生物化学：第三章 酶化学

n绪论绪论n第一章第一章 蛋白质化学蛋白质化学n第二章第二章 核酸化学核酸化学n第三章第三章 酶化学酶化学n第四章第四章 生物氧化生物氧化n第五章第五章 糖代谢糖代谢n第六章第六章 脂类代谢脂类代谢n第七章第七章 蛋白质的酶促降解及氨基酸代谢蛋白质的酶促降解及氨基酸代谢n第八章第八章 核酸的酶促降解及氨基酸代谢核酸的酶促降解及氨基酸代谢n第九章第九章 核酸的生物合成核酸的生物合成n第十章第十章 蛋白质的合成蛋白质的合成n第十一章第十一章 物质代谢的联系与调节物质代谢的联系与调节生物化学生物化学第三章第三章 酶（酶（enzymeenzyme）第一节第一节 导论导论第二节第二节 酶催化机理酶催化机理第三节第三节 酶促反应动力学酶促反应动力学第四节第四节 酶活性调节酶活性调节第五节第五节 酶活力测定酶活力测定1 1、酶的概念酶的概念酶的概念酶的概念及催化作用特点及催化作用特点及催化作用特点及催化作用特点2 2、酶的化学本质、酶的化学本质、酶的化学本质、酶的化学本质 3 3、维生素与辅酶、维生素与辅酶、维生素与辅酶、维生素与辅酶第一节第一节第一节第一节 导论导论导论导论第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学4 4、酶的命名与分类、酶的命名与分类、酶的命名与分类、酶的命名与分类n n 只能进行热力学上允许进行的反应；只能进行热力学上允许进行的反应；只能进行热力学上允许进行的反应；只能进行热力学上允许进行的反应；n n 反应前后，质与量不变，用量少反应前后，质与量不变，用量少反应前后，质与量不变，用量少反应前后，质与量不变，用量少；n n 可以缩短化学反应到达平衡的时间，而不影响可以缩短化学反应到达平衡的时间，而不影响可以缩短化学反应到达平衡的时间，而不影响可以缩短化学反应到达平衡的时间，而不影响 反应的平衡常数；反应的平衡常数；反应的平衡常数；反应的平衡常数；酶是由生物细胞产生的，酶是由生物细胞产生的，以蛋白质为主要成以蛋白质为主要成分的生物催化剂，部分核酸也具有酶的活性分的生物催化剂，部分核酸也具有酶的活性。第一节第一节第一节第一节 导论导论导论导论第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学酶具有一般催化剂的特征（相同点）酶具有一般催化剂的特征（相同点）1.11.1、酶的、酶的、酶的、酶的概念概念第一节第一节第一节第一节 导论导论第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学1.21.2、酶催化作用特点、酶催化作用特点、酶催化作用特点、酶催化作用特点n比一般催化剂高比一般催化剂高10108 8-10-102020倍倍 (1)(1)(1)(1)高效性：具有极高的催化效率高效性：具有极高的催化效率高效性：具有极高的催化效率高效性：具有极高的催化效率n n又称特异性，是指酶对底物和催化的反应的选择性，又称特异性，是指酶对底物和催化的反应的选择性，又称特异性，是指酶对底物和催化的反应的选择性，又称特异性，是指酶对底物和催化的反应的选择性，一种酶一种酶一种酶一种酶只能只能作用于某一种或某一类的化合物，促其发作用于某一种或某一类的化合物，促其发作用于某一种或某一类的化合物，促其发作用于某一种或某一类的化合物，促其发生一定的化学反应。生一定的化学反应。生一定的化学反应。生一定的化学反应。例如：蛋白酶催化蛋白质的水解；例如：蛋白酶催化蛋白质的水解；例如：蛋白酶催化蛋白质的水解；例如：蛋白酶催化蛋白质的水解；淀粉酶催化淀粉的水解；淀粉酶催化淀粉的水解；淀粉酶催化淀粉的水解；淀粉酶催化淀粉的水解；核酸酶催化核酸的水解。核酸酶催化核酸的水解。核酸酶催化核酸的水解。核酸酶催化核酸的水解。(2)(2)(2)(2)专一性专一性专一性专一性 （SpecificitySpecificitySpecificitySpecificity）第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学第一节第一节第一节第一节 导论导论第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学1.21.2、酶催化作用特点、酶催化作用特点、酶催化作用特点、酶催化作用特点n酶的作用一般都要求比较酶的作用一般都要求比较温和的条件温和的条件，如常温、，如常温、常压和接近中性的酸碱度。常压和接近中性的酸碱度。n凡能使蛋白质变性的因素都能使酶破坏而失去活凡能使蛋白质变性的因素都能使酶破坏而失去活性。性。(3)(3)(3)(3)酶易失活酶易失活酶易失活酶易失活(inactivityinactivityinactivityinactivity)第一节第一节第一节第一节 导论导论第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学1.21.2、酶催化作用特点、酶催化作用特点、酶催化作用特点、酶催化作用特点()酶的活性可受到调节、控制酶的活性可受到调节、控制酶的活性可受到调节、控制酶的活性可受到调节、控制第一节第一节第一节第一节 导论导论第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学多种机制和形式：如如:抑制剂调节、共价修饰调节、反馈调节、抑制剂调节、共价修饰调节、反馈调节、酶原激活等。酶原激活等。1.21.2、酶催化作用特点、酶催化作用特点、酶催化作用特点、酶催化作用特点()酶催化常需辅助因子（酶催化常需辅助因子（酶催化常需辅助因子（酶催化常需辅助因子（cofactor)cofactor)cofactor)cofactor)某些酶催化活力与非蛋白小分子物质有关。某些酶催化活力与非蛋白小分子物质有关。某些酶催化活力与非蛋白小分子物质有关。某些酶催化活力与非蛋白小分子物质有关。例如：金属离子、辅酶、辅基等。例如：金属离子、辅酶、辅基等。例如：金属离子、辅酶、辅基等。例如：金属离子、辅酶、辅基等。第一节第一节第一节第一节 导论导论第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学1.21.2、酶催化作用特点、酶催化作用特点、酶催化作用特点、酶催化作用特点1.31.3、酶的专一性酶的专一性酶的专一性酶的专一性 第一节第一节第一节第一节 导论导论第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学 概念概念概念概念：酶对所催化的分子：酶对所催化的分子：酶对所催化的分子：酶对所催化的分子(底物，底物，底物，底物，substrate)substrate)substrate)substrate)化学结构的特殊要求和选择。