酶学基础知识ppt.pptx
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1、酶学基础知识第一节第一节酶得分类与命名酶得分类与命名n大肠杆菌细胞中大肠杆菌细胞中,30003000种酶种酶n高等真核生物细胞中高等真核生物细胞中,50005000种酶种酶n国际酶学委员会已知得酶见表国际酶学委员会已知得酶见表1 1:表1 已知酶历年增长统计n资料来源与年份已知酶数量资料来源与年份已知酶数量nReport of the Enzyme mission(1961)712Report of the Enzyme mission(1961)712nEnzyme Nomenclature(1964)874Enzyme Nomenclature(1964)874nEnzyme Nomenc
2、lature(1972)1770Enzyme Nomenclature(1972)1770nEnzyme Nomenclature(1978)2122Enzyme Nomenclature(1978)2122nSupplements 1-4 2252Supplements 1-4 2252nEnzyme Nomenclature(1984)2477Enzyme Nomenclature(1984)2477nSupplements 1-3(EurSupplements 1-3(Eur、J J、BiochemBiochem、)(1990)2966)(1990)2966nEnzyme Nomencl
3、ature(1992)3169Enzyme Nomenclature(1992)3169nSupplements 1-4(EurSupplements 1-4(Eur、J J、BiochemBiochem、)(1997)3702)(1997)3702酶得分类命名原则n分类命名方法分类命名方法:n对于蛋白类酶现在普遍接受得就是国际对于蛋白类酶现在普遍接受得就是国际酶学委员会酶学委员会19611961年制定得酶分类与命名年制定得酶分类与命名法。法。n对于核酸类酶由于其研究历史不长对于核酸类酶由于其研究历史不长,对对于分类与命名还没有统一得原则与规定于分类与命名还没有统一得原则与规定。蛋白类酶与核酸
4、类酶n按照分子中起催化作用得主要组分不同按照分子中起催化作用得主要组分不同,酶可以分为蛋白类酶酶可以分为蛋白类酶(proteozyme,P酶酶)与核酸类酶与核酸类酶(ribozyme,R酶酶,核酶核酶)两大类。两大类。n两者得显著区别之一就是蛋白类酶只能两者得显著区别之一就是蛋白类酶只能催化其她分子进行反应催化其她分子进行反应,而核酸类酶却可而核酸类酶却可以催化酶分子本身也可以催化其她分子以催化酶分子本身也可以催化其她分子进行反应。进行反应。一、蛋白类酶(P酶)得分类n(1)氧化还原酶类n(2)转移酶类n(3)水解酶类n(4)裂合酶类n(5)异构酶类n(6)连接或合成酶类1961年国际酶学委员
5、会(Enzyme mittee,EC)根据酶所催化得反应类型与机理,把酶分成6大类:(1 1)氧化还原酶类氧化还原酶类n催化氧化-还原反应。n供体:受体 氧化还原酶n主要包括脱氢酶(dehydrogenase)与还原(氧化)酶(Oxidase)。n例如,乳酸(Lactate)脱氢酶催化乳酸得脱氢反应。(2 2)转移酶类转移酶催化基团转移反应转移酶催化基团转移反应,即将一个底物分即将一个底物分子得基团或原子转移到另一个底物得分子上。子得基团或原子转移到另一个底物得分子上。供体供体:受体受体某基团转移酶某基团转移酶例如例如,谷丙转氨酶催化得氨基转移反应。谷丙转氨酶催化得氨基转移反应。(3 3)水解
