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第二章 酶学基本原理 第一节 酶的分类、组成 一、酶的命名与分类 二、酶的组成 一、酶的命名与分类1、酶的命名 (1)系统命名法：包括所有底物的名称和反应类型。 (3)EC 命名法 2、酶的分类 1961年国际酶学委员会（Enzyme Committee, EC）根据酶所催化的反应类型和机理，把酶分成6大类： 酶的分类1:氧化还原酶 Oxidoreductase 氧化-还原酶催化氧化-还原反应。 主要包括脱氢酶(dehydrogenase)和氧化酶(Oxidase)。 如乳酸(Lactate)脱氢酶催化乳酸的脱氢反应。 酶的分类2：转移酶 Transferase 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。例如: 谷丙转氨酶催化的氨基转移反应 酶的分类3:水解酶 hydrolase 水解酶催化底物的加水分解反应。 主要包括淀粉酶、蛋白酶、核酸酶及脂酶等。 例如，脂肪酶(Lipase)催化的脂的水解反应： 酶的分类4：裂合酶 Lyase 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。 主要包括醛缩酶、水化酶及脱氨酶等。 例如:延胡索酸水合酶催化的反应 酶的分类5：异构酶 Isomerase 异构酶催化各种同分异构体的相互转化，即底物分子内基团或原子的重排过程。例如：6-磷酸葡萄糖异构酶催化的反应 酶的分类6：合成酶 Ligase or Synthetase 合成酶，又称为连接酶，能够催化C-C、C-O、C-N 以及C-S 键的形成反应。这类反应必须与ATP分解反应相互偶联。 A + B + ATP + H-O-H ===A-B + ADP +Pi 例如：丙酮酸羧化酶催化的反应。 丙酮酸 + CO2 ? 草酰乙酸 核酸酶是唯一的非蛋白酶。它是一类特殊的RNA，能够催化RNA分子中的磷酸酯键的水解及逆反应。 ( to RNA flase ) 抗体通过对抗原的包裹、降解等作用使抗原失活，其生物特性十分类似于酶。 （to antibody flash） 二、酶的组成：酶蛋白、辅酶（coenzyme）辅基和金属离子 根据酶的组成情况，可以将酶分为两大类： 单纯蛋白酶：它们的组成为单一蛋白质. 结合蛋白酶：某些酶，例如氧化-还原酶等，其分子中除了蛋白质外，还含有非蛋白组分. 结合蛋白酶的蛋白质部分称为酶蛋白，非蛋白质部分包括辅酶、辅基及金属离子(统称为辅因子cofactor)。 全酶：酶蛋白与辅因子组成的完整分子称为全酶。单纯的酶蛋白无催化功能. 辅因子：酶蛋白中非蛋白质部分，它可以是无机离子也可以是有机化合物。 全酶的结构 辅酶在酶促反应中的作用 辅酶在催化反应过程中，直接参加了反应。 每一种辅酶都具有特殊的功能，可以特定地催化某一类型的反应。同一种辅酶可以和多种不同的酶蛋白结合形成不同的全酶。 一般来说，全酶中的辅酶决定了酶所催化的类型（反应专一性），而酶蛋白则决定了所催化的底物类型（底物专一性）。 酶分子中的金属离子 根据金属离子与酶蛋白结合程度，可分为两类：金属酶和金属激酶。 在金属酶中,酶蛋白与金属离子结合紧密。如 Fe2+/ Fe3+ 、Cu+/Cu3?、Zn2+ 、Mn2+、Co2? 等。 金属酶中的金属离子作为酶的辅助因子，在酶促反应中传递电子，原子或功能团。 金属酶中离子催化作用 金属离子可以和水分子的OH-结合，使水显示出更大的亲核催化性能。 许多氧化-还原酶中都含有铜或铁离子，它们作为酶的辅助因子起着传递电子的功能。 ? 电荷屏蔽作用 电荷屏蔽作用是酶中金属离子的一个重要功能。 多种激酶(如磷酸转移酶)的底物是Mg2+－ATP复合物。 ? 电子传递中间体 金属激酶中的金属离子 激酶是一种磷酸化酶类，在ATP存在下催化葡萄糖，甘油等磷酸化。 其中的金属离子与酶的结合一般较松散。在溶液中，酶与这类离子结合而被激活。 如Na+ 、K+、 Mg2+、 Ca2+ 等。金属离子对酶有一定的选择性,某种金属只对某一种或几种酶有激活作用。 第二节 酶的结构与功能 一、酶蛋白质的结构 二、活性中心与必需基团 三、催化机制 一、酶蛋白的结构 除少数核酶之外几乎所有的酶都是蛋白质 蛋白质是由20种天然氨基酸构成的生物大分子 具有不对称碳原子，均是L-构型，但苷氨基酸例外 酶具有蛋白质的四级结构 1、酶蛋白的一级结构 一级结构：多肽链的氨基酸残基的排列顺序 。它是由基因上遗传密码的排列顺序所决定的。 每一种蛋白质分子都有自己特有的氨基酸的组成和