化学结构的特殊要求和选择。化学结构的特殊要求和选择。化学结构的特殊要求和选择。类别类别类别类别：相对专一性相对专一性相对专一性相对专一性和和和和绝对专一性绝对专一性绝对专一性绝对专一性。1.31.3、酶的专一性酶的专一性酶的专一性酶的专一性 第一节第一节第一节第一节 导论导论第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学结构专一性结构专一性结构专一性结构专一性 1 1、相对专一性、相对专一性、相对专一性、相对专一性 酶对底物的化学结构要求比较低，酶对底物的化学结构要求比较低，酶对底物的化学结构要求比较低，酶对底物的化学结构要求比较低，它们能作用于一类化合物或一种化学键。它们能作用于一类化合物或一种化学键。它们能作用于一类化合物或一种化学键。它们能作用于一类化合物或一种化学键。键专一性键专一性键专一性键专一性 有的酶作用于一定的化学键，有的酶作用于一定的化学键，有的酶作用于一定的化学键，有的酶作用于一定的化学键，而对键两端的基团无严格的要求。而对键两端的基团无严格的要求。而对键两端的基团无严格的要求。而对键两端的基团无严格的要求。第一节第一节第一节第一节 导论导论第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学结构专一性结构专一性结构专一性结构专一性酯酶催化酯键的水解。酯酶催化酯键的水解。基团专一性基团专一性基团专一性基团专一性 除要求作用于一定的键以外，除要求作用于一定的键以外，除要求作用于一定的键以外，除要求作用于一定的键以外，对键两端的基团还有一定的要求。对键两端的基团还有一定的要求。对键两端的基团还有一定的要求。对键两端的基团还有一定的要求。第一节第一节第一节第一节 导论导论第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学结构专一性结构专一性结构专一性结构专一性 2 2 2 2、绝对专一性、绝对专一性、绝对专一性、绝对专一性 有的酶对底物的化学结构要求非常有的酶对底物的化学结构要求非常有的酶对底物的化学结构要求非常有的酶对底物的化学结构要求非常严格，只作用于一种底物，不作用于其它任何物质，严格，只作用于一种底物，不作用于其它任何物质，严格，只作用于一种底物，不作用于其它任何物质，严格，只作用于一种底物，不作用于其它任何物质，如脲酶如脲酶如脲酶如脲酶,麦芽糖酶等。麦芽糖酶等。麦芽糖酶等。麦芽糖酶等。1.31.3、酶的专一性酶的专一性酶的专一性酶的专一性 第一节第一节第一节第一节 导论导论第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学结构专一性结构专一性结构专一性结构专一性 概念概念概念概念：酶除了对底物分子的化学结构有要求外，对其：酶除了对底物分子的化学结构有要求外，对其：酶除了对底物分子的化学结构有要求外，对其：酶除了对底物分子的化学结构有要求外，对其 立体异构也有高度专一性。立体异构也有高度专一性。立体异构也有高度专一性。立体异构也有高度专一性。类别类别类别类别：旋光异构专一性旋光异构专一性旋光异构专一性旋光异构专一性（L L L L、D D D D型）如型）如型）如型）如L-L-L-L-氨基酸氧化酶；氨基酸氧化酶；氨基酸氧化酶；氨基酸氧化酶；几何异构专一性（几何异构专一性（几何异构专一性（几何异构专一性（顺、反结构）如延胡索酸水化酶顺、反结构）如延胡索酸水化酶顺、反结构）如延胡索酸水化酶顺、反结构）如延胡索酸水化酶只催化延胡索酸（反只催化延胡索酸（反只催化延胡索酸（反只催化延胡索酸（反-丁烯二酸），而不催化顺丁烯二酸），而不催化顺丁烯二酸），而不催化顺丁烯二酸），而不催化顺-丁烯二酸。丁烯二酸。丁烯二酸。丁烯二酸。1.31.3、酶的专一性酶的专一性酶的专一性酶的专一性 第一节第一节第一节第一节 导论导论第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学立体异构专一性立体异构专一性立体异构专一性立体异构专一性除了有催化活性的除了有催化活性的除了有催化活性的除了有催化活性的RNARNARNARNA之外几乎都是蛋白质之外几乎都是蛋白质之外几乎都是蛋白质之外几乎都是蛋白质2、酶的化学本质、酶的化学本质 第一节第一节第一节第一节 导论导论导论导论第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学酶主要是蛋白质酶主要是蛋白质酶主要是蛋白质酶主要是蛋白质2 2、酶的化学本质、酶的化学本质、酶的化学本质、酶的化学本质 第一节第一节第一节第一节 导论导论第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学核酶（催化核酸）核酶（催化核酸）核酶（催化核酸）核酶（催化核酸）ribozymeribozyme 核酶的功能很多核酶的功能很多,有的能够切割有的能够切割RNA,RNA,有的有的能够切割能够切割DNA,DNA,有些还具有有些还具有RNARNA连接酶、磷酸酶连接酶、磷酸酶等活性。等活性。与蛋白质酶相比，核酶的催化效率较低，与蛋白质酶相比，核酶的催化效率较低，是一种较为原始的催化酶。是一种较为原始的催化酶。2 2、酶的化学本质、酶的化学本质、酶的化学本质、酶的化学本质 第一节第一节第一节第一节 导论导论第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学核酶（催化核酸）核酶（催化核酸）核酶（催化核酸）核酶（催化核酸）ribozymeribozyme 核酶随着生物学的发展，不仅仅只是包括核酶随着生物学的发展，不仅仅只是包括RNARNA，如，如今人们还人工合成了一些今人们还人工合成了一些DNADNA也具有催化活性也具有催化活性。所以现。所以现在的核酶应该包括在的核酶应该包括催化性催化性DNADNA和催化性和催化性RNARNA两大类。两大类。目前，催化性目前，催化性DNADNA只是人工合成的，并没有发现有只是人工合成的，并没有发现有天然存在的。天然存在的。