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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,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考!,本章主要内容,1、酶概念、作用特点、分子组成,2、酶结构特点和催化机制,3、影响酶促反应速度原因,4、固定化酶概念,第四章 酶,教学,目标,教学,重难点,1/44,教学目标,1、说出酶概念及作用特点、酶分子组成,2、简述酶活性中心、必需基团、酶原及酶,原激活,3、简述影响酶促反应速度原因及其原理,4、说出与酶相关药品,章首,2/44,教学重点,1、酶相关概念,2、酶分子组成,3、酶结构特点,4、影响酶促反应速度原因,教学难点,1、明白酶结构特点,2、知道影响酶促反应速度原因及其在,生产实际中应用,章首,3/44,第一节 概述,1878年始有酶这一名称。,一、酶概念,概念：酶是生物体内活细胞合成一类生物催化剂。,酶促反应,由酶所催化反应；,底物,酶所作用反应物；,产物,由酶催化反应生成物。酶活力(性)可调整，甚至可失去催化能力(称为酶失活）。,酶化学本质是蛋白质;酶含有催化功效。,4/44,普通催化剂作用特点,1、能够加紧化学反应速度，催化剂本身在反应前后结构及性质不变。,2、只能催化热力学允许进行化学反应。,3、只能缩短反应到达平衡所需时间，不能改变平衡点。,5/44,二、酶催化作用特点,酶除含有普通催化剂特点外，还有不一样于普通催化剂特点：,1、高度催化效率,可比普通催化剂高10,6,10,13,。如过氧化氢酶对H,2,O,2,催化效率比Fe,2+,高十亿(10,9,)倍。,2、高度特异性,酶特异性是指酶对它所作用底物有严格选择性。,6/44,绝对专一性,脲酶,尿素（尿素衍生物）NH,2,CO,2,相对专一性,二肽酶,二肽 2 氨基酸,立体异构专一性,H,2,OO,2,NH,3,H,2,O,2,L-氨基酸（D-氨基酸）,-,酮酸,H,2,O,反-丁烯二酸（顺-丁烯二酸）L-苹果酸,L-氨基酸氧化酶,延胡索酸酶,7/44,3、高度敏感性（不稳定性）,大多数酶在60以上或强酸、强碱下失活,4、活性（力）可调性,酶活力可在不一样层次、不一样原因影响下发生改变，酶活力可调整。,8/44,三、酶分子组成,依据酶组成成份，酶分为两类。,单纯酶：酶分子中只有蛋白质,结合酶：酶分子中有蛋白质和非蛋白质,部分,结合酶中蛋白质部分称为酶蛋白。,结合酶中非蛋白质部分称为辅助因子。,全酶,酶蛋白,辅助因子,9/44,结合酶,（全酶）,酶蛋白（决定酶特异性）,辅助因子,（决定酶反应类型）,有,机,化,合,物,金,属,离,子,辅基,辅酶,（与酶蛋白结合紧密）,（与酶蛋白结合疏松）,10/44,一些酶辅助因子,类别,酶,辅助因子,辅助因子作用,金属离子,细胞色素氧化酶,Cu,2+,传递电子,磷酸转移酶,Mn,2+,连接作用,含,维,生,素,辅,酶,各种脱氢酶,NAD,+,或NADP,+,传递氢,各种黄素蛋白酶,FMN或FAD,传递氢,转氨酶,氨基酸脱羧酶,磷酸吡哆醛,转氨基,羧基,-酮酸脱羧酶,焦磷酸硫胺素,催化脱羧基反应,乙酰化酶等,辅酶A,转移酰基,-酮酸脱氢酶系,二硫辛酸,氧化脱羧,羧化酶,生物素,传递CO,2,其,它,磷酸基转移酶,ATP,转移磷酸基,磷酸葡萄糖变位酶,1,6-二磷酸葡萄糖,转移磷酸基,11/44,介绍两种酶概念,单体酶,：酶分子中只有一条多肽链,寡聚酶,：酶分子中有两条或两条以上多肽链。,寡聚酶分子中每条多肽链又称为酶亚基。亚基结构能够相同，也能够不相同。,12/44,四、酶命名,（一）习惯命名法（命名标准）,也可将上述两原侧共用。如琥珀酸脱氢酶、乳酸脱氢酶、谷氨酸氧化酶等。,1、按作用底物命名,如：淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶等,2、依据催化反应类型命名,如：氧化酶、脱氢酶、水解酶等,13/44,三、酶分类,1、氧化还原酶类：AH,2,B A BH,2,2、转移酶类：AB C A BC,3、水解酶类：AB H,2,O AH BOH,4、裂合酶类：AB A B,5、异构酶类：A B,6、合成酶类：,A B ATP AB ADP Pi,章首,14/44,第二节 酶结构特点和催化机制,酶结构特点是含有活性中心。