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第二章 酶学概论

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生命活动不可或缺的物质。
酶的分类
根据酶促反应的性质，酶可以 分为氧化还原酶类、水解酶类 、转移酶类、裂合酶类和合成 酶类等。
根据酶的来源，酶可以分为动 物酶、植物酶和微生物酶等。
根据酶的结构，酶可以分为单 体酶、寡聚酶和多聚酶等。
酶的结构与功能
酶的结构是由氨基酸组成的多肽链， 具有特定的空间构象，决定了酶的专 一性和活性。
酶的活性受温度、pH值、抑制剂和激 活剂等因素的影响，这些因素可以通 过影响酶的结构来改变酶的活性。
酶的活性中心是酶分子中与底物结合 的区域，是酶发挥催化作用的部位。
02
酶的生物合成与调控
酶的生物合成
酶的生物合成是指酶分子的形成 过程，包括转录和翻译两个阶段
。
在转录阶段，DNA中的信息被转 录成RNA，成为酶的信使RNA（
总结词
酶的结构与功能研究主要关注酶的化学组成、空间构象以及 与底物结合的机制，以揭示酶如何催化生物体内的化学反应 。
详细描述
通过对酶的氨基酸序列、三维结构以及活性位点的深入研究 ，科学家们逐渐理解了酶如何与底物结合、如何催化化学反 应的机制。这些研究不仅有助于解释酶的生物学功能，也为 酶的改造和利用提供了理论基础。
总结词
酶的活性与动力学研究主要关注酶催化化学反应的效率、反应速度以及反应条件对酶活性的影响。
详细描述
通过研究酶的活性与动力学，可以深入了解酶催化反应的过程和机制，探究影响酶活性的因素，为提 高酶的生产和应用效果提供理论支持。此外，酶的活性与动力学研究还为药物设计和生物工程领域提 供了重要的理论基础和技术手段。
酶抑制物的种类
酶抑制物是指能够抑制酶活性的 物质，根据其作用机理可分为竞 争性抑制、非竞争性抑制和反竞

酶工程课程复习资料整理

酶工程课程复习资料整理

绪论一．酶是生物催化剂酶是具有生物催化功能的生物大分子，按其化学组成的不同可以分为两类：蛋白类酶（P-酶）与核酸类酶（R-酶）。

理解：1、酶是由生物细胞产生2、酶发挥催化功能不仅在细胞内，在细胞外亦可二．酶学研究简史1897年，Buchner兄弟发现，用石英砂磨碎的酵母细胞或无细胞滤液能和酵母细胞一样进行酒精发酵。

标志着酶学研究的开始。

说明：酶分子不仅只是在细胞内起作用，而且在细胞外同样具有催化功能。

这一发现开启了现代酶学，乃至现代生物化学的大门。

三．酶工程的现状：目前大规模利用和生产的商品酶还很少。

第一章．酶学概论第一节．酶作为生物催化剂的显著特点一．酶作为生物催化剂的显著特点：高效、专一二．同工酶（概）：能催化相同的化学反应，但其酶蛋白本身的分子结构组成不同的一组酶。

三．共价修饰调节1．概念：通过其它的酶对其结构进行共价修饰，从而使其在活性形式和非活性形式之间相互转变。

2．常见修饰类型：磷酸化与去磷酸化；腺苷酸化与脱腺苷酸化；尿苷酸化与脱尿苷酸化；泛素化；类泛素化3．例子：糖原磷酸化酶——磷酸化形式有活性（葡萄糖）n+Pi→（葡萄糖）n-1+1-磷酸葡萄糖4．常见磷酸化部位：丝氨酸/苏氨酸，酪氨酸和组氨酸四．酶活性调节方式要能判断所举酶的例子是什么类型调节1. 别构调节2. 激素调节：如乳糖合酶修饰亚基的水平是由激素控制的。

