什么是酶
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酶是什么?(旧称酵素)
酶是生物体产生的具有催化能力的蛋白质,是构成一切生物体组织所必须含有的物质,具有维持生物体生命的基本功能,生物体内的一切生化变化几乎都在酶的催化作用下进行,它的作用具有高度的专一性和强力的活性。
人们所摄取的营养成分,主要是通过酶的触媒催化作用被分解或者合成,形成呼吸、消化、排泄的循环,对人们的健康生活起着复杂的作用。
《为什么现代人体内的酶常常不足呢?》
人们都曾记得从前的酱油、大酱、发面馒头以及南方人爱吃的纳豆等,保存时同一长就爱长醭发霉,他这正是古代人的一种生活智慧的体现,是用以补充日常饮食生活中人体不够充足的酶而想出的一种办法吃发酵食品来补充之。
可是现在,使用化肥和农药栽培收获的各种蔬菜和水果,以及由于生活节奏加快而出现的各种加工熟食品,方便速食品,可保存食品等等使用着种种着色剂、防腐剂。
它们常常成为妨碍人们摄取必要而充分的酶的重要原因。
由于长年这样不健全的饮食生活,因而减少和削弱了体内酶的数量和活性,常常引发人体各种器官的障碍,从而易于产生现代的各种常见病。
《那么怎么办呢?》
请看本书介绍的。
从生物学角度结合现代医学所应了解的知识,联系自己的实际情况,将会找到有效的解决途径,可以说解决的办法就在你自己手中,重要的是知行合一地去身体力行啊!。
1.什么是酶?酶与一般催化剂有何区别?酶是有活细胞产生的、对特异底物具有高效催化作用的生物大分子,包括蛋白质和核酸。
酶与一般催化剂的区别:1.高效性:酶能够大幅度地降低反应的活化能。
2.特异性:酶仅能作用于一种或一类化合物,或作用于一定的化学键,催化一定的化学反应并生成一定的产物。
分为绝对特异性、相对特异性和立体特异性三种。
3.可调节性:酶促反应可以受多种因素的调控,使机体能够适应不断变化的内外环境。
4.反应条件温和,可在常温常压下进行。
2.什么是酶原?某些酶以酶原形式存在具有什么生物学意义?酶原:无活性的酶的前体。
酶以酶原形式存在的意义:A.保护和定位作用:避免细胞产生的酶对自身消化,同时保证酶在特定的部位和环境发挥作用,保证机体代谢正常进行。
B.酶原是酶的贮存形式。
一旦机体需要,可发挥其催化作用。
3.简述酮体代谢的特点和生理意义。
特点:A.肝内合成,肝外利用:肝是生成酮体的器官,但是不能利用胴体;肝外组织不能生成酮体,却能利用酮体,肝外组织最终把酮体转变成乙酰辅酶A,后进入三羧酸循环彻底氧化利用。
B.游离脂肪酸是合成酮体的前体,调节脂肪动员释放游离脂肪酸的因素能影响酮体的合成。
平时血液中酮体较少,有大量乙酰辅酶A必需代谢时酮体增多,可引起代谢性酸中毒,如糖尿病。
生理意义:A.酮体是肝脏输出能源的一种形式,并且酮体可以透过血脑屏障,是肌肉尤其是脑组织的重要能源。
B.酮体利用的增加可减少糖的利用,有利于维持血糖水平稳定,节省蛋白质的消耗。
4.简述体内氨基酸代谢库的来源与去路。
来源:A.从食物中消化吸收获B.组织蛋白降解C.自身合成非必需氨基酸去路:A.脱氨基作用:①氨气:尿素、谷氨酰胺、其他含氮物质②α-酮酸:转变为糖、酮体、非必需氨基酸及氧化供能B.脱羧基作用:生成胺类C.转化或合成某些含氮化合物D.合成组织蛋白5.参与大肠杆菌(原核生物)DNA复制的酶类和蛋白质因子有哪些?DnaA:辨认复制起始点DnaB(解螺旋酶):解开DNA双链DnaC:运送和协同DnaBDnaG(引物酶):催化RNA引物的合成SSB:维持模板DNA处于单链状态并保护单链的完整拓补酶:理顺DNA链DNA-pol III:复制延长中起主要作用的酶DNA-pol I:水解引物、填补空隙、修复作用DNA连接酶:催化双链DNA中单链缺口的连接6.试述肽链的延伸步骤。
激素、酶、神经递质、抗体四者的区别是什么?