,酶活性中心示意图,返回,一、酶结构特点,15/44,酶活性中心：是指直接与底物结合，并进行催化酶空间小区域。,必需基团：是指酶分子中与酶活性中心直接相关化学基团。,必需基团,酶活性中心内必需基团,底物结合部位,催化部位,酶活性中心外必需基团,示意图,16/44,酶原：是指无活性酶前身物。,酶原激活：是指将酶原转变为有活性酶过程。,例：HCl（胃蛋白酶）,胃蛋白酶原 胃蛋白酶,肠激酶（胰蛋白酶）,胰蛋白酶原 胰蛋白酶,凝血酶原,与不正常表面接触或其它一些原因,凝血酶,17/44,胰蛋白酶原激活过程,酶原激活本质,是：酶活性中心形成或暴露过程。,后退,动画,18/44,二、酶催化机制,酶含有高度催化效率，其作用机制普通用中间产物学说解释。,S E（酶）SE（中间产物）(低活化能),SE E P (低活化能),S（底物）P（产物）（活化能高）,+),19/44,酶诱导契合学说,动画,章首,20/44,第三节 影响酶促反应速度原因,一、酶浓度影响,酶浓度对酶促反应速度影响,在底物浓度足够饱和，酶浓度相对很低时，酶浓度与反应速度成正百分比。,21/44,二、底物浓度影响,底物浓度对酶促反应速度影响,当其它条件不变时，底物浓度改变对反应速度影响呈矩形双曲线关系。,底物浓度低,时，反应速度随底,物浓度增加而增,加，成正比关系。,伴随底物浓度不停增加，反应速度也增加，但不再成正百分比。,22/44,当反应速度达最大值时，增加底物浓度，反应速度不再增加。,V,m,S,V=,上述曲线图可用“米氏方程”表示：,V：为S为足以产生最大速度,V,m,时反应速度,V,m,：为最大反应速度,S：为底物浓度,K,m,：为米氏常数（反应速度为最大速度一,半时底物浓度）,KmS,23/44,三、pH影响,pH对酶促反应速度影响,酶最适pH：,指酶表现最大活力时环境pH。,在一定条件下，各类生物最适pH：,稍高或稍低于最,适pH,，,酶活力都将,降低,。,偏离越远,，,酶活性越低,，,直至失活,。,动物：pH6.58 植物、微生物：pH4.5 6.5,24/44,pH对酶作用影响机制很复杂，主要有以下几方面：,1、影响酶解离,特殊：胃蛋白酶（pH1.52）,胰蛋白酶（pH8.1）精蛋白酶（pH9.8）,2、影响底物解离,3、影响酶分子构象,4、最适pH时，酶及底物解离度最适宜两,者结合，反应速度最快。,25/44,酶促反应是化学反应，伴随温度升高，反应速度加紧；但酶是一个特殊蛋白质，温度过高可致其失活。,四、温度影响,酶最适温度：是指酶活力达最大时反应温度。,26/44,在一定条件下，各类生物体中酶最适温度为：,动物 3540 植物、微生物 3260,液化淀粉酶 90（特殊）,温度对酶作用影响机理是：,1、最适温度时，酶活性最大，反应速度最快。,2、低于最适温度时，酶活性受到抑制，反应速度慢；伴随温度升高，反应速度加紧。,27/44,3、高于最适温度时，酶活性被破坏逐步显著，酶促反应速度逐步下降；当酶活性完全被破坏时，酶促反应速度为零。,五、激活剂影响,激活剂：是指凡能提升酶活力(性)物质。,酶激活与酶原激活区分：酶激活是提升已经有活性酶活性；酶原激活是使原本没有活性酶转变为有活性酶。,酶激活是酶活性由低到高，不伴有一级结构改变。,幻灯片 16,28/44,六、抑制剂影响,抑制剂：是指凡能降低酶活性甚至使酶完全失活但并不使酶变性物质。,（一）可逆性抑制,抑制剂与酶蛋白结合是可逆，经过透析、超滤等方法可除去，并使酶恢复活性。,抑制剂作用是使酶活性下降，造成反应速度降低。,29/44,竞争性抑制作用是指：抑制剂与底物结构相同，与底物共同竞争酶活性中心，从而妨碍了底物与酶结合抑制作用。,COOH,（CH,2,）,2,COOH,琥珀酸,琥珀酸脱氢酶,COOH,CH,HC,COOH,延胡索酸,+,2H,COOH,CH,2,COOH,丙二酸（抑制剂）,竞争性抑制剂作用强弱取决于抑制剂与底物浓度比。,1、竞争性抑制作用,动画,30/44,2、非竞争性抑制作用,非竞争性抑制作用是指：抑制剂不论底物是否与酶结合，均可与酶活性中心以外部位可逆结合，并抑制酶活性。