妊娠时，修饰亚基在乳腺生成。

分娩时，由于激素水平急剧的变化，修饰亚基大量合成，它和催化亚基结合，大量合成乳糖。

3. 共价修饰调节：如糖原磷酸化酶、磷酸化酶b激酶4．限制性蛋白水解作用与酶活性控制。

如酶原激活5．抑制剂和激活剂的调节6．反馈调节7．金属离子和其它小分子化合物的调节8．蛋白质剪接五．反馈调节（概）：催化某物质生成的第一步反应的酶的活性，往往被其终端产物所抑制。

这种对自我合成的抑制叫反馈抑制。

A-J ：代谢物实线箭头：酶促催化步骤虚线箭头：反馈抑制步骤代谢途径的第一步和共同底物进入分支途径的分支点是反馈抑制的最为重要的位点。

酶学概论2

酶学概论2

四．酶活性部位柔性的假说 1．酶的活性丧失和整体构象变化 的关系 酶活性丧失的变性剂浓度往往 比酶蛋白整体构象变化所需的 变性剂浓度低， 变性剂浓度低，也即酶活性的 丧失先于整体构象变化。 丧失先于整体构象变化。
金黄色葡萄球菌核酸酶在盐酸 胍作用下的活性丧失和构象变 化 1．酶的活性丧失；2．酶的二 级结构变化。
一个所谓进化完全的酶必须具备与基态底物弱结合而与 一个所谓进化完全的酶必须具备与基态底物弱结合而与 过渡态底物强结合的性质。只有当底物处于过渡态时， 过渡态底物强结合的性质。只有当底物处于过渡态时， 的性质 酶的活性部位与其形状完全匹配，相互作用力达到最强， 酶的活性部位与其形状完全匹配，相互作用力达到最强， ES*才最稳定，反应活化能大大降低。 才最稳定，反应活化能大大降低。 才最稳定
酶活性部位的柔性是酶充分表现其活性所必需的： 3．酶活性部位的柔性是酶充分表现其活性所必需的： ①满足底物结合诱导的构象调整（诱导契合），使得活 满足底物结合诱导的构象调整（诱导契合），使得活 ）， 性部位的活性基团形成一定的空间取向， 性部位的活性基团形成一定的空间取向，以保持一个 适应催化反应的空间微环境； 适应催化反应的空间微环境； ②残基侧链活性基团的运动更加有利于催化的高效性； 残基侧链活性基团的运动更加有利于催化的高效性； ③很多酶的催化效率和底物专一性受到其它因素的调 这就要求酶的活性部位保持一定的柔性， 节，这就要求酶的活性部位保持一定的柔性，使其 局部环境受到调节因素的影响后能发生细微的构象 变化，从而调节酶的活性和底物专一性。 变化，从而调节酶的活性和底物专一性。
+ +
要加快反应速度， 要加快反应速度 ， 可以通过升高温度以增加具有足够 能量的分子数，或者加入催化剂以降低反应的活化能。 能量的分子数 ， 或者加入催化剂以降低反应的活化能 。 催化剂只能加快化学反应的进程， 催化剂只能加快化学反应的进程 ， 而不能改变反应的 平衡。 平衡。

酶的概述

酶的概述
（1）、 催化效率更高
酶催化反应速度是相应的无催化反应的108-1020 倍，并且高出非酶催化反应速度至少几个数量 级。
（2）、 专一性高 酶对反应的底物和产物都有极高的专一性，几乎没
有副反应发生。 （3）、 反应条件温和 常温、常压，中性pH环境。
（4）、 活性可调节
别构调节、酶的共价修饰、酶的合成、活化与降 解等。
所谓“稳态”：ES的形成速度与分解速度相等、 ES的浓度保持不变的反应状态
用稳态假说推导米式方程： E S K K 12 ES K3 P E
ES生成速度：
ES分解速度：
k1（[E] - [ES]）[S]
k2[ES]+k3[ES] 以上两个速度相等：
k1（[E] - [ES]）[S] = k2[ES]+k3[ES]
enzyme
sucrose + H2O
glucose + fructose
V
[sucrose]
底物先络合成一个中间产物，然后中间产物进一步 分解成产物和游离的酶。 E S K K 12 ES K3 P E
2、米式方程：
Michaelis和Menten
3、 多酶复合体
★由两个或两个以上的酶，靠非共价键结合而成，其中每一个 酶催化一个反应，所有反应依次进行，构成一个代谢途径或 代谢途径的一部分。
大肠杆菌丙酮酸脱氢酶复合体由三种酶组成：
①丙酮酸脱氢酶（E1）
以二聚体存在 2×9600
②二氢硫辛酸转乙酰基酶（E2） 70000
③二氢硫辛酸脱氢酶（E3） 以二聚体存在 2×56000
1913
年
E S K K 12 ES K3 P E
V V max*[S ] Ks [S]