6、酶类水解酶类n水解酶催化底物得加水分解反应。n底物名称 反应集团位置 水解酶n主要包括淀粉酶、蛋白酶、核酸酶及脂酶等。n例如,脂肪酶(Lipase)催化得脂得水解反应。(4 4)裂合酶类裂合酶类n裂合酶催化从底物分子中移去一个基团或原子形成双键得反应及其逆反应。n底物 裂解基团 裂合酶n主要包括醛缩酶、水化酶及脱氨酶等。n例如,延胡索酸水合酶催化得反应。(5 5)异构酶类异构酶类n催化各种同分异构体得相互转变。即底物分子内基团或原子得重排过程。n按异构化类型分为6个亚类,异构、消旋、变位、表异构、顺反异构n底物名称 亚类 酶n例如,6-磷酸葡萄糖异构酶催化得反应。大家学习辛苦了,还是要坚持继续
7、保持安静继续保持安静(6 6)合成酶类n合成酶,又称为连接酶,能够催化C-C、C-O、C-N 以及C-S 键得形成反应。这类反应必须与ATP分解反应相互偶联。nA+B+ATP=AB+ADP+Pi n底物:底物 连接酶 n例如,谷氨酰胺合成酶催化得反应。L谷氨酸+氨+ATP=L谷氨酰胺+ADP+Pi 蛋白类酶得系统名蛋白类酶得系统名、惯用名惯用名系统名系统名:包括所有底物的名称和反应类型。乳酸+NAD+丙酮酸+NADH+H+乳酸:乳酸:NAD+氧化还原酶氧化还原酶惯用名惯用名:只取一个较重要的底物名称和反应类型。乳酸:乳酸:NAD+氧化还原酶氧化还原酶乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶对于催化水解反应的酶一般
8、在酶的名称上省去反应类型。EC、X、X、X、X乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶 EC 1.1.1.27第1大类,氧化还原酶第1亚类,氧化基团CHOH第1亚亚类,H受体为NAD+该酶在亚亚类中的流水编号蛋白酶得系统编号蛋白酶得系统编号编号系统命名习惯命名催化得反应EC、1、1、1、27乳酸:NAD+氧化还原酶乳酸脱氢酶乳酸+NAD+丙酮酸+NADHEC2、6、1、1L-天冬氨酸:a-酮戊二酸氨基转移酶天冬氨酸氨基转移酶L-天冬氨酸+-酮戊二酸草酰乙酸+L-谷氨酸EC3、1、3、9D-葡萄糖-6-磷酸磷酸水解酶葡萄糖-6-磷酸酶D-葡萄糖-6-磷酸+H2O 葡萄糖+H3PO4EC4、1、2、13D-果糖-1,
9、6-二磷酸:D-甘油醛-3-磷酸裂合酶醛缩酶D-果糖-1,6-二磷酸 磷酸二羟丙酮+D-甘油醛-3-磷酸EC3、1、3、9D-葡萄糖-6-磷酸酮醇异构酶磷酸己糖异构酶D-葡萄糖-6-磷酸 D-果糖-6-磷酸EC6、3、1、2L-谷氨酸:氨连接酶谷氨酰胺合成酶ATP+L-谷氨酸+NH3 L-谷氨酰胺+ADP+H3PO4三、其她习惯归类命名法n单体酶与寡聚酶单体酶与寡聚酶n单纯酶与结合酶单纯酶与结合酶n恒态酶与调节酶恒态酶与调节酶n胞内酶、胞外酶胞内酶、胞外酶1、单体酶与寡聚酶单体酶与寡聚酶n根根据据酶酶蛋蛋白白质质组组成成特特点点可可将将已已知知酶酶分分为为单单体体酶酶与寡聚酶。与寡聚酶。n(1
10、)单体酶n单单体体酶酶仅仅由由单单条条肽肽链链组组成成,相相对对分分子子质质量量1300035000,不不能能再再解解离离成成更更小小得得组组成成单单位位。其其中中许许多多就就是是催催化化水水解解反反应应得得酶酶,一一般般不不需辅助需辅助因子。因子。n在在单单体体酶酶中中有有一一些些就就是是蛋蛋白白水水解解酶酶,她她们们多多以以无无活活性性得得酶酶原原形形式式合合成成,在在需需要要时时再再水水解解除除去去部分肽链转变为有活性得酶。部分肽链转变为有活性得酶。(2 2)寡聚酶寡聚酶n已已知知得得酶酶绝绝大大多多数数就就是是寡寡聚聚酶酶,由由相相同同或或者者不不同同得得亚亚基基组组成成,她她们们包包
