CoA+NADH
3. 酶的分类
2. 转移酶（Transferase）
• 催化基团转移反应： A.x+B=A+B.x • 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， 催化氨基转移反应的谷丙转氨酶
3. 酶的分类