酶工程酶学概论

酶工程酶学概论

A对照管— A实验管
（
×
1
×
1
×
1 0.1
× 10
发酵液体积 反应时间 0.1A= 1单位
0.2
15
稀释倍数
）
比色法：
酶反应的产物可与特定的化学试剂反应而生成稳定的有色溶液， 生成颜色的深浅与产物浓度在一定范围内有线性关系。
过氧化物酶活性的测定
过氧化物酶是植物体内普遍存在的、活性较高的一种酶。 在有过氧化氢存在的条件下，过氧化物酶能使愈创木酚氧化，生 成茶褐色物质，该物质在 470 nm 处有最大吸收。
与酶分子上的某些必需基团结合，使这些基团的结构 和性质发生改变，从而引起酶活力的下降或丧失。
与变性剂的区别： 1. 没有引起酶的变性 2. 有一定的选择性
抑制剂的分类：
不可逆抑制剂
不可逆抑制剂通常以比较牢固的共价键与酶蛋 白中的基团结合，而使酶失去活性。 不可逆抑制剂与酶结合后，不能通过透析和超 过滤等物理方法除去抑制剂。 如：有机磷， 有机汞、有机砷、氰化物，重金属等。
米氏常数的意义:
3. Km值可帮助判断某一代谢的方向及生理 功能。催化可逆反应的酶，对正逆两个方向 反应的Km常常是不同的。
测定这些Km的大小及细胞内正逆两向的底物浓度，
可以大致推测该酶催化正逆两向反应的效率；这对了解酶在细 胞内的主要催化方向及生理功能具有重要的意义。
4. 判断酶的最适底物。 有的酶可作用多种 底物，因此对每一个底物都有一个Km值，Km最 小的那个底物为该酶的最适底物或天然底物。
（1）竞争性抑制作用（competitive inhibition) （2）非竞争性抑制作用（noncompetitive inhibition） （3）反竞争性抑制作用（Uncompetitive inhibition） （4）线性混合型抑制作用

第二章 酶学概论

第二章 酶学概论

♦ 新陈代谢是由无数个成系列，相连锁、 新陈代谢是由无数个成系列，相连锁、
相交叉的化学反应组成的， 相交叉的化学反应组成的，即在每个活 细胞中均有一个新陈代谢网。 细胞中均有一个新陈代谢网。那么这些 反应如何有条不紊的进行呢？ 反应如何有条不紊的进行呢？大家都知 就是因为有诸多酶的存在， 道，就是因为有诸多酶的存在，由于酶 的调控，才使EMP、TCA、PPP（HMP、 的调控，才使 、 、 （ 、 HMS）、 的降解、尿素的产生、脂肪 ）、Pr的降解 ）、 的降解、尿素的产生、 的分解、 的降解等等顺利进行， 的降解等等顺利进行 的分解、NA的降解等等顺利进行，小小 的酶是功不可没的。 的酶是功不可没的。
酶是生物体活细胞产生 的具有一定催化能力的Pr 的具有一定催化能力的 or NA。 。 最初称之为酵 素（Ferment），现统称为 ），现统称为 ）， 酶（Enzyme）。 ）。
♦ 酶可以说是生命活动中最重要的因素， 酶可以说是生命活动中最重要的因素，
它是生命的机动者和调节者， 它是生命的机动者和调节者， 是体内一 切化学反应的媒介。因此没有酶的作用， 切化学反应的媒介。因此没有酶的作用， 生命活动就一刻也不能进行， 生命活动就一刻也不能进行，没有酶的 催化，生命的发生也就不能实现。 催化，生命的发生也就不能实现。 ♦ 现代生命科学的兴起，有赖于生物化学 现代生命科学的兴起， 的发展，没有酶就没有新陈代谢， 的发展，没有酶就没有新陈代谢，没有 新陈代谢也就没有生命活动。 新陈代谢也就没有生命活动。世间万物 将不复存在。 将不复存在。
三、应用酶学
♦ 3、修饰酶：用一些物理或化学的方法修 、修饰酶：
饰某些酶， 饰某些酶，使其具有特殊的构象和特异 的功能，使其半衰期更长， 的功能，使其半衰期更长，以达到应用 的目的。 的目的。 ♦ 4、固定化酶：采用一些物理或化学的方 、固定化酶： 使酶固定化，便于利用和回收， 法，使酶固定化，便于利用和回收，从 而大大提高酶的利用率。 而大大提高酶的利用率。