n n单体酶单体酶单体酶单体酶 (monomericmonomeric enzyme)enzyme)n n寡聚酶寡聚酶寡聚酶寡聚酶 (oligomericoligomeric enzyme)enzyme)n n多酶体系多酶体系多酶体系多酶体系 (multienzymemultienzyme system)system)2 2、酶的化学本质、酶的化学本质、酶的化学本质、酶的化学本质 第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学酶的蛋白质组成形式：酶的蛋白质组成形式：酶的蛋白质组成形式：酶的蛋白质组成形式：第一节第一节第一节第一节 导论导论n n单体酶单体酶单体酶单体酶-monomericmonomeric enzyme enzyme：一般由一条肽链组成，如：一般由一条肽链组成，如：一般由一条肽链组成，如：一般由一条肽链组成，如溶菌酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶等。胰凝乳蛋白酶由溶菌酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶等。胰凝乳蛋白酶由溶菌酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶等。胰凝乳蛋白酶由溶菌酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶等。胰凝乳蛋白酶由3 3 3 3条条条条肽链（各肽链间有共价键连接），仍为单体酶。肽链（各肽链间有共价键连接），仍为单体酶。肽链（各肽链间有共价键连接），仍为单体酶。肽链（各肽链间有共价键连接），仍为单体酶。n n寡聚酶寡聚酶寡聚酶寡聚酶-oligomericoligomeric enzyme enzyme：由几个或几十个亚基组成，由几个或几十个亚基组成，由几个或几十个亚基组成，由几个或几十个亚基组成，亚基可以相同也可不同。如亚基可以相同也可不同。如亚基可以相同也可不同。如亚基可以相同也可不同。如3-3-3-3-磷酸甘油醛脱氢酶、乳酸磷酸甘油醛脱氢酶、乳酸磷酸甘油醛脱氢酶、乳酸磷酸甘油醛脱氢酶、乳酸脱氢酶、丙酮酸激酶等。脱氢酶、丙酮酸激酶等。脱氢酶、丙酮酸激酶等。脱氢酶、丙酮酸激酶等。2、酶的化学本质、酶的化学本质 第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学第一节第一节第一节第一节 导论导论酶的蛋白质组成形式：酶的蛋白质组成形式：酶的蛋白质组成形式：酶的蛋白质组成形式：多酶体系多酶体系多酶体系多酶体系-multienzymemultienzyme system system 由几种酶靠由几种酶靠由几种酶靠由几种酶靠非共价键非共价键非共价键非共价键彼彼彼彼此嵌合而成。主要指此嵌合而成。主要指此嵌合而成。主要指此嵌合而成。主要指结构结构结构结构化化化化的多酶复合体。如丙酮的多酶复合体。如丙酮的多酶复合体。如丙酮的多酶复合体。如丙酮酸脱氢酶系、脂肪酸合成酸脱氢酶系、脂肪酸合成酸脱氢酶系、脂肪酸合成酸脱氢酶系、脂肪酸合成酶复合体等。酶复合体等。酶复合体等。酶复合体等。这种结构既能提高反应途这种结构既能提高反应途这种结构既能提高反应途这种结构既能提高反应途径的效率，又能增强调控径的效率，又能增强调控径的效率，又能增强调控径的效率，又能增强调控的准确性。的准确性。的准确性。的准确性。多酶复合体示意图多酶复合体示意图酶1酶2酶3酶7酶4酶6酶5多酶复合体示意图多酶复合体示意图2 2、酶的化学本质、酶的化学本质、酶的化学本质、酶的化学本质 第一节第一节第一节第一节 导论导论导论导论第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学酶分子组成酶分子组成酶分子组成酶分子组成单纯酶（仅蛋白质）单纯酶（仅蛋白质）单纯酶（仅蛋白质）单纯酶（仅蛋白质）结合结合结合结合酶酶酶酶 (全酶，蛋白质及非蛋白质小分子全酶，蛋白质及非蛋白质小分子全酶，蛋白质及非蛋白质小分子全酶，蛋白质及非蛋白质小分子 )如：脲酶、蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等。如：脲酶、蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等。如：脲酶、蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等。如：脲酶、蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等。如：转氨酶、乳酸脱氢酶、氧化还原酶等。如：转氨酶、乳酸脱氢酶、氧化还原酶等。如：转氨酶、乳酸脱氢酶、氧化还原酶等。如：转氨酶、乳酸脱氢酶、氧化还原酶等。酶蛋白酶蛋白决定反应的专一性和高效性；决定反应的专一性和高效性；辅因子辅因子作为电子或者基团的载体，参与并促作为电子或者基团的载体，参与并促 进整个催化过程。进整个催化过程。2 2、酶的化学本质、酶的化学本质、酶的化学本质、酶的化学本质 第一节第一节第一节第一节 导论导论导论导论第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学酶蛋白酶蛋白酶蛋白酶蛋白 (apoenzymeapoenzyme)：多肽多肽多肽多肽 辅因子辅因子辅因子辅因子 (cofactor)(cofactor)金属离子金属离子金属离子金属离子小分子有机化合物小分子有机化合物小分子有机化合物小分子有机化合物全酶全酶全酶全酶(holoenzymeholoenzyme)2、酶的化学本质、酶的化学本质 第一节第一节第一节第一节 导论导论第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学结合酶和酶的辅因子结合酶和酶的辅因子辅助因子按其辅助因子按其与酶蛋白结合的紧密程度与酶蛋白结合的紧密程度n辅酶辅酶/辅基大多数是由辅基大多数是由维生素维生素参与形成的小分子化合参与形成的小分子化合物物 辅酶辅酶辅酶辅酶 (coenzyme):(coenzyme):与酶蛋白结合与酶蛋白结合与酶蛋白结合与酶蛋白结合疏松，疏松，疏松，疏松，用透析法可除去。用透析法可除去。用透析法可除去。用透析法可除去。辅基辅基辅基辅基 (prosthetic group):(prosthetic group):与酶蛋白结合与酶蛋白结合与酶蛋白结合与酶蛋白结合紧密，紧密，紧密，紧密，不能用透析法除去。不能用透析法除去。不能用透析法除去。不能用透析法除去。