第二章 酶学基础1

第二章酶第一节酶的一般概念一. 酶的概念：酶是由生物活细胞产生的，具有高度专一性和极高催化效率的生物催化剂。

◆在生物体内，存在着很多酶：如胃蛋白酶、丙酮酸脱氢酶、己糖激酶等等。

◆对整个新陈代谢的协调、调节，都是通过酶的调节进行的，一旦酶的调控失调，代谢就会紊乱，引起疾病或死亡。

如：有机磷农药的中毒、KCN、CO等的中毒。

二. 酶的化学本质1926年, Sumner从刀豆分离到脲酶结晶,并证明酶是蛋白质,证据：1．由氨基酸通过肽键连接而成2．具有一、二、三、四级结构3．有两性电解质的性质：阴、两性、阳离子形式4．受物理、化学等因素影响而变性失活5．水溶液具有胶体性质6．能被蛋白酶水解，氨基酸顺序已搞清楚，可人工合成•酶非蛋白质证据80年代,Cech和Altman发现L19RNA具有多种酶的催化功能，这说明有催化作用的生物催化剂不一定是蛋白质。

将这类具有催化作用的RNA称为ribozyme（核酶）三.酶的催化特性（一）酶具有很高的催化效率•比一般化学催化剂高107～1013倍,比非催化反应高108～1020倍。

(二)酶具有高度的专一性(specificity)专一性(specificity)——酶只作用于一类化合物或一定的化学键，催化一定类型的化学反应，并生成一定的产物。

底物(S)——通常把酶作用的反应物称为底物（substrat）。

1．绝对专一性(absolute ～)：只能催化一种底物发生一定类型的反应。

如脲酶2．相对专一性(relative ～)：酶能作用于一类底物或一种化学键, 又分键专一(作用于共价键)和基团专一(对基团有选择)。

1）如脂肪酶（键专一）：2）蛋白酶（基团专一）：3．立体专一性立体专一性（stereochemical ～）——作用于底物立体异构体中的一种。

（三）反应条件温和常温（体温）、常压（1个大气压）、pH值近中性。

（四）酶易变性失活高温、强酸碱等条件下容易变性失活（五）体内的酶活性是受调控通过激素、激活剂和抑制剂对酶活性进行调节。

第一章绪论酶是生物细胞产生的、具有催化能力的生物催化剂。

定义：酶是生物体内进行新陈代谢不可缺少的受多种因素调节控制的具有催化能力的生物催化剂。

酶的重要两大类：主要由蛋白质组成——蛋白类酶（P酶）主要由核糖核酸组成——核酸类酶（R酶）酶与其他化学催化剂的区别、特点：（1）酶的催化高效性通常要高出非生物催化剂催化活性的106~1013倍（2）高度专一性（3）温和的作用条件常温常压和温和的酸碱度条件（4）容易控制酶的反应（5）酶的来源广泛第二章酶学基础酶的活性中心：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。

必需基团：活性中心的一些化学基团为酶发挥作用所必需活性中心外的必需基团－－结构残基；非贡献残基（非必需残基）：是除了酶的必须基团之外，酶蛋白的其余部分中的氨基酸残基。

8种频率最高的氨基酸残基：丝氨酸、组氨酸、胱氨酸、酪氨酸、色氨酸、天冬氨酸、谷氨酸和赖氨酸。

酶的结构;1、酶的一级结构：是催化基础，是把蛋白质肽链中氨基酸的排列顺序。

二硫键的断裂将使酶变性而丧失其催化能力。

2、酶的二级结构：是肽链主链不同肽段通过自身的相互作用，形成氢键，延一条主轴盘旋折叠而形成的局部空间结构。

3、酶的三级结构：是多肽在二级结构基础上，通过侧链基团的相互作用进一步卷曲折叠，形成的特定构象。

4、酶的四级结构：是指由不同或相同的亚基按照一定排布方式聚合而成的蛋白质结构。

具有四级结构的酶按其功能分，一类与催化作用有关，另一类与代谢调节关系密切。

（亚基虽然具有三级结构，但单独存在时通常没有生物学活性或活性低，只有缔合形成特定的四级结构时才具有生理功能。

）活性中心空间构象的维持则依赖于酶蛋白的二、三级结构的完整性。

酶分子的结构域：是指蛋白质肽链中一段独立的具有完整、致密的立体结构区域，一般由40—400个氨基酸残基组成。

酶的催化原理：（中间产物理论）在酶浓度固定的条件下，要达到最大初速率必须增加底物浓度，这是大多数酶的特征。

第二章酶总结第一节酶是生物催化剂一、酶是生物催化剂1.酶与一般催化剂的共同性质●用量少而催化效率高●不改变化学反应的平衡点●可降低反应的活化能2.酶作为生物催化剂特性●催化效率高●高度专一性●酶的活性受调节和控制●酶易失活二、酶的化学本质到目前为止，除了具有催化活性的RNA核酶之外，已经发现的大多数酶都是蛋白质。

蛋白质的一切性质酶也都具有。

具有催化作用的蛋白质是酶。

三、酶的化学组成和分类1.根据酶的化学组成成分可将酶分为以下两类：单纯酶蛋白：只含有蛋白质辍和酶蛋白：脱辅酶+辅因子=全酶（脱辅酶决定酶催化的专一性，辅因子起着电子、原子或化学基团的传递作用。

）2.根据酶分子的特点可分为以下三类：单体酶：由一条多肽链组成寡聚酶：由两个或两个以上的亚基组成多酶复合体：由几种酶嵌合形成复合体第二节酶的分类和命名一、国际系统分类及酶的编号酶分为六大类：氧化还原酶类、转移酶类、水解酶类、裂合酶类、异构酶类、连接酶类（合成酶）。

二、习惯命名命名原则：1.酶的底物2.催化的反应性质3.结合上述两个原则命名第三节酶的反应速度和活力单位一、酶的反应速度及酶活力酶的反应速度可用单位时间内底物的减少量或产物的增加量来表示。

一定要用初速度来表示。

二、酶的活力测定及活力单位酶活力：又称酶活性。

即酶催化一定化学反应的能力。

通常以在一定条件下酶所催化的化学反应速度表示。

酶活力单位：一定条件下，在一定时间内将一定量的底物转化为产物所需要的酶量。

通常以每克酶制剂或每毫升酶制剂含有多少酶单位来表示。

1.国际单位（IU）：最适条件下，每分钟催化1微摩尔底物转化为产物所需要的酶量。

即：1IU=1μmol/min2.习惯单位3.Kat单位（Katal）: 每秒钟催化1摩尔底物转化为产物所需要的酶量。

即：1Kat=1mol/s4.转换数：每微摩尔酶每秒钟转化底物的微摩尔数。

5.比活力：表示每毫克蛋白含有的酶活力单位数。

酶的比活力代表酶的纯度，比活力越大纯度越高。