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高等生物化学 硕士研究生学位课程 第一章 酶的结构与功能 1．酶概述 2. 酶的作用机制（酶促反应的本质、活性部位、催化反应的独特性质、影响酶催化效率的有关因素、酶催化反应机制的实例、酶活性的调节） 3. 酶促反应动力学（多底物的酶促反应动力学） 4. 特殊酶类（核酶、抗体酶） 第一节 酶概述 一、酶的定义 酶是一类由生物活细胞产生的，能在体内或体外起同样催化作用的一类具有活性中心和特殊构象的生物大分子，即生物催化剂。 酶和生命活动密切相关几乎所有的生命过程都有酶参加。 二、酶催化作用的特点 酶与非生物催化剂的共性： ——只能影响反应速率，不改变平衡点 能加速化学反应速率，且用量少而催化效率高； 在反应过程中本身不被消耗； 只能加速热力学上有可能进行的化学反应，降低反应的活化能； 只能缩短化学反应达到平衡所需要的时间； 正反应和逆反应都有催化作用； 酶具有一般催化剂的共性，也有自身特性 三、酶作为生物催化剂的特性 1 酶的催化反应条件温和—易失活 2 酶具有很高的催化效率： 酶的催化活性比一般催化剂高107-13倍。 3 酶具有高度专一性：酶只能作用于某种物质或某一类结构相似的物质，催化它们进行某种类型的反应。根据严格程度不同，分几种情况（1）绝对专一性（2）相对专一性（3）立体异构专一性 三、酶作为生物催化剂的特性 4 酶的催化活性在体内可被调节控制 酶的调节方式包括抑制剂调节、共价修饰调节、 反馈调节、酶原激活及激素控制等，这些方式的存在使得生物体的代谢过程有条不紊地进行。 5 酶的催化活力与辅酶、辅基及金属离子有关 四、酶的化学本质及其组成 （一） 酶的化学本质 绝大部分酶是由生物细胞产生的，具有催化活性和高度专一性的特殊蛋白质。因此，酶的化学本质是蛋白质。 具有催化功能的核酸是特例。 这种具有催化活性的RNA命名为Ribozyme，译为核酶、核糖酶或酶性RNA等 （二）酶的组成 根据酶的组成分成两类： 1 单成分酶----仅由蛋白质构成的酶，它的催化活性仅仅取决于蛋白质的结构。如脲酶等水解酶类。 2 双成分酶----复合蛋白质，是由蛋白质和非蛋白质（辅助因子）两部分组成的，它的催化活性只有加入非蛋白质部分以后才能表现出来。如氧化酶等。 根据酶的结构特点分三类： 寡聚酶——由几个至几十个亚基构成的酶，分子量3.5万-几百万 单体酶——由一条肽链构成的酶 多酶体系-----由几种酶彼此嵌合形成复合体,有利于一系列反应的进行.如脂肪酸合成酶系.由7种酶围饶着小分子物质-酰基载体蛋白(ACP)形成球状,其中若1种酶失活或解体,则丧失整个活性. 3. 一些辅酶(基) 硫辛酸、TPP、FAD、FMN、NAD、NADP、磷酸吡哆醛、生物素、辅酶A、辅酶F、辅酶Q、铁卟啉等 五、酶的分类与命名 （一）习惯命名法 1.根据被作用的底物命名；如淀粉酶 2.根据催化反应的性质命名；水解酶 3.将酶的作用底物和催化反应的性质结合起来命名；蛋白水解酶 4.将酶的来源与作用底物结合起来命名；如胰蛋白酶 5.将酶作用的最适pH和作用底物结合起来命名；碱性蛋白酶 （二）国际系统命名法 酶的系统命名由两部分组成： 1 . 酶所作用的底物的名称 2 . 酶所催化的反应的类型 例如：L-乳酸：NAD+氧化还原酶催化下列反应： 乳酸 + NAD+ ? 丙酮酸 + NADH + H+ （三）国际系统分类法及编号 1.分类 根据酶催化反应类型和机制把酶分六大类： (1) 氧化还原酶类：催化氧化还原反应。 其反应通式为：AH2+B?A+BH2 (2)转移酶类：催化分子基团从一个分子转移到另一个分子的反应。 其反应通式为：A-R+B?A+B-R (3)水解酶类：催化加水分解的反应。 其反应通式为A-B+HOH?AOH+BH (4)裂合酶类：催化从双键上去除一个基团或加入一个基团的反应。 反应通式为：AB?A+B (5)异构酶类：催化分子间重排的有关反应。 反应通式为：A?B (6)连接酶类：催化把两个分子连接在一起，并由ATP提供能量的反应。 其反应通式为： A+B+ATP?AB+ADP+磷酸，或AMP+焦磷酸 根据酶催化反应的具体性质进一步分成亚类和次亚类。 2.系统编号----EC?1?1?1?1 EC----表示国际酶学委员会 第一个数字表示酶所属的大类（1-6大类) 第二个数字表示酶在该大类中所属的亚类 第三个数字表示酶所属的次亚类 第四个数字表示酶在所属次亚类中的流水编号 EC?1?1?1?27乳酸脱氢酶：表示该酶为氧化还原酶类，底物上发生氧化的供体基团是醇基（亚类），氢的受体是NAD（次亚类），流水编号为27。 （四）各大类酶举例 氧化还原酶：琥珀酸脱氢酶、醇脱氢酶、多酚