相同点:都是由活细胞产生的,
不同点:成分和功能不完全相同。
酶主要是蛋白质,少数是RNA。
是催化生物体内生化反应的,不同的酶催化不同的反应,分布很广。
激素成分,多样,有蛋白质类,氨基酸类,固醇类等。
是腺体产生,作用于固定的靶细胞,调控生理代谢。
神经递质是单胺类或者乙酰胆碱类。
是神经细胞产生,在突触间传递神经信号。
抗体是蛋白质类。
由淋巴细胞产生,在体内中作用于特殊抗原。
人体激素的产生作用:如垂体分泌生长激素及各种促激素等,生长激素可以促进机体生长发育,而促激素可以促进下一级腺体活动分泌激素。
还有甲状腺分泌甲状腺激素具有促进新陈代谢,促进生长发育及提高神经系统的兴奋性等。
肾上腺分泌肾上腺激素,使心跳加快血压上升,面红耳赤等。
性腺分泌性激素,维持正常的第二性征等。
激素、酶、神经递质、抗体的功能区别是什么?激素是由内分泌腺体分泌的化学物质,通过血液或淋巴系统传输到身体各部位,调节和控制机体的生理功能。
激素作用于远离腺体的靶细胞,以调节代谢、生长、发育、性别特征等多种生理过程。
激素是由内分泌腺体分泌的化学物质,通过血液或淋巴系统传输到身体各部位,调节和控制机体的生理功能。
激素作用于远离腺体的靶细胞,以调节代谢、生长、发育、性别特征等多种生理过程。
激素是由内分泌腺体分泌的化学物质,通过血液或淋巴系统传输到身体各部位,调节和控制机体的生理功能。
激素作用于远离腺体的靶细胞,以调节代谢、生长、发育、性别特征等多种生理过程。
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激素作用于远离腺体的靶细胞,以调节代谢、生长、发育、性别特征等多种生理过程。
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激素是由内分泌腺体分泌的化学物质,通过血液或淋巴系统传输到身体各部位,调节和控制机体的生理功能。
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激素作用于远离腺体的靶细胞,以调节代谢、生长、发育、性别特征等多种生理过程。
激素是由内分泌腺体分泌的化学物质,通过血液或淋巴系统传输到身体各部位,调节和控制机体的生理功能。
激素作用于远离腺体的靶细胞,以调节代谢、生长、发育、性别特征等多种生理过程。
酶是一种催化生化反应的蛋白质。
酶能够加速和调节体内化学反应的速率,但不会被反应消耗或改变。
酶的iu名词解释是什么酶是一种生物催化剂,是能够加速或促进生物化学反应的特殊蛋白质分子。
酶在生物体内扮演着至关重要的角色,可以在细胞内起到催化、调节和控制化学反应的作用。
作为生物体内调节代谢的关键因素,酶在化学和生物学领域有着广泛的应用。
酶分子是由氨基酸残基构成的,在细胞内通过基因表达合成。
酶可以与底物分子发生特定的物理和化学相互作用,使酶与底物形成酶底物复合物。
酶底物复合物使底物分子的活化能减少,从而使底物分子发生反应并生成产物。
酶在催化反应过程中不参与产物的生成,也不被反应物消耗,因此酶可以被多次循环使用,大大提高了反应速率。
酶的效能通常是非常高的,即使在相对温和的生理条件下也可以加速化学反应速率。
酶使生化反应在温度和环境条件更温和的范围内进行,从而实现了细胞内化学反应的高效进行。
酶的iu名词解释中的“iu”是酶的国际单位。
酶活性的测定是衡量酶功能和活性的重要指标,通常用来研究酶催化反应的速率。
然而,酶的活性测定存在许多因素和变量,如反应温度、pH值、离子浓度等,这些因素必须始终保持恒定才能准确测量酶的活性。
因此,为了比较不同实验室中测定的酶活性结果,国际酶学委员会于1964年引入了国际单位(IU)来作为酶活性的标准化单位。
国际单位是一种用于标准化不同酶活性测定结果的方法,为酶活性测定提供了统一和可比较的数值。
国际单位的定义是:在特定条件下,使反应物质转化的速度等于1微摩尔/分钟(1μmol/min)的酶活性被定义为1国际单位。
这个定义让酶活性的测量结果变得可比较,不受实验室、方法和技术的差异影响。
酶活性的国际单位通常以单位质量的酶所催化的底物转化量来表达。
例如,酶的活性为1000 IU/g表示每克酶的质量能催化底物转化为1微摩尔/分钟。
通过将酶活性转换为国际单位,科研人员可以更方便地比较不同酶的活性。
此外,国际单位的引入还提供了一种基准,使不同实验室和研究领域之间的酶活性结果具有可比性和可重复性。