酶工程 总结

第一章酶学概论1.酶：具有生物催化功能的生物大分子。

2.酶工程：酶的生产、改性与应用的技术过程。

3.酶活力(enzyme activity)：指在一定条件下，酶所催化的反应初速度。

4.酶活力单位(IU)：在特定条件下(温度可采用25℃，pH值等条件均采用最适条件），每1min催化1µmol的底物转化为产物的酶量定义为一个酶活力单位，这个单位称为国际单位（IU）5.酶转换数Kp：又称为摩尔催化活性，是指每个酶分子每分钟催化底物转化的分子数。

即每摩尔酶每分钟催化底物转化为产物的摩尔数，是酶催化效率的一个指标。

6.酶的催化周期：转换数的倒数，即催化周期是指酶进行一次催化所需的时间，单位为毫秒（ms）或微秒（µs）。

7.酶结合效率：又称为酶的固定化效率，是指酶与载体结合的百分率。

酶结合效率的计算一般由固定化的总活力减去未结合的酶活力所得到的差值，再除以用于固定化的总酶活力而得到。

8.酶活力回收率：指固定化酶的总活力与用于固定化的总酶活力的百分率。

9.相对酶活力：具有相同酶蛋白（或酶RNA）量的固定化酶活力与游离酶活力的比值。

10.核酸酶(ribozyme):具有催化活性的RNA。

抗体酶(Abzyme):具有催化活力的抗体。

11.组成型酶：有的酶在细胞中的量比较恒定，环境因素对这些酶的合成速度影响不大，如DNA/RNA聚合酶。

12.适应型酶/调节性酶：有的酶在细胞内的含量变化很大，其合成速度明显受到环境因素的影响，如β-半乳糖苷酶13.模拟酶：又称人工合成酶或酶模型，是指根据酶的作用原理，用人工合成的具有活性中心和催化作用的非蛋白质结构的化合物。

14.酶催化作用的特点：1.酶催化作用的专一性强(相对/绝对专一性) 2.酶催化作用的效率高3.酶催化作用的条件温和 4.酶活性受到调节和控制15.影响酶催化作用的因素：1.底物浓度的影响2.酶浓度的影响3.产物浓度的影响4.温度的影响5.pH值的影响6.抑制剂的影响7.激活剂的影响16.酶生物合成的调节：1、分解代谢物阻遏作用2、酶生物合成的诱导作用3、酶生物合成的反馈阻遏作用17. 从如下实验方法和结果分析酶生物合成的调节作用。

酶学概论2.28


酶的高效 (五) 金属离子的催化作用
１.需要金属的酶分类：
（1）金属酶－metalloenzyme:含紧密结合的金属离子。如Fe2+、Fe3+ 、Cu2+、Zn2+、Mn2+ （2）金属-激活酶（metal-activated enzyme）:含松散结合的金属 离子，如Na+ K+ Mg2+ Ca2+