金属离子金属离子金属离子金属离子维生素是机体（动物、植物和微生物）维持正常生命活动维生素是机体（动物、植物和微生物）维持正常生命活动维生素是机体（动物、植物和微生物）维持正常生命活动维生素是机体（动物、植物和微生物）维持正常生命活动所必不可少的一类小分子有机化合物。所必不可少的一类小分子有机化合物。所必不可少的一类小分子有机化合物。所必不可少的一类小分子有机化合物。分类分类分类分类：维生素一般习惯分为维生素一般习惯分为维生素一般习惯分为维生素一般习惯分为脂溶性脂溶性脂溶性脂溶性和和和和水溶性水溶性水溶性水溶性两大类。其两大类。其两大类。其两大类。其 中脂溶性维生素在体内可直接参与代谢的调节作中脂溶性维生素在体内可直接参与代谢的调节作中脂溶性维生素在体内可直接参与代谢的调节作中脂溶性维生素在体内可直接参与代谢的调节作 用，而水溶性维生素是通过转变成辅酶对代谢起用，而水溶性维生素是通过转变成辅酶对代谢起用，而水溶性维生素是通过转变成辅酶对代谢起用，而水溶性维生素是通过转变成辅酶对代谢起 调节作用。调节作用。调节作用。调节作用。3 维生素与维生素与辅酶辅酶第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学第一节第一节第一节第一节 导论导论第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学 硫胺素硫胺素硫胺素硫胺素(维生素维生素维生素维生素B B1 1)在体内以在体内以在体内以在体内以焦磷酸硫胺素焦磷酸硫胺素焦磷酸硫胺素焦磷酸硫胺素(TPPTPP)形式存在。形式存在。形式存在。形式存在。TPPTPP是催化丙酮酸或是催化丙酮酸或是催化丙酮酸或是催化丙酮酸或 酮戊二酸脱羧酶的辅酶，所以又称为酮戊二酸脱羧酶的辅酶，所以又称为酮戊二酸脱羧酶的辅酶，所以又称为酮戊二酸脱羧酶的辅酶，所以又称为脱脱脱脱羧辅酶羧辅酶羧辅酶羧辅酶。TPPTPP缺乏时表现出多发性神经炎，导致皮肤麻木、心力衰竭、缺乏时表现出多发性神经炎，导致皮肤麻木、心力衰竭、缺乏时表现出多发性神经炎，导致皮肤麻木、心力衰竭、缺乏时表现出多发性神经炎，导致皮肤麻木、心力衰竭、四肢无力、下肢水肿等。四肢无力、下肢水肿等。四肢无力、下肢水肿等。四肢无力、下肢水肿等。嘧啶环嘧啶环嘧啶环嘧啶环噻唑环噻唑环噻唑环噻唑环FADFAD(黄素腺嘌呤二核苷酸黄素腺嘌呤二核苷酸黄素腺嘌呤二核苷酸黄素腺嘌呤二核苷酸)和和和和FMNFMN(黄素单核苷酸黄素单核苷酸黄素单核苷酸黄素单核苷酸)氧化还原酶的氧化还原酶的氧化还原酶的氧化还原酶的辅基辅基辅基辅基。被还原后形成被还原后形成被还原后形成被还原后形成FADHFADH2 2与与与与FMNHFMNH2 2。核黄素核黄素核黄素核黄素(维生素维生素维生素维生素B B2 2)缺乏时组织呼吸减弱，代谢强缺乏时组织呼吸减弱，代谢强缺乏时组织呼吸减弱，代谢强缺乏时组织呼吸减弱，代谢强度降低。主要症状为口腔发炎，度降低。主要症状为口腔发炎，度降低。主要症状为口腔发炎，度降低。主要症状为口腔发炎，舌炎、角膜炎、皮炎等。舌炎、角膜炎、皮炎等。舌炎、角膜炎、皮炎等。舌炎、角膜炎、皮炎等。它们在脱氢酶催化的氧化它们在脱氢酶催化的氧化它们在脱氢酶催化的氧化它们在脱氢酶催化的氧化-还原反应还原反应还原反应还原反应中，起着电子和质子的传递体作用。中，起着电子和质子的传递体作用。中，起着电子和质子的传递体作用。中，起着电子和质子的传递体作用。尼克酸（烟酸）尼克酸（烟酸）尼克酰胺（烟酰胺）尼克酰胺（烟酰胺）维生素维生素维生素维生素pppp（VBVB3 3）n nNADNADNADNAD+(烟烟烟烟酰酰酰酰胺胺胺胺腺腺腺腺嘌嘌嘌嘌呤呤呤呤二二二二核核核核苷苷苷苷酸酸酸酸，又又又又 称称称称 为为为为 辅辅辅辅 酶酶酶酶 I I I I)和和和和NADPNADPNADPNADP+(烟烟烟烟酰酰酰酰胺胺胺胺腺腺腺腺嘌嘌嘌嘌呤呤呤呤二二二二核核核核苷苷苷苷酸酸酸酸磷磷磷磷酸酸酸酸,又又又又称称称称为为为为辅辅辅辅酶酶酶酶IIIIIIII )是是是是维生素烟酰胺的衍生物。维生素烟酰胺的衍生物。维生素烟酰胺的衍生物。维生素烟酰胺的衍生物。n n它们是多种重要脱氢酶的它们是多种重要脱氢酶的它们是多种重要脱氢酶的它们是多种重要脱氢酶的辅酶，在代谢中传递辅酶，在代谢中传递辅酶，在代谢中传递辅酶，在代谢中传递氢氢氢氢。能维持神经组织的健康。缺能维持神经组织的健康。缺能维持神经组织的健康。缺能维持神经组织的健康。缺乏时表现出神经营养障碍，乏时表现出神经营养障碍，乏时表现出神经营养障碍，乏时表现出神经营养障碍，出现糙皮病。出现糙皮病。出现糙皮病。出现糙皮病。泛酸（泛酸（VBVB5 5）辅辅辅辅酶酶酶酶A A A A是是是是生生生生物物物物体体体体内内内内代代代代谢谢谢谢反反反反应应应应中中中中乙乙乙乙酰酰酰酰化化化化酶酶酶酶的的的的辅辅辅辅酶酶酶酶，它它它它是是是是含含含含泛泛泛泛酸酸酸酸的的的的复复复复合合合合核核核核苷苷苷苷酸酸酸酸。它它它它的的的的重重重重要要要要生生生生理理理理功功功功能能能能是是是是传传传传递递递递酰酰酰酰基基基基，是是是是形形形形成代谢中间产物的重要辅酶。成代谢中间产物的重要辅酶。成代谢中间产物的重要辅酶。成代谢中间产物的重要辅酶。巯基乙胺巯基乙胺巯基乙胺巯基乙胺泛酸泛酸泛酸泛酸n n 维生素维生素维生素维生素B B B B6 6 6 6-抗皮炎维生素抗皮炎维生素抗皮炎维生素抗皮炎维生素包括吡哆醇、吡哆包括吡哆醇、吡哆包括吡哆醇、吡哆包括吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺。醛和吡哆胺。醛和吡哆胺。醛和吡哆胺。n n维生素维生素维生素维生素B B B B6 6 6 6在体内经磷酸化作用转化为相应的磷酸脂，参在体内经磷酸化作用转化为相应的磷酸脂，参在体内经磷酸化作用转化为相应的磷酸脂，参在体内经磷酸化作用转化为相应的磷酸脂，参加代谢的主要的是加代谢的主要的是加代谢的主要的是加代谢的主要的是磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛和和和和磷酸吡哆胺磷酸吡哆胺磷酸吡哆胺磷酸吡哆胺。磷酸吡哆。磷酸吡哆。磷酸吡哆。磷酸吡哆醛是醛是醛是醛是转氨酶、脱羧酶和消旋酶转氨酶、脱羧酶和消旋酶转氨酶、脱羧酶和消旋酶转氨酶、脱羧酶和消旋酶的辅酶。的辅酶。的辅酶。的辅酶。n n 维生素维生素B B1111又称叶酸又称叶酸，作为辅酶的是叶酸加，作为辅酶的是叶酸加，作为辅酶的是叶酸加，作为辅酶的是叶酸加氢的还原产物四氢叶酸氢的还原产物四氢叶酸氢的还原产物四氢叶酸氢的还原产物四氢叶酸(FHFH4 4或或或或THFATHFA)。