酶学第一节通论什么是酶酶是由活细胞产生的,能在体内和体外起同样催化作用的一类具有活性中心和特殊构象的生物大分子。
酶是生物催化剂。
酶除一般催化剂的特点如:加快反应速度、反应前后无变化、不改变反应的平衡点等特征外,作为生物催化剂具有自身的催化特点:1.催化效率高: 107—10132.酶活性易受环境变化的影响3.在体内,酶活性受调节和控制4.酶的催化作用具高度专一性(1)结构专一性 A. 绝对专一性脲酶B. 相对专一性磷酸二酯酶(2)立体异构专一性(3)对酶催化专一性的几种假说A . 锁钥学说(1894, Emil Fisher)B.诱导契合学说(1958, Koshland)C . 三点附着学说(A. Ogster)酶的分类和命名节酶的命名为了研究和使用的方便,1961年国际生物化学学会酶学委员会在对自然界中存在的酶进行了广泛研究的基础上,对每一种酶都给出了一个习惯名称和系统名称。
1 习惯命名法(1)根据催化的底物名称命名:淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶 (2)根据催化反应的性质命名:转氨酶、脱氢酶、脱羧酶 有的以所催化的底物和性质命名:乳酸脱氢酶、琥珀酸脱氢酶,有的以酶的来源或其它特征命名:碱性磷酸酶 2.国际系统命名法谷丙转氨酶: L-丙氨酸:α—酮戊二酸氨基转移酶草酸氧化酶:草酸:氧氧化酶乙酰辅酶A水解酶:乙酰辅酶A:水解酶二 . 酶的国际系统分类法把酶分为6大类,即氧化还原酶类、转移酶类、水解酶类、裂合酶类、异构酶类和连接酶类。
分别用1、2、3、4、5、6、来表示。
再根据被作用的基团或键的特点将每一大类分为若干个亚类,每一个亚类又按顺序编成1、2、3、4、……等数字。
第三节.酶催化作用的分子基础酶分子的结构特征1.酶的活性部位(活性中心):酶分子中与底物结合并催化底物生成产物的部位。
2.酶活性部位(中心)的特点:3.必需基团:在酶分子中有些基团并不位于活性中心,也不与底物直接作用,但它参与维持酶分子的空间构象,是酶表现活性所必需的部位。
溶菌酶催化的反应:NAG: N-乙酰氨基葡萄糖 NAM: N-乙酰氨基葡萄糖乳酸溶菌酶的活性中心:Glu 35 , Asp 524.证明酶活性中心存在的方法(1)切除法(2)X-射线衍射分析(3)化学修饰法(共价标记)酶原的激活1.什么是酶原的激活胰蛋白酶原的激活:胰凝乳蛋白酶原的激活:2.酶原激活作用的意义三. 酶高效催化的机制1.底物与酶的靠近及定向2.底物的变形与诱导契合3. 酸碱催化例如: 胰蛋白酶 , 胰凝乳蛋白酶 , 弹性蛋白酶的催化三组合4. 共价催化5.酶与底物形成共价中间体:6.活性部位微环境的影响7.中间产物学说:S + E → ES → E + P酶促反应动力学节酶促反应动力学是研究酶促反应的速度规律及各种因素对酶促反应速度的影响初速度(v): 在酶促反应过程中,初始底物浓度消耗在5% 以内的速度.酶浓度的影响 (在最适条件下 , 底物浓度足够大) v = k[E] k: 反应速度常数.底物浓度对反应速度的影响1.米氏公式的推导2.米氏常数的意义(1).Km值是酶的特征常数,当v = V max / 2时[S]=Km(摩尔/升)(2). 判断酶的最适底物如蔗糖酶:水解蔗糖Km = 28 水解绵子糖 Km = 350( 3 ). 可近似地表示酶对底物亲和力的大小(4). Km与Ks Km = K2+K3 / K1当K2>>>K3Km = K2 / K1 Km等于ES的解离常数,以Ks表示4. 米氏常数的求法(1)v — [S] 作图法:(2)双倒数作图法:三.温度对酶促反应的影响四.pH对酶促反应的影响五.激活剂的影响: 凡能提高酶活性,加速酶促反应速度的物质都称为该酶的激活剂。
激活剂分为以下几类: 1.金属离子:K+、Na+ 、Mg2+ 、Zn2+ Fe2+ 、Ca2+ 、Mn2+2.无机离子:Cl -、Br -、 PO4、I -、3.小分子有机物:抗坏血酸、还原型谷胱甘肽、半胱氨酸等4. 生物大分子:蛋白酶、钙调素等六.抑制剂的影响1.什么是酶的抑制作用:抑制作用是指某些物质能与酶分子上某些基团,主要是活性中心的某些基团结合,使酶活性中心的结构和性质发生改变,从而引起酶活力的下降或丧失,这种作用称为酶的抑制作用。
抑制剂不同于变性剂。