别构调节最多出现在代谢途径中的反馈抑制，它是指一条代谢途径（ 通常是合成代谢途径）的终产物作为别构抑制剂抑制代谢途径前面限 速酶的活性，因此也被称为终产物抑制。
酶活性调节：共价修饰调节
酶活性因其分子内的某些氨基酸残基发生共价修饰而发生
变化的过程。 这种调节方式比别构调节要慢。
共价修饰的方式有：

活性部位只占酶整个分子很小部分。通常只有几个aa残 基组成。 酶的活性中心是个三维实体，是在酶的高级结构中形成

的，酶的活性中心的aa残基在一级结构可能相距很远，
但在空间结构上十分靠近。

酶与底物的结合是活性部分与底物的形状发生诱导锲合
的过程。

酶的活性部位位于酶分子表面的一个裂缝内，底物分子 就结合到这个裂缝内，裂缝内含较多疏水基团，有利于 结合催化。
可能回到原来的非活性的酶原状态。
调节蛋白的激活或抑制

某些蛋白质能够作为配体与特定的酶结合而调节被结合酶的活 性，这些调节酶活性的蛋白质称为调节蛋白，其中，激活酶活 性的调节蛋白称为激活蛋白，抑制酶活性的蛋白称为抑制蛋白 。抑制蛋白通常结合在酶的活性中心阻止底物与活性中心结合
而达到抑制的效果。
抑制蛋白对酶活性的抑制
酶与底物靠近 定向 酶与底物相互诱导变形 产物脱离 契合形成中间产物

酶的基础知识


团）。如胰蛋白酶，只专一的水解赖氨酸或精氨酸的羧基形成的
肽键。
—NH--CH—CO--NH—CH—CO—NH
R1
R2
Lys,Arg
立体异构（化学）专一性
１、旋光异构专一性 当底物具有旋光异构体时，酶只能作用于其中
的一种。
例如：淀粉酶只能选择性地水解D－葡萄糖形成的1，4 －糖苷键； L-氨基酸氧化酶只能催化L-氨基酸氧化.
2、酶作为生物催化剂的特性*
③酶易失活，要求温和的反应条件
凡能使蛋白质变性的因素如强酸、强碱、高温 等条件都能使酶破坏而完全失去活性。所以酶 作用一般都要求比较温和的条件如常温、常压 和接近中性的酸碱度。
酶促反应一般在pH 5-8 水溶液中进行，反应 温度范围为20-40C。
2、酶作为生物催化剂的特性*
寡聚酶中亚基的聚合，有的与酶的专一性有关，有的与 酶活性中心形成有关，有的与酶的调节性能有关。
3、 多酶复合体 multienzyme system
▪ 由几种酶靠非共价键彼此嵌合而成，其中每一个 酶催化一个反应，所有反应依次进行，构成一个 代谢途径或代谢途径的一部分。
▪ 分子量很高，在几百万以上。如丙酮酸脱氢酶复 合体、脂肪酸合酶复合体等。
国际生化学会酶学委员会根据酶所催化的反 应性质将酶分为六大类*：
氧、转、水、裂、异、合
分别用1、2、3、4、5、6表示
六大类酶*
国 1. 氧化-还原酶类
际 2. 转移(移换)酶类
系 统
3. 水解酶类
分 4. 裂合（裂解）酶类
类 5. 异构酶类
法 6. 合成酶类
1. 氧化-还原酶类 Oxido-reductases
(2)诱导契合学说(induced-fit hypothesis)

酶—酶的概述(生物化学课件)

