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,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第七章 酶,一、酶通论,1. 概述,the early 1800s Biological catalysis was first recognized,and described,1850s,Louis Pasteur concluded that fermentation,of sugar into alcohol by yeast is catalyzed,by ferments.,1897 Eduard Buchner discovered that yeast,extracts can ferment sugar to alcohol,1926 James Sumner isolated and crystallized,the urease,1930s John Northrop crystallized pepsin and,trypsin and found them also to be proteins,1980s Cech and Altman found ribozyme,1.1 酶的催化特点, 催化效率高；, 酶的作用具有高度的专一性；, 酶的作用条件温和，易失活；, 酶的活力是受到调控的；, 酶的催化活力与辅酶、辅基及辅助因子有关。,1.2 酶的本质及组成,With the exception of a small group of catalytic RNA molecules ,all enzymes are proteins,.,全酶(holoenzyme),= 脱辅酶(apoenzyme) +,辅因子(cofactor),名称,组成,分子量,举例,单体酶,一条多肽链,13KD-35KD,溶菌酶、,胰蛋白酶,寡聚酶,几个至几十个亚基,35KD-几百万道尔顿,3-磷酸甘油醛脱氢酶、磷酸化酶A,多酶体系,几种酶彼此嵌合,几百万道尔顿以上,脂肪酸合成酶体系,辅助因子,辅酶,辅基,1. 3 酶的命名, 习惯命名法, 国际系统命名法：,明确地标明了酶的底物(底物之间用“：隔开)和催,化反响的性质，且每一种酶都有唯一确定的一个编号。,如：,习惯名称 系统命名 编号,1. 3 酶的专一性,绝对专一性,构造专一性 基团专一性,相对专一性,键专一性,旋光异构专一性,立体异构专一性,几何异构专一性,二、 酶促反响动力学,G,中间络合物学说,一级反响,混和级反响,零级反响,底物浓度对酶反响速度的影响,2. 1 酶促反响的动力学方程式： 米氏方程,米氏方程的推导：,设 K,m,(k,2,+ k,-1,)/k,1,又有 ES=Vo/K,2,从米氏公式可以看出：, 当酶浓度确定时，Vmax和Km,是常数，所以V是S的一元函,数；, 当S Km时，Vo =Vmax;, 当S Km时，,Vo = Vmax/Km S ，反响速,度和底物浓度的关系近似于直,线函数关系。,(4) 当S=Km 时， Vo =1/2 Vmax,Km的意义：, 由于Km(k2 + k-1)/k1，说明Km是反响速度常数的函数，而反响速度常数是由酶的反响性质和酶反响的条件决定的，所以对一个特定的反响来说， Km是一个特征常数，大小与酶浓度无关，而与具体的底物有关；, 从Km值可以判断酶的专一性和天然底物；1/ Km可以近似表示酶对底物的亲和力的大小， 1/ Km越大，酶和底物的亲和力越大；, 在Km(k2 + k-1)/k1 中，当k2 1, Rs81,负协同效应： n81,二 酶的可逆共价修饰调节,通过其他酶对共价调节酶进展可逆的共价修饰，使酶在活性和非活性之间互变来调节酶的活性。,共价修饰的方式主要有磷酸化、腺苷酰化等。,共价修饰调节的特点：,1. 共价修饰调节反响可在体内可连续进展，逐级通过磷酸化和脱磷酸作用，实现级联放大效应，调节效果更强；,2. 磷酸化修饰仅需以ATP等高能化合物供给磷酸基团，其耗能远小于合成酶蛋白，所以是一种经济有效的方式。,调节糖原代谢的级联放大效应,三酶原的激活,体内合成出的不具有生物活性的蛋白质在蛋白水解酶的作用下，发生不可逆的去掉局部肽段的反响，由非活性的状态变成活性状态的一种调控方式。,酶原名称,激活条件,活性的酶,切除的肽或碎片,胃蛋白酶原,H,或胃蛋白酶,胃蛋白酶,六个多肽片段,胰蛋白酶原,肠激酶或胰蛋白酶,胰蛋白酶,六肽,胰凝乳蛋白酶原,胰蛋白酶胰凝乳蛋白酶,-胰凝乳蛋白酶,两个二肽,羟基肽酶原A,胰蛋白酶,羧肽酶A,几种碎片,弹性蛋白酶原,胰蛋白酶,弹性蛋白酶,几种碎片,九、 其他特殊的酶,一 核酶( ribozyme),在研究四膜虫的rRNA剪接中，发现没有任何蛋白质，rRNA的剪接也能够完成，即RNA分子本身具有酶的活性，这种由RNA发挥作用的酶称为核酶。,现道，某些病毒、噬菌体RNA，以及RNaseP中的M1RNA、1，4-葡萄糖分支酶中的RNA均有催化功能。,四膜虫rRNA自我剪接的过程示意图,核 酶 的 锤 头 结 构,二抗体酶 (abzyme),用模拟酶与底物结合的中间过渡态而设计的化合物(称为半抗原)去免疫动物，从中提取出可以催化底物化学反响的物质，就称为抗体酶。,三同工酶,同工酶是指同一种属中能催化同一种化学反响，但酶分子构造、组成、理化性质及免疫学性质都不同的一组酶。,十、 酶的活力测定及别离纯化,酶的活力单位U：在最适反响条件下，每分钟内催化1mol底物转化为产物所需的酶量。,1U=1mol/min,酶的Kat单位Kat：在最适反响条件下，每秒钟催化1mol底物转化为产物所需的酶量。,1Kat 60 106 U,酶的比活力：每mg蛋白所含有的酶活力单位数，代表了酶的纯度。,比活力U/mg蛋白总活力U/总蛋白mg,酶的纯化倍数每一步的比活力/第一次的比活力,酶的回收率每一步的总活力/第一次的总活力,
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