2.抑制作用的类型(1)不可逆抑制作用:抑制剂与酶分子上的某些基团以共价键的方式结合,导致酶的活性下降或丧失,且不能用透析的方法除去抑制剂而使酶的活性恢复的作用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方式结合引起酶活性降低或丧失,但可用透析的方法除去抑制剂使酶活性恢复。
这种抑制作用为可逆抑制作用。
A.竞争性抑制:抑制剂是底物的结构类似物B. 非竟争抑制:抑制剂与底物可同时与酶结合C.反竞争性抑制:抑制剂只与酶—底物复合物结合七.双底物酶促反应机制1.顺序机制(1)有序顺序机制(2)随机顺序机制2.乒乓机制酶活性的调节和重要调节酶节别构调节(allosteric regulation)和别构酶1.别构调节实例:例1:cAMP—依赖性蛋白激酶(PKA):例2:天冬氨酸转氨甲酰酶( ATCase ) :(1)结构: 2R3 + 3C2 = R6C6(2)催化的反应:(3)调节: ATP、天冬氨酸是激活剂,CTP是抑制剂(4)ATCase动力学曲线:2.别构酶的动力学曲线为S-形曲线3.别构调节的机理(1) 序变模型(Koshland Nemethy Filmer ,KNF模型1966)(2)齐变模型(concerted model)1965年 Monod Wyman Changeux提出,故亦称MWC模型二 . 酶的可逆共价调节(共价修饰)1.什么是酶的共价调节在酶分子的某一特定部位共价结合某一特定基团,使分子在有活性和无活性之间变化。
共价调节的逆反应需在另一种酶的催化下进行。
2.共价调节的类型3.磷酸化和脱磷酸化糖原磷酸化酶共价调节和别构调节机制三. 同工酶(isozymers)1.什么是同工酶:同工酶是指同一种属中,由不同基因或等位基因编码的多肽链所组成的单体、纯聚体或杂合体,能催化相同的化学反应,但其蛋白质分子结构、理化性质和免疫性能等方面都存在着明显差异的一组酶。
2.乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase LDH)(1)催化的反应(2)结构特征3.肌酸激酶(creatine phosphate kinase CPK)催化的反应:肌酸 + ATP =肌酸磷酸 + ADP结构:2种亚基2聚体,三种同工酶 MM , MB , BB四. 核酶(ribozymes)和抗体酶(abzymes)1.核酶(Cech和Altman因发现RNA具有生物催化功能而获1989年诺贝尔化学奖)(1)什么是核酶:具有催化作用的RNA分子为核酶。
(2)核酶催化的特点:需游离的鸟苷酸和镁离子存在,并且只作用一次。
(3)核酶催化举例:鸟苷酸介导的四膜虫rRNA内含子的自我剪切2.抗体酶抗体酶本质上是免疫球蛋白,但在易变区被赋予了酶的属性,所以又称“催化性抗体”。
抗体酶是将抗体的多样性和酶分子的巨大催化能力结合在一起的蛋白质分子设计的新方法。
制备:用过渡态的类似物作为半抗原免疫动物获得有催化活性的抗体。
第六节酶的分离纯化和活力测定酶分离纯化的一般原则1.材料选择:新鲜、酶含量丰富2.所有蛋白质分离纯化的方法都适合酶3.特别注意酶活性的保护,避免一切能引起蛋白变性的因素4.每一步都要进行酶活力的测定,跟踪酶的去向,评价纯化方法。
酶活力与测定1.酶活力:是指在一定条件下,酶催化某一化学反应的能力,以反应速度表示。
酶活力与反应速度呈正比。
2.反应速度:指单位时间内底物的减少量或产物的生成量。
由于底物是过量的,减少量不易测准,所以通常以测定产物的生成量为准。
3.酶活力单位:(1)以国际单位(IU)表示。
一个国际单位指在最适条件下,每分钟催化1微摩尔(μmol)底物减少或1微摩尔产物生成所需要的酶量(250C)。
(2)催量(Katal):为1972年推荐新的酶活力国际单位,规定为:在最适条件下,每秒钟能催化1摩尔(mol)底物转化为产物所需的酶量定为1Kat。
Kat与国际单位的换算如下:1Kat=6x107IU4. 酶的比活力比活力 = 活力单位数 / 毫克蛋白5. 转换数;单位时间内,每分子酶所能转换的底物分子数。
转换数 = V/ [E t]6. 测定酶活力的一般方法:在一定量的酶和过量底物的存在下,在酶最适反应条件下,(温度、pH、离子强度等),于反应的不同时间测定体系中产物生成量,计算反应速度。
产物测定方法有:比色法、量气法、滴定法、分光光度法、荧光测定法、同位素测定法、酶偶联分析等。
回收率和纯化倍数回收率 = 每次总活力 / 第一次总活力x 100%纯化倍数 = 每次比活力 / 第一次比活力。