,酶,抑,制,剂,底物,底物,底物,酶,酶,抑,制,剂,可产生终产物,不可产生终产物,动画,31/44,非竞争性抑制作用强弱普通取决于抑制剂浓度及其与酶亲和力，而与底物浓度无关。,32/44,（二）不可逆抑制,这类抑制作用抑制剂，通常以比较牢靠共价键与酶蛋白中基团结合，使酶失去,活性。一但发生抑制，则不易使酶恢复活力。,有机汞、有机砷及 Ag,+,、Cu,+,、Hg,+,、Pb,+,等重金属离子等，这类抑制剂能与各种酶分子中一类或几类必需基团进行共价结合，使酶失去活性，因而这类抑制剂抑制作用是不专一。,33/44,敌百虫、敌敌畏、1605等有机磷化合物类抑制剂，则专一性作用于某种酶活性中心或必需基团，并与其进行共价结合，从而抑制酶活性，因而这类酶抑制作用含有专一性。,乙酰胆碱,胆碱酯酶,乙酸+胆碱,有机磷化合物,抑制,章首,34/44,第四节 固定化酶,一、固定化酶概念和优点,固定化酶是水溶性酶借助于物理和化学方法把酶束缚在某一空间成为不溶于水但仍含有催化活性一个酶或其衍生物。,固定化酶含有类似离子交换树脂优点：,1、稳定性高，可重复使用。,2、有一定机械强度，有利于当代化生产。,3、易与产物分离，简化工艺，降低成本。,35/44,二、固定化酶制备方法,1、载体结正当,使酶经过共价键连接于适当不溶于水载体上。（葡聚糖凝胶）,2、交联法,使酶分子间依靠双功效基团试剂交联聚合成“网状”结构。（戊二醛）,3、包埋法,使酶包埋在凝胶格子中或聚合物半透膜小胶囊中。,章首,36/44,本章小结,1、酶概念、作用特点,2、酶组成、结构及各组分功效,3、酶催化机制,4、影响酶促反应速度原因,37/44,作 业,1、解释以下名词,酶、酶活性中心、酶必需基团、,固定化酶、激活剂、抑制剂,2、酶与普通催化剂比较有何特点？,3、何谓酶专一性？有哪些类型？,4、酶原激活本质是什么？其与普通酶活,性激活有何不一样？,5、影响酶促反应速度原因有哪些？简述其,作用原理及结果。,38/44,淀粉酶试验原理,葡萄糖：单糖，含有还原性,果 糖：单糖，不具还原性,蔗 糖：双糖，不具还原性,淀 粉：多糖，不具还原性,糖分解,反应式,39/44,葡萄糖,蔗糖,果糖,葡萄糖,淀粉,蔗糖酶,水解,+,淀粉酶,水解,班氏试剂可与还原性糖生成砖红色沉淀。,淀粉酶只能催化淀粉水解，对蔗糖不起作用。,糖,性质,动画,催化效率,动画,特异性,40/44,淀粉及其降解产物与碘作用所产生颜色,淀粉,大分子类糊精,糊精,麦芽低聚糖,麦芽糖,葡萄糖,蓝色,蓝紫色,红紫色,褐色,红棕色,碘液（黄色）,41/44,试验七 影响酶促反应速度原因,管,序,pH6.8,缓冲液,1%,淀粉,淀粉酶,水浴,温度,保温,时间,碘液,(滴),结果,(颜色),1,20滴,5滴,10滴,37,10分钟,1滴,2,20滴,5滴,10滴,冰浴,10分钟,1滴,3,20滴,5滴,10滴(煮沸),37,10分钟,1滴,1、温度影响,动画,42/44,管,序,缓冲液20滴,1%,淀粉,淀粉酶,37水浴,或常温,碘液,(滴),结果,(颜色),1,pH3.0,5滴,10滴,10分钟,1滴,2,pH6.8,5滴,10滴,10分钟,1滴,3,pH8.0,5滴,10滴,10分钟,1滴,2、pH对酶活力影响,各试剂加齐后,，,摇匀,。,保温或常温下反应5分钟后开始，从,第2管,取出一点反应液到装有碘液白瓷板小池中,，,假如碘液不变色,，,终止反应；假如变色则需继续进行反应，直到碘液不变色,（,可每隔2分钟检验一次,）。,动画,43/44,管,序,pH6.8缓冲液,1%,淀粉,淀粉酶,各试剂,10滴,37水,浴或常温,碘液,(滴),结果,(颜色),1,20滴,5滴,10滴,H,2,O,10分钟,1滴,2,20滴,5滴,10滴,NaCl,10分钟,1滴,3,20滴,5滴,10滴,Na,2,SO,4,10分钟,1滴,4,20滴,5滴,10滴,CuSO,4,10分钟,1滴,3、激活剂与抑制剂对酶活力影响,各试剂加齐后，摇匀。保温或常温下反应5分钟后开始，从,第2管,取出一点反应液到装有碘液白瓷板小池中，假如碘液不变色，终止反应；假如变色则需继续进行反应，直到碘液不变色（可每隔2分钟检验一次）。,动画,44/44,