n n四四四四氢氢氢氢叶叶叶叶酸酸酸酸的的的的主主主主要要要要作作作作用用用用是是是是作作作作为为为为一一一一碳碳碳碳基基基基团团团团，如如如如-CH-CH-CH-CH3 3 3 3,-CHCHCHCH2 2 2 2-,-CHO-,-CHO-,-CHO-,-CHO 等的载体，参与多种生物合成过程。等的载体，参与多种生物合成过程。等的载体，参与多种生物合成过程。等的载体，参与多种生物合成过程。四氢叶酸四氢叶酸第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学脂溶性维生素脂溶性维生素脂溶性维生素脂溶性维生素第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学19611961年年年年国国国国际际际际酶酶酶酶学学学学委委委委员员员员会会会会（Enzyme Enzyme Commission,Commission,ECEC）根据酶所催化的反应类型和机理，把酶分成根据酶所催化的反应类型和机理，把酶分成根据酶所催化的反应类型和机理，把酶分成根据酶所催化的反应类型和机理，把酶分成6 6大类：大类：大类：大类：4 4、酶的命名和分类、酶的命名和分类、酶的命名和分类、酶的命名和分类第一节第一节第一节第一节 导论导论n n氧化氧化氧化氧化-还原酶催化氧化还原酶催化氧化还原酶催化氧化还原酶催化氧化-还原反应，催化还原反应，催化还原反应，催化还原反应，催化氢氢氢氢的转移或电子的转移或电子的转移或电子的转移或电子传递。传递。传递。传递。n n主要包括脱氢酶主要包括脱氢酶主要包括脱氢酶主要包括脱氢酶(dehydrogenasedehydrogenasedehydrogenasedehydrogenase)和氧化酶和氧化酶和氧化酶和氧化酶(OxidaseOxidaseOxidaseOxidase)。AH2+BA+BH2第一节第一节第一节第一节 导论导论第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学4、酶的命名和分类、酶的命名和分类 氧化氧化-还原酶还原酶 Oxidoreductase如，乳酸如，乳酸如，乳酸如，乳酸(Lactate)(Lactate)脱氢酶催化乳酸的脱氢反应。脱氢酶催化乳酸的脱氢反应。脱氢酶催化乳酸的脱氢反应。脱氢酶催化乳酸的脱氢反应。n n转移酶催化基团转移反应，即将一个底物分子的基团或转移酶催化基团转移反应，即将一个底物分子的基团或转移酶催化基团转移反应，即将一个底物分子的基团或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。原子转移到另一个底物的分子上。原子转移到另一个底物的分子上。原子转移到另一个底物的分子上。n n例如，谷丙转氨酶例如，谷丙转氨酶例如，谷丙转氨酶例如，谷丙转氨酶(GPT)(GPT)(GPT)(GPT)催化的氨基转移反应。催化的氨基转移反应。催化的氨基转移反应。催化的氨基转移反应。AX+BA+BX第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学 转移酶转移酶转移酶转移酶 TransferaseTransferase4、酶的命名和分类、酶的命名和分类n n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。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。n n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。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。n n例如，脂肪酶例如，脂肪酶例如，脂肪酶例如，脂肪酶(LipaseLipase)催化的脂的水解反应：催化的脂的水解反应：催化的脂的水解反应：催化的脂的水解反应：AB+H2OAOH+BH第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学 水解酶水解酶水解酶水解酶 hydrolasehydrolase4、酶的命名和分类、酶的命名和分类n n裂合酶催化从底物分子中移去一个基团或原子形裂合酶催化从底物分子中移去一个基团或原子形裂合酶催化从底物分子中移去一个基团或原子形裂合酶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。成双键的反应及其逆反应。成双键的反应及其逆反应。成双键的反应及其逆反应。n n主要包括醛缩酶、水合酶及脱氨酶等。主要包括醛缩酶、水合酶及脱氨酶等。主要包括醛缩酶、水合酶及脱氨酶等。主要包括醛缩酶、水合酶及脱氨酶等。n n例如，延胡索酸水合酶催化的反应。例如，延胡索酸水合酶催化的反应。例如，延胡索酸水合酶催化的反应。例如，延胡索酸水合酶催化的反应。第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学 裂合酶裂合酶 Lyase4、酶的命名和分类、酶的命名和分类n n异构酶催化各种异构酶催化各种异构酶催化各种异构酶催化各种同分异构体同分异构体同分异构体同分异构体的相互转化，即底物分子的相互转化，即底物分子的相互转化，即底物分子的相互转化，即底物分子内基团或原子的重排过程。内基团或原子的重排过程。内基团或原子的重排过程。内基团或原子的重排过程。AB第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学 异构酶异构酶 Isomerasen n 例如例如例如例如6-6-磷酸葡萄糖异构酶催化的反应磷酸葡萄糖异构酶催化的反应磷酸葡萄糖异构酶催化的反应磷酸葡萄糖异构酶催化的反应葡萄糖葡萄糖-6-6-磷酸磷酸果糖果糖-6-6-磷酸磷酸4、酶的命名和分类、酶的命名和分类n n又称为连接酶，能够催化两种物质合成一种物质又称为连接酶，能够催化两种物质合成一种物质又称为连接酶，能够催化两种物质合成一种物质又称为连接酶，能够催化两种物质合成一种物质的反应。这类反应必须与的反应。这类反应必须与的反应。这类反应必须与的反应。这类反应必须与ATPATPATPATP分解反应相偶联。分解反应相偶联。分解反应相偶联。分解反应相偶联。