(4)同功酶：能催化同一化学反应的一类酶。 活性中心相似或相同：催化同一化学反应。 分子结构不同：理化性质和免疫学性质不同。
食品加工中重要的酶
一、糖酶 二、蛋白酶 三、脂肪酶
一、糖酶
• 淀粉酶：催化淀粉和糖元水解的酶类。 α－淀粉酶：内切酶，从淀粉分子内部随机水解α－1，4糖苷键，但不 水解α－1，6糖苷键。 β－淀粉酶：外切酶，只能水解α－1，4糖苷键，不能水解α－1，6糖 苷键。从淀粉分子的非还原性末端开始，依次切下一个α－1，4麦芽糖 苷键，并将切下的α－1，4麦芽糖转变成β－麦芽糖，所以称为β－淀粉 酶。 葡萄糖淀粉酶：外切酶，不仅水解α－1，4糖苷键，也能水解α－1，6 糖苷键和α－1，3糖苷键。 异淀粉酶：产生于动植物及微生物中，是一种内切酶，从支链淀粉分 子内部水解支点的α－1，6糖苷键。
酶的分类及命名
酶的分类及命名
一、酶的分类
(1) 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(Lactate)脱氢酶催化乳酸的脱氢反应。
CH3CHCOOH NAD+
CH3CCOOH NADH H+
(5) 异构酶 Isomerase
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。
CH2OH O
OH
OH
OH
OH
CH2OH OΒιβλιοθήκη CH2OH OHOH
OH
(6) 合成酶 Ligase or Synthetase
• 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 ===A B + ADP +Pi
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二、抑制程度的表示
一般用反应速度的变化来表示。若以不加抑制剂时的反应 速度为 Vo，加入抑制剂后的反应速度为Vi，则酶的抑制 程度有下列几种表示方法：
1． 相对活力分数（残余活力分数）a=Vi/Vo
2． 相对活力百分数（残余活力百分数）a%=Vi/Vo*100% 3． 抑制分数
指被抑制而失去活力的分数i=1-a=1-Vi/Vo
此外， 酶的区室化和多酶复合体等对酶活力也 有调节作用。
第三节 酶抑制作用的概念和分类
一、概念 二、抑制程度的表示 三、抑制作用的分类 四、抑制作用的定义
一、概念：能降低酶催化反应速度的因素
1. 失活作用 2. 抑制作用 3. 去激活作用 4. 阻遏作用
1. 失活作用
失活作用是指由于一些物理因素和化学试剂部分或全部破 坏了酶的三维结构，即引起酶蛋白变性，导致部分或全部 丧失活性。
一． 催化能力 二． 专一性 三． 调节性
一．催化能力
催化转换数：每个酶分子每分钟催化底物转化的分子数。 一般为103min-1，碳酸酐酶最高为3.6×107min-1
有酶加入比无酶参加反应速度一般要高107-1013
酶催化反应的条件几乎都为温和的温度和非极端pH。
二、专一性
大多数酶对所作用的底物和催化的反应都有高度 的专一性。 绝对专一性：只催化一种底物进行反应 专 一 性 如：脲酶只催化尿素的反应
3、共价修饰调节 在酶分子上共价地引入一个基团从而改变 它的活性。磷酸化酶的磷酸化和去磷酸化。
4、限制性蛋白酶水解作用调节酶活 如：酶原的激活、血液凝固、补体激活等 5、抑制剂的调节 酶的活性受到大分子抑制剂或小分子抑制 剂抑制，从而影响酶的活力。
6、反馈调节 许多小分子物质的合成是由一连串的反应 组成的。催化此物质生成的第一步反应的酶， 往往可以被它的终端产物所抑制。 7、金属离子和其他小分子化合物的调节 许多金属离子和小分子化合物为一些酶表现 活力所必需。如：K+，Na+， Ca2+，Zn2+等。