11、含含两两条条或或多多条条肽肽链链,相相对对分分子子质质量量通通常常超超过过35000。例例如如,糖糖酵酵解解有有关关得得酶酶都都就就是是包包含含24个个亚亚基基得得寡寡聚聚酶酶。在在寡寡聚聚酶酶中中有有许许多多就就是是代代谢谢途途径径中中得得关关键键酶酶,她她们们得得活活性性可可通通过过多多种种方方式式,特特别别就就是是通通过过别构机制别构机制进行进行调节调节。2、单纯酶与结合酶单纯酶与结合酶n从从酶酶得得成成分分组组成成上上看看,可可将将酶酶分分为为单单成成分分酶酶与与双双成成分分酶酶两两种。或称为单纯酶与结合酶。种。或称为单纯酶与结合酶。n单单成成分分酶酶(单单纯纯酶酶)在在催催化化过过程
12、程中中不不需需要要辅辅酶酶,除除了了蛋蛋白白质质外外不不含含其其她她成成分分。如如:水水解解酶酶类类得得胃胃蛋蛋白白酶酶、胰胰蛋蛋白白酶酶、脲酶、核酸酶等。脲酶、核酸酶等。n双双成成分分酶酶(结结合合酶酶):):又又称称全全酶酶,在在催催化化反反应应中中需需要要有有辅辅助助因因子子,由由蛋蛋白白与与非非蛋蛋白白两两部部分分组组成成。其其中中非非蛋蛋白白部部分分称称为为辅辅助助因因子子,单单纯纯得得辅辅助助因因子子不不呈呈现现酶酶活活力力,只只有有两两者者结结合合在在一一起起形形成成全全酶酶才才显显示示活活力力。如如氧氧化化还还原原酶酶类类、转转移移酶酶类类中中得得许多酶。许多酶。n 全酶酶蛋白
13、辅助因子全酶酶蛋白辅助因子3、恒态酶与调节酶恒态酶与调节酶n根根据据酶酶在在代代谢谢中中所所处处得得地地位位、含含量量与与活活性性情情况况,也可以分成恒态酶与调节酶。也可以分成恒态酶与调节酶。n恒恒态态酶酶就就是是构构成成代代谢谢途途径径与与物物质质转转化化体体系系得得基基本本组组成成成成分分,在在细细胞胞中中恒恒态态酶酶得得含含量量相相对对恒恒定定,其其活活性性仅仅受受反反应应动动力力学学系系统统本本身身得得组组成成因因素素调调节。节。n调调节节酶酶就就是是指指在在代代谢谢途途径径与与物物质质转转化化体体系系中中起起调调节节作作用用得得关关键键酶酶,她她们们得得含含量量与与活活性性常常因因机
14、机体体得得机机能能状状况况而而不不同同。按按照照其其活活性性调调节节方方式式又又可分为三种类型可分为三种类型:潜态酶潜态酶,别构酶与多功能酶。别构酶与多功能酶。(1 1)潜态酶潜态酶n潜态酶就是指那些通常以无活性得酶原状态潜态酶就是指那些通常以无活性得酶原状态存在存在,而在机能需要时再转变为活性状态得而在机能需要时再转变为活性状态得酶。这种激活调节一般以级联催化方式进行。酶。这种激活调节一般以级联催化方式进行。包括两种类型包括两种类型:一就是不可逆得共价调节一就是不可逆得共价调节,即即所谓得酶原激活。除了前述得消化性蛋白水所谓得酶原激活。除了前述得消化性蛋白水解酶外解酶外,也包括那些具有生理功
15、能得蛋白酶也包括那些具有生理功能得蛋白酶,例如凝血酶、溶血纤蛋白酶等都就是通过这例如凝血酶、溶血纤蛋白酶等都就是通过这种方式调节得种方式调节得;二就是可逆共价调节。二就是可逆共价调节。(2 2)别构酶别构酶n别构酶别构酶,这些酶在这些酶在结构上除了具有结构上除了具有能与底物相结合、能与底物相结合、并催化底物进行并催化底物进行反应得活性中心反应得活性中心外外,还具有能与效还具有能与效应物相结合得调应物相结合得调节中心。节中心。(3)多功能酶n多多功功能能酶酶指指具具有有一一种种以以上上催催化化活活性性得得酶酶,她她们们有有得得就就是是由由不不同同亚亚基基组组成成,还还有有一一些些别构酶也就是多功
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