A+B+ATPAB+ADP+Pi第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学 合成酶合成酶合成酶合成酶 SynthetaseSynthetase or or LigaseLigaseCHCH3 3C C =O+COO+CO2 2COOHCOOHCOOHCOOHCOOHCOOHCHCH2 2C=C=O O丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶丙酮酸丙酮酸草酰乙酸草酰乙酸+ATP+H+ATP+H2 2O O+ADP+P+ADP+Pi i4、酶的命名和分类、酶的命名和分类每每每每一一一一个个个个大大大大类类类类，又又又又可可可可根根根根据据据据底底底底物物物物中中中中被被被被作作作作用用用用的的的的集集集集团团团团或或或或键键键键的的的的特特特特点点点点分分分分为为为为若若若若干干干干亚亚亚亚类类类类，每每每每个个个个亚亚亚亚类类类类又又又又可可可可分分分分为为为为几几几几个个个个亚亚亚亚亚亚亚亚类类类类。在在在在酶酶酶酶表表表表中中中中，每每每每一一一一种种种种酶酶酶酶有一个有一个有一个有一个分类编号：分类编号：分类编号：分类编号：EC+EC+四个数字四个数字四个数字四个数字,如如如如乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶(EC 1.1.1.27)(EC 1.1.1.27)EC EC 1.1.1.27 1.1.1.27 大类大类大类大类 亚类亚类亚类亚类 亚亚类亚亚类亚亚类亚亚类 序号序号序号序号氧化还氧化还原酶类原酶类被氧化被氧化基团为基团为CHOHCHOH受体为受体为 NADNAD在此亚亚在此亚亚类中的顺类中的顺序号序号第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学4、酶的命名和分类、酶的命名和分类乳酸乳酸+NAD+丙酮酸丙酮酸+NADH+H+乳酸：乳酸：NAD+氧化还原酶氧化还原酶乳酸脱氢酶，草酰乙酸脱羧酶乳酸脱氢酶，草酰乙酸脱羧酶第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学系统命名系统命名系统命名系统命名（19611961年国际酶学委员会确定）包括所有年国际酶学委员会确定）包括所有年国际酶学委员会确定）包括所有年国际酶学委员会确定）包括所有底物的名称和反应类型，最后加一个酶字。底物的名称和反应类型，最后加一个酶字。底物的名称和反应类型，最后加一个酶字。底物的名称和反应类型，最后加一个酶字。习惯命名习惯命名习惯命名习惯命名：常以底物名、反应性质以及酶的来源命名，：常以底物名、反应性质以及酶的来源命名，：常以底物名、反应性质以及酶的来源命名，：常以底物名、反应性质以及酶的来源命名，只取较重要的底物名称和反应类型。只取较重要的底物名称和反应类型。只取较重要的底物名称和反应类型。只取较重要的底物名称和反应类型。第二节第二节第二节第二节 酶催化机理酶催化机理酶催化机理酶催化机理第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学一、酶的催化作用与分子活化能一、酶的催化作用与分子活化能一、酶的催化作用与分子活化能一、酶的催化作用与分子活化能二、中间产物学说二、中间产物学说二、中间产物学说二、中间产物学说(酶降低活化能的机理）酶降低活化能的机理）酶降低活化能的机理）酶降低活化能的机理）三、酶的活性中心和必需基团三、酶的活性中心和必需基团三、酶的活性中心和必需基团三、酶的活性中心和必需基团四、诱导契合学说四、诱导契合学说四、诱导契合学说四、诱导契合学说(酶高度专一性的机理）酶高度专一性的机理）酶高度专一性的机理）酶高度专一性的机理）五、使酶具有高催化效率的因素五、使酶具有高催化效率的因素五、使酶具有高催化效率的因素五、使酶具有高催化效率的因素六、胰凝乳蛋白酶的催化机理六、胰凝乳蛋白酶的催化机理六、胰凝乳蛋白酶的催化机理六、胰凝乳蛋白酶的催化机理七、酶原的激活（七、酶原的激活（七、酶原的激活（七、酶原的激活（activation of activation of zymogenzymogen）一、酶的催化作用与分子活化能一、酶的催化作用与分子活化能一、酶的催化作用与分子活化能一、酶的催化作用与分子活化能v能阈能阈:反应物分子发生化学变化所需的最低能量。反应物分子发生化学变化所需的最低能量。v活化分子活化分子:含有高于反应能阈的能量而能起反应的分子。含有高于反应能阈的能量而能起反应的分子。v活化能活化能:在一定温度下，在一定温度下，1 mol1 mol底物全部进入活化态所需要的底物全部进入活化态所需要的 能量，能量，J/molJ/mol。供给能量，如加热、光照等；供给能量，如加热、光照等；供给能量，如加热、光照等；供给能量，如加热、光照等；加入催化剂，降低活化能。加入催化剂，降低活化能。加入催化剂，降低活化能。加入催化剂，降低活化能。常态分子变为活化态分子的途径：常态分子变为活化态分子的途径：常态分子变为活化态分子的途径：常态分子变为活化态分子的途径：第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学几个概念：几个概念：几个概念：几个概念：第二节第二节第二节第二节 酶催化机理酶催化机理酶催化机理酶催化机理一般催化剂一般催化剂一般催化剂一般催化剂反应活化能反应活化能反应活化能反应活化能反应总能量变化反应总能量变化反应总能量变化反应总能量变化酶促反应活化能酶促反应活化能酶促反应活化能酶促反应活化能非催化反应活化能非催化反应活化能非催化反应活化能非催化反应活化能初初初初 态态态态终终终终 态态态态能能 量量 改改 变变活活 化化 过过 程程酶促反应的本质是降低反应物分子的活化能。酶促反应的本质是降低反应物分子的活化能。活化态活化态二、中间产物学说二、中间产物学说二、中间产物学说二、中间产物学说(酶降低活化能的机理）酶降低活化能的机理）酶降低活化能的机理）酶降低活化能的机理）第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学在酶催化的反应中，第一步是酶与底物形成不稳定的在酶催化的反应中，第一步是酶与底物形成不稳定的在酶催化的反应中，第一步是酶与底物形成不稳定的在酶催化的反应中，第一步是酶与底物形成不稳定的酶酶酶酶(Enzyme)(Enzyme)(Enzyme)(Enzyme)底物底物底物底物(Substrate)(Substrate)(Substrate)(Substrate)中间复合物中间复合物中间复合物中间复合物。