第四节 酶的活力测定
酶的活力测定：在一定条件下测定酶所催化的反应 速度。
在外界条件相同的情况下，反应速度越快，意味酶 活力越高。 酶催化反应速度：用单位时间（t）内底物的减少量 （ s）或产物的增加量（p）表示。 V= - dS/dt=dP/dt
一、酶活力测定的方法
酶活力测定的方法多种多样，如化学测定法、光 学测定法、气体测定法等。总的要求：快速、简 便、准确。 酶活力测定的两个阶段： ⑴在一定条件下，酶与底物反应一段时间。
（1） 研究方法
a.从非酶系统模式获得催化作用规律 b.从酶的结构与功能研究中得到催化作用机理 的证据。
（2）影响酶的催化作用
a. 广义的酸碱催化 b. 共价催化
c. 邻近效应及定向效应
d. 变形或张力 e. 酶的活性中心为疏水区域
a. 广义的酸碱催化
能供给质子的物质即为酸，能接受质子的物质即 为碱
例 HA=A-+H+ HA为酸，A-为碱
例 HA（酸）+A=AXH（酸催化）
AXH+B-（碱）=Y+BH+A-（碱催化）
b. 共价催化 底物与酶以共价方式形成中间物。这种中间物可 以很快转变为活化能大为降低的转变态，从而提 高催化反应速度
亲电试剂：一种试剂具有强烈亲和电子的原子 中心。
酶的比活力：是酶纯度的一个指标，在特定条 件下，每毫克（mg）蛋白所具有的酶活力单位数。 即：酶活力（单位）/ mg（蛋白）
在实际使用时，也采用每毫升（mL）酶液或每 克（g）酶制剂的活力单位数表示每的比活力。
三、酶的转换数与催化周期
酶的转换数Kcat：每个酶分子每分钟催化底物 转化的分子数，即是每摩尔（或微摩尔）酶每分钟 催化底物转变为产物的摩尔（微摩尔）数，是酶催 化效率的一个指标。通常用每微摩尔酶的酶活力单 位数表示，单位为min-1。
7 ．核酸酶（催化核酸） Ribozyme
核酸酶是唯一的非蛋白酶。它是一类特殊的RNA， 能够催化RNA分子中的磷酸酯键的水解及其逆反应。
酶用于生物催化的概况
类别
水解酶 hydrolases 氧化还原酶 oxidoreductases 转移酶 transferases 裂合酶 lyases 异构酶 isomerases 连接酶 ligases
HOOCCH=CHCOOH
H 2O
5．异构酶(Isomerase)
此类酶为生物代谢需要对某些物质进行分子异构 化，分别进行外消旋、差向异构、顺反异构等
6．连接酶（合成酶）(Ligase or Synthetase)
这类酶关系很多生命物质的合成，其特点是需要 三磷酸腺苷等高能磷酸酯作为结合能源，有的还 需金属离子辅助因子。分别形成C-O键（与蛋白 质合成有关）、C-S键（与脂肪酸合成有关）、 C-C键和磷酸酯键。
终止酶反应方法：
⑴将反应液臵于沸水浴使酶失活； ⑵加入适量的变性剂，如三氯醋酸；
⑶加入酸或碱溶液；
⑷臵于低温冰箱、冰粒堆等。
二、酶的活力单位
酶活力的高低，是以酶活力的单位数来表示。
1961年国际生物化学与分子生物学联合会规定： 在特定条件下（温度可采用25℃或其他选用温度， pH值等条件均采用最适条件），每1min催化 1umol的底物转化为产物的酶量定义为1个酶活力单 位。
第二章 酶学概论
第一节 酶的分类、组成、结构特点和 作用机制 第二节 酶作为催化剂的显著特点 第三节 酶抑制作用的概念和分类 第四节 酶的活力测定
第一节 酶的分类、组成、结构特点和作 用机制
一．酶的分类与命名 二．酶的组成和结构特点 三．酶的作用机制
一、酶的分类与命名
（一）酶的命名
1、推荐名：酶底物，名称加后缀“ase”. 如： 脲酶（urease）
