第03章酶PPT概论

生物催化剂： 酶（Enzyme），核酶（Ribozyme）。
酶:由活细胞合成的、对其特异底物起高效 催化作用的蛋白质。
酶学简史
1860，Pasteur，发酵不能离开活细胞（活力论）。 1897，Buchner兄弟，发酵可以在细胞外进行。
意义：推翻活力论，打开生物化学的大门。 1905，Harden与Young，发现zymase与cozymase。 1926，Sumner，从刀豆中提纯出脲酶结晶。 1930，Haldane，《酶》，酶促反应依赖于酶与底
OH PO OH
OH OR
四、维生素B6
• 化学本质：吡啶衍生物 吡哆醇、吡哆醛及吡哆胺。
• 体内的活性型:磷酸吡哆醛 磷酸吡哆胺
• 参与组成的辅酶 ① 氨基酸代谢中的转氨酶及脱羧酶的辅酶 ②δ-氨基γ-酮戊酸(ALA)合成酶的辅酶 ③糖原磷酸化酶的重要组成部分，参与糖原
分解为1-磷酸葡萄搪的过程。
二、维生素B2
• 化学本质： 维生素B2又名核黄素,是核醇与7,8-二
甲基异咯嗪的缩合物。
活性型:黄素单核苷酸（FMN） 黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)
• 参与组成的辅酶
是体内氧化还原酶的辅基
• 如：琥珀酸脱氢酶、黄嘌呤氧化酶及 NADH脱氢酶等，主要起氢传递体的作 用。
三、维生素PP
• 化学本质： 吡啶衍生物，包括尼克酸及尼克酰胺
小分子有机化合物作为辅助因子
转移的基团
小分子有机化合物 (辅 酶 或 辅 基)
名称
所含的维生素
氢原子（质子） NAD+（尼克酰胺腺嘌呤二核
苷酸，辅酶I）
NADP+（尼克酰胺腺嘌呤二核
苷酸磷酸，辅酶 II）
FMN （黄素单核苷酸）
FAD （黄素腺嘌呤二核苷酸）
醛基
TPP（焦磷酸硫胺素）
酰基
辅酶A（CoA）
辅酶 (coenzyme): 与酶蛋白结合疏松，可用透析或超滤的 方法除去。
辅基 (prosthetic group): 与酶蛋白结合紧密，不能用透析或超 滤的方法除去。
金属离子作为辅助因子
➢ 金属酶(metalloenzyme) 金属离子与酶结合紧密，提取过程中不 易丢失。
➢金属激活酶(metal-activated enzyme)
化为产物的具有特定空间结构的局部区域。
必需基团 (essential group) 酶分子中氨基酸残基侧链的化学基团中，一
些与酶活性密切相关的化学基团。
（一）酶活性中心的必需基团
五、泛 酸
• 化学本质 • 又称遍多酸是由2，4-二羟基3，3-二甲基丁
酸和β-丙氨酸组成。 • 活性型:辅酶A(CoA)及酰基载体蛋白(ACP) 。
• 参与组成的辅酶 在体内CoA及ACP构成酰基转移酶的辅
酶。
六、生 物 素
• 化学本质 是一个由噻吩和尿素相结合的骈环并且有
戊酸侧链的化合物。 • 参与组成的辅酶
是体内多种羧化酶的辅酶，参与C02的羧 化过程。
七、叶 酸
• 化学本质 • 叶酸由蝶啶、对氨基苯甲酸和谷氨酸三部
分组成。 • 体内活性形式： 5，6，7，8-四氢叶酸
(FH4)。
• 参与组成的辅酶 FH4是一碳单位转移酶的辅酶，起一碳单
位传递体的作用。
二、酶的活性中心
酶的活性中心 (active center)或称活性部位: 指酶分子表面能与底物特异结合并将底物转
硫辛酸
烷基
钴胺素辅酶类
二氧化碳
生物素
氨基
磷酸吡哆醛
甲基、甲烯基、 四氢叶酸
甲炔基、甲酰基
等一碳单位
尼克酰胺（维生素 PP之一）
尼克酰胺（维生素 PP之一）
维生素B2 （核黄素） 维生素B2 （核黄素） 维生素B1（硫胺素） 泛酸 硫辛酸 维生素B12 生物素 吡哆醛（维生素 B6之一） 叶酸
维生素(vitamin)：是维持机体正常功能所必需， 但在体内不能合成，或合成量很少，必须由食物 供给的一组小分子有机化合物。
第一节 酶的分子结构与功能
单体酶 牛胰核糖核酸酶(单链)；胰凝乳蛋白酶(三链)。 寡聚酶 甘油醛-3-磷酸脱氢酶(a4)； 多酶体系 丙酮酸脱氢酶复合体(12E1＋60E2＋6E3) 。 多功能酶或串联酶 酿酒酵母脂肪酸合成酶(a6b6)。
一、酶的分子组成
单纯酶 (simple enzyme) 结合酶 (conjugated enzyme)
• 按溶解性不同
脂溶性维生素：vit A、D、E、K。 水溶性维生素：vitB和C。
一、维生素Bl
• 化学本质：由噻唑环及嘧啶环两部分组成。 • 体内的活性型：焦磷酸硫胺素(TPP)。
N
H3C N
CH2 N+
NH2 HC
S
CH3
OO
CH2 CH2 O P O P OH OH OH
• 参与组成的辅酶 • ①α-酮酸氧化脱羧酶的辅酶 • ②转酮醇酶的辅酶
金属离子为酶的活性所必需，但与酶的结 合不甚紧密。
辅助因子的作用
辅助因子决定反应的种类与性质
➢ 金属离子 稳定酶的构象（少见） 参与催化反应，传递电子（超酸催化剂） 在酶与底物间起桥梁作用（配位键） 中和阴离子，降低反应中的静电斥力
➢小分子有机化合物 在反应中起运载体的作用，传递电子、质子或
其它基团。
全酶
蛋白质部分：酶蛋白
辅助因子 (cofactor)
小分子有机化合物 金属离子
1905，Harden与Young，“酒化酶”（zymase） 与
“辅酒化酶”（cozymase）假说。
透析
酵母汁
加热
失 酵活母的汁（含“酒化酶”） 恢复
混 活性
合 的酵
失活的
母汁
酵母汁（含“辅酒化酶”）
辅助因子（按其与酶蛋白结合的紧密程度）
• 体内的活性型: 尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+) 尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP+)
• 参与组成的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ酶 NAD+和NADP+在体内是多种不需氧脱
氢酶的辅酶。
CONH2 N+
NH2 N
N
N
N
HO OH
OH OH OH
O H2C O P O P O P
O CH2 O
O
O
O
NAD+：R为 H NADP+：R为
物之间的非共价键相互作用（假说）。
Peter B. Moore 1940－
1981，Cech，I 型内含子是自我剪接的。 RNA也可以是高效的生物催化剂（核酶）。
1994，Joyce，人工合成的单链DNA具有催化活性 （脱氧核酶）。
2000，Moore，核糖体是核酶。 蛋白质合成的最关键步骤（肽键形成）是由 RNA催化的。