当底物分子在当底物分子在当底物分子在当底物分子在酶作用下发生化学变化后，分解成产物酶作用下发生化学变化后，分解成产物酶作用下发生化学变化后，分解成产物酶作用下发生化学变化后，分解成产物(Product)(Product)(Product)(Product)和酶。和酶。和酶。和酶。+第二节第二节第二节第二节 酶催化机理酶催化机理酶催化机理酶催化机理二、中间产物学说二、中间产物学说二、中间产物学说二、中间产物学说(酶降低活化能的机理）酶降低活化能的机理）酶降低活化能的机理）酶降低活化能的机理）第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学许多实验间接地证明了许多实验间接地证明了ESES复合物的存在，复合物的存在，如过氧化物酶反应过程中的光谱变化：如过氧化物酶反应过程中的光谱变化：645645、583583、548548、498 nm498 nm 561 561、530.5 nm530.5 nm第二节第二节第二节第二节 酶催化机理酶催化机理酶催化机理酶催化机理三、酶的活性中心和必需基团三、酶的活性中心和必需基团三、酶的活性中心和必需基团三、酶的活性中心和必需基团第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学第二节第二节第二节第二节 酶催化机理酶催化机理酶催化机理酶催化机理n n亲核性基团：亲核性基团：亲核性基团：亲核性基团：SerSerSerSer的羟基的羟基的羟基的羟基 CysCysCysCys的巯基的巯基的巯基的巯基 HisHisHisHis的咪唑基。的咪唑基。的咪唑基。的咪唑基。常见酶活性中心的基团常见酶活性中心的基团常见酶活性中心的基团常见酶活性中心的基团三、酶的活性中心和必须基团三、酶的活性中心和必须基团三、酶的活性中心和必须基团三、酶的活性中心和必须基团第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学 活性中心活性中心活性中心活性中心第二节第二节第二节第二节 酶催化机理酶催化机理酶催化机理酶催化机理n酸碱性酸碱性基团基团基团基团：AspAsp和和GluGlu的羧基，的羧基，LysLys的氨基，的氨基，TrpTrp的酚羟基等的酚羟基等。三、酶的活性中心和必需基团三、酶的活性中心和必需基团三、酶的活性中心和必需基团三、酶的活性中心和必需基团第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学 活性中心活性中心活性中心活性中心常见酶活性中心的基团常见酶活性中心的基团常见酶活性中心的基团常见酶活性中心的基团第二节第二节第二节第二节 酶催化机理酶催化机理酶催化机理酶催化机理 某些酶活性部位的某些酶活性部位的某些酶活性部位的某些酶活性部位的AAAA残基残基残基残基 酶酶酶酶 AAAA残基数残基数残基数残基数 活性部位的活性部位的活性部位的活性部位的AAAA残基残基残基残基核糖核酸酶核糖核酸酶核糖核酸酶核糖核酸酶 124 His12,His119,Lys41124 His12,His119,Lys41溶菌酶溶菌酶溶菌酶溶菌酶 129 Asp52,Glu35129 Asp52,Glu35胰凝乳蛋白酶胰凝乳蛋白酶胰凝乳蛋白酶胰凝乳蛋白酶 241 His57,Asp102,Ser195241 His57,Asp102,Ser195胃蛋白酶胃蛋白酶胃蛋白酶胃蛋白酶 348 Asp32,Asp215348 Asp32,Asp215木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶 212 Cys25,His159212 Cys25,His159羧肽酶羧肽酶羧肽酶羧肽酶A 307 Arg127,Glu270,Tyr248,ZnA 307 Arg127,Glu270,Tyr248,Zn2+2+三、酶的活性中心和必须基团三、酶的活性中心和必须基团三、酶的活性中心和必须基团三、酶的活性中心和必须基团第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学第二节第二节第二节第二节 酶催化机理酶催化机理酶催化机理酶催化机理AspHisSer胰胰凝凝乳乳蛋蛋白白酶酶的的活活性性中中心心活性中心重要基团活性中心重要基团:His57,Asp102,Ser195三、酶的活性中心和必需基团三、酶的活性中心和必需基团三、酶的活性中心和必需基团三、酶的活性中心和必需基团第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学第二节第二节第二节第二节 酶催化机理酶催化机理酶催化机理酶催化机理三、酶的活性中心和必需基团三、酶的活性中心和必需基团三、酶的活性中心和必需基团三、酶的活性中心和必需基团第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学1.1.结合部位结合部位结合部位结合部位 binding sitebinding siten n酶分子中与底物结合的酶分子中与底物结合的部位或区域。决定酶的部位或区域。决定酶的专一性。专一性。第二节第二节第二节第二节 酶催化机理酶催化机理酶催化机理酶催化机理n n酶分子中促使底物发生酶分子中促使底物发生化学变化的部位，决定化学变化的部位，决定酶所催化反应的性质。酶所催化反应的性质。一、酶的活性中心和必需基团一、酶的活性中心和必需基团一、酶的活性中心和必需基团一、酶的活性中心和必需基团第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学 2 2催化部位催化部位催化部位催化部位 catalytic sitecatalytic site第二节第二节第二节第二节 酶催化机理酶催化机理酶催化机理酶催化机理n n酶分子中存在着一些可以与其他分子发生某种程度结酶分子中存在着一些可以与其他分子发生某种程度结酶分子中存在着一些可以与其他分子发生某种程度结酶分子中存在着一些可以与其他分子发生某种程度结合的部位，从而引起酶分子空间构象的变化，对酶起合的部位，从而引起酶分子空间构象的变化，对酶起合的部位，从而引起酶分子空间构象的变化，对酶起合的部位，从而引起酶分子空间构象的变化，对酶起激活或抑制作用。激活或抑制作用。激活或抑制作用。激活或抑制作用。