Kcat ＝酶活力单位数（IU）/酶微摩尔数 （umol），一般， Kcat 为103min-1左右。
⑵然后再测定反应液中底物或产物的变化量。
酶活力测定的几个步骤
①根据酶催化的专一性，选择适宜的底物，并配制 成一定浓度的底物溶液。
要求：
a. 底物必须均匀一致，达到酶催化反应的纯度。
b. 底物溶液一般要求新鲜配制，有些底物溶液 液可预先配制后臵冰箱中保存备用。
②根据酶的动力学性质，确定酶催化反应的温度、 pH 值、底物浓度、激活剂浓度等反应条件。
亲核试剂：就是一种试剂具有强烈供给电子的 原子中心。
c. 邻近效应及定向效应
所谓邻近效应就是底物的反应基团与酶的催化基团越靠近， 其反应速度越快。
d. 变形或张力
e. 酶的活性中心为疏水区域
酶的活性中心为酶分子的凹穴 此处常为非极性或疏水性的氨基酸残基
第二节 酶作为催化剂的显著特点
（三）酶的分类
1．氧化还原酶 2．转移酶 3．水解酶 4．裂合酶 5．异构酶 6．连接酶（合成酶） 7．核酸酶（催化核酸）
1．氧化还原酶 (Oxidoreductase)
包括脱氢酶(Dehydrogenase) 、氧化酶 (Oxidase) 、过氧化物酶、氧合酶、细胞 色素氧化酶等
C H 3C H C O O H OH N AD
要求：反应条件一旦确定，在整个反应过程中应 尽量保持恒定不变。反应一般在恒温箱中进行， 要保持pH 值的恒定必须采用一定浓度和一定pH 值的缓冲液。
③在一定条件下，将一定量的酶液和底物溶液混合 均匀，适时记下反应开始的时间。
④反应到一定的时间，终止酶反应，取出适量反应 液，运用各种生化检测技术，测定产物的生产量 或底物的减少量。
1． 不可逆抑制作用 2． 可逆抑制作用
1． 不可逆抑制作用
抑制剂与酶的必需基团以共价键结合而引起酶活性丧失， 不能用透析，超滤或凝胶过滤等物理方法去除抑制剂而使 酶复活者，称为不可逆抑制作用。
2． 可逆抑制作用
抑制剂与酶以非共价键结合而引起酶活性的降低或丧失， 能用物理的方 法除去抑制剂而使酶复活者称为可逆抑制 作用。
2、系统名：国际公认的酶命名系统酶
①氧化还原酶 ②转移酶 ③水解酶 ④裂合酶 ⑤异构酶 ⑥连接酶
即：底物名称+催化反应的类型
（二）国际系统分类法和编号
根据国际命名系统，每种酶都有一个独自的4 个数字的分类编号，如： 胰蛋白酶：EC:3、4、21、4
3：表示它为水解酶
4：表示它为蛋白酶水解肽键 21：表示它为丝氨酸蛋白酶，在活性部位上有 一至关重要的丝氨酸残基。 4：表示它为这一类型中被指认第四个酶。
相对专一性（基团专一性和键专一性） 立体专一性
三. 调节性
1. 酶浓度的调节 2. 激素调节 3. 共价修饰调节 4. 限制性蛋白水解作用与酶活力调控 5. 抑制剂的调节 6. 反馈调节
7. 金属离子和其他小分子化合物的调节
1、酶浓度的调节 一种是诱导或抑制酶的合成；一种是调节 酶的降解。 2、激素调节 通过激素控制酶的生物合成。
2. 抑制作用
抑制作用是指在酶不变性的情况下，由于必需基团或活性 中心化学性质的改变而引起的酶活性的降低或丧失。
3. 去激活作用
去激活作用，某些酶只有在金属离子存在下才有活性，去 除金属离子也会引起这些酶活性的降低或丧失。
4. 阻遏作用
阻遏作用指某些因素（如激素或药物等）使细胞内酶蛋白 的合成减少，反应速度的降低是由于酶分子数量的减少， 每分子酶的催化效力并无变化.
酶的活性部位： 是它结合底物和将底物转化为产物的区域，通常 是整个酶分子相当小的部分，它是由在线性多肽 中可能相隔很远的氨基酸残基形成的三维实体。
2． 酶与底物的结合模型 a．锁和钥匙模型 b．诱导锲合模型
a．锁和钥匙模型
b ．诱导锲合模型
3 ．酶的催化作用