三、酶的活性中心和必需基团三、酶的活性中心和必需基团三、酶的活性中心和必需基团三、酶的活性中心和必需基团第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学 3 3调控部位调控部位调控部位调控部位 Regulatory siteRegulatory site第二节第二节第二节第二节 酶催化机理酶催化机理酶催化机理酶催化机理 酶表现活性不可缺少的基团酶表现活性不可缺少的基团酶表现活性不可缺少的基团酶表现活性不可缺少的基团vv活性中心：结合、催化。活性中心：结合、催化。活性中心：结合、催化。活性中心：结合、催化。vv调节部位调节部位调节部位调节部位vv维持三维空间结构的必需基团维持三维空间结构的必需基团维持三维空间结构的必需基团维持三维空间结构的必需基团三、酶的活性中心和必需基团三、酶的活性中心和必需基团三、酶的活性中心和必需基团三、酶的活性中心和必需基团第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学 4 4必需基团必需基团必需基团必需基团vv常用化学修饰的方法来研究酶的活性中心基团。常用化学修饰的方法来研究酶的活性中心基团。常用化学修饰的方法来研究酶的活性中心基团。常用化学修饰的方法来研究酶的活性中心基团。第二节第二节第二节第二节 酶催化机理酶催化机理酶催化机理酶催化机理18901890，Emil Fischer Emil Fischer“锁钥学说锁钥学说”很好地解释了酶的立体异构专一性。很好地解释了酶的立体异构专一性。四、诱导契合学说四、诱导契合学说四、诱导契合学说四、诱导契合学说(酶高度专一性的机理）酶高度专一性的机理）酶高度专一性的机理）酶高度专一性的机理）第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学第二节第二节第二节第二节 酶催化机理酶催化机理酶催化机理酶催化机理19581958年年D.E.KoshlandD.E.Koshland，诱导契合学说诱导契合学说诱导契合学说诱导契合学说已被已被X-rayX-ray结果证实。结果证实。四、诱导契合学说四、诱导契合学说四、诱导契合学说四、诱导契合学说(酶高度专一性的机理）酶高度专一性的机理）酶高度专一性的机理）酶高度专一性的机理）第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学第二节第二节第二节第二节 酶催化机理酶催化机理酶催化机理酶催化机理A.酶活性中心的结构并非和底物互相吻合；酶活性中心的结构并非和底物互相吻合；B.底物能诱导酶蛋白的活性中心形状发生变化；底物能诱导酶蛋白的活性中心形状发生变化；C.当酶的活性中心形状发生变化后，就使得其中的各个基当酶的活性中心形状发生变化后，就使得其中的各个基团形成正确的排列和定向；酶与底物契合而结合，形成团形成正确的排列和定向；酶与底物契合而结合，形成中间产物中间产物ES，引起底物发生反应；，引起底物发生反应；D.反应结束，产物从酶上脱落，酶活性中心构象恢复。反应结束，产物从酶上脱落，酶活性中心构象恢复。诱导契合学说的要点诱导契合学说的要点诱导契合学说的要点诱导契合学说的要点:四、诱导契合学说四、诱导契合学说四、诱导契合学说四、诱导契合学说(酶高度专一性的机理）酶高度专一性的机理）酶高度专一性的机理）酶高度专一性的机理）第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学第二节第二节第二节第二节 酶催化机理酶催化机理酶催化机理酶催化机理 1 1、邻近效应与定向效应邻近效应与定向效应 2 2、“张力张力”和和“变形变形”3 3、酸碱催化酸碱催化 4 4、共价催化共价催化 5 5、微环境影响、微环境影响五五五五 酶具有高催化效率的因素酶具有高催化效率的因素酶具有高催化效率的因素酶具有高催化效率的因素:第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学第二节第二节第二节第二节 酶催化机理酶催化机理酶催化机理酶催化机理五五五五 使酶具有高催化效率的因素使酶具有高催化效率的因素使酶具有高催化效率的因素使酶具有高催化效率的因素第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学 邻近效应和定向效应邻近效应和定向效应邻近效应和定向效应邻近效应和定向效应邻近效应邻近效应:底物与酶活性部位的邻近，也包括酶活性部底物与酶活性部位的邻近，也包括酶活性部 位上两底物分子之间的邻近。位上两底物分子之间的邻近。邻近效应使酶活性中心的底物浓度升高，提高反应速度。邻近效应使酶活性中心的底物浓度升高，提高反应速度。底物在溶液中的浓度为底物在溶液中的浓度为0.001mol/L，在酶活性中心的浓度达到，在酶活性中心的浓度达到100mol/L，提高了，提高了10万倍。万倍。第二节第二节第二节第二节 酶催化机理酶催化机理酶催化机理酶催化机理五五五五 使酶具有高催化效率的因素使酶具有高催化效率的因素使酶具有高催化效率的因素使酶具有高催化效率的因素第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学 邻近效应和定向效应邻近效应和定向效应邻近效应和定向效应邻近效应和定向效应定向效应定向效应:相互靠近的底物分子之间及底物与酶活性部位相互靠近的底物分子之间及底物与酶活性部位 的基团之间还要有严格的定向（正确的立体化的基团之间还要有严格的定向（正确的立体化 学排列）。学排列）。定向效应为反应底物分子轨道交叉提供了有力条定向效应为反应底物分子轨道交叉提供了有力条件，反应活化能降低，从而大大增加了形成件，反应活化能降低，从而大大增加了形成ESES复复合体的几率，提高催化效率。合体的几率，提高催化效率。第二节第二节第二节第二节 酶催化机理酶催化机理酶催化机理酶催化机理五五五五 使酶具有高催化效率的因素使酶具有高催化效率的因素使酶具有高催化效率的因素使酶具有高催化效率的因素第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学1 1 1 1 邻近效应和定向效应邻近效应和定向效应邻近效应和定向效应邻近效应和定向效应第二节第二节第二节第二节 酶催化机理酶催化机理酶催化机理酶催化机理五五 使酶具有高催化效率的因素使酶具有高催化效率的因素第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学第三章酶化学2 2 张力和变形张力和变形 ES复合体形成时，酶分子构象发生变化，底物分子也复合体形成时，酶分子构象发生变化，底物分子也常常受到酶的作用而发生变化，甚至使底物分子发