第03章酶生化机理.ppt

Enzyme;酶的概念;酶学研究简史;;第一节酶的分子结构与功能The Molecular Structure and Function of Enzyme;酶的不同形式:;一、酶的分子组成;全酶分子中各部分在催化反应中的作用:;金属酶(metalloenzyme) 金属离子与酶结合紧密，提取过程中不易丢失。 金属激活酶(metal-activated enzyme) 金属离子为酶的活性所必需，但与酶的结合不甚紧密。 ;金属离子的作用： 参与催化反应，传递电子； 在酶与底物间起桥梁作用； 稳定酶的构象； 中和阴离子，降低反应中的静电斥力等。;;转移的基团;辅酶与辅基;维生素与辅酶 ;（二）维生素的分类;（三）参与组成辅酶的B族维生素;1、维生素B1 （硫胺素）;;2、维生素B2（核黄素）;;;3、维生素PP（尼克酸和尼克酰胺）;;;4、维生素B6;;5、泛酸（遍多酸）;;;6、生物素 ;;7、叶 酸 ;;;;8、维生素B12（钴胺素）;;;9、 α-硫辛酸 ;;;;二、酶的活性中心是酶分子中执行其催化功能的部位;指必需基团在空间结构上彼此靠近，组成具有特定空间结构的区域，能与底物特异结合并将底物转化为产物。;活性中心内的必需基团;底 物 ;溶菌酶的活性中心;三、同工酶;;H;举例 2;第二节 酶的工作原理The Mechanism of Enzyme Action;在反应前后没有质和量的变化； 只能催化热力学允许的化学反应； 只能加速可逆反应的进程，而不改变反应的平衡点。;（一）酶促反应具有极高的效率 （二）酶促反应具有高度的特异性 （三）酶促反应的可调节性 （四）酶促反应的高度不稳定性 ;（一）酶促反应具有极高的效率;;一种酶仅作用于一种或一类化合物，或一定的化学键，催化一定的化学反应并生成一定的产物。酶的这种特性称为酶的特异性或专一性。;根据酶对其底物结构选择的严格程度不同，酶的特异性可大致分为以下3种类型：;绝对专一性;相对专一性 ;立体异构专一性 ;;;（三）酶促反应的可调节性;（四）高度的不稳定性;;二、酶通过促进底物形成过渡态而提高反应速率;反应总能量改变 ;（二）酶-底物复合物的形成有利于底物转变成过渡态 ;诱导契合作用使酶与底物密切结合;谊的瓢陡泻樊傻脏昭项驱诺息壳盼葡棚呻侮饥饱勋诧辑突迪渤爵滚钦翔汤第03章酶生化机理第03章酶生化机理;;2.邻近效应与定向排列使诸底物正确定位于酶的活性中心 ;邻近效应与定向排列：;酶的活性中心多是酶分子内部的疏水“口袋”，酶反应在此疏水环境中进行，使底物分子脱溶剂化 (desolvation)，排除周围大量水分子对酶和底物分子中功能基团的干扰性吸引和排斥，防止水化膜的形成，利于底物与酶分子的密切接触和结合。这种现象称为表面效应(surface effect)。 ;（三）酶的催化机制呈多元催化作用;第三节 酶促反应动力学 Kinetics of Enzyme-Catalyzed Reaction ;酶促反应动力学：研究各种因素对酶促反应速率的影响，并加以定量的阐述。 影响因素包括：酶浓度、底物浓度、pH、温度、抑制剂、激活剂等。;一、底物浓度对反应速率影响的作图呈矩形双曲线;单底物、单产物反应； 酶促反应速率一般在规定的反应条件下，用单位时间内底物的消耗量和产物的生成量来表示； 反应速率取其初速率，即底物的消耗量很小（一般在5﹪以内）时的反应速率 底物浓度远远大于酶浓度。;;;当底物浓度高达一定程度：;中间产物;;E与S形成ES复合物的反应是快速平衡反应，而ES分解为E及P的反应为慢反应，反应速率取决于慢反应即 V = k3[ES]。 (1) S的总浓度远远大于E的总浓度，因此在反应的初始阶段，S的浓度可认为不变即[S] =[St]。;米－曼氏方程式推导过程：;当底物浓度很高，将酶的活性中心全部饱和时，即[E] =[ES]，反应达最大速率 Vmax = k3[ES] = k3[E] (5);;当反应速率为最大反应速率一半时：; Km与Vmax的意义; Vmax;定义: 当酶被底物充分饱和时，单位时间内每个酶分子催化底物转变为产物的分子数。 意义: 可用来比较每单位酶的催化能力。 ;1. 双倒数作图法(double reciprocal plot)，又称为 林-贝氏(Lineweaver- Burk)作图法;2. Hanes作图法;二、底物足够时酶浓度对反应速率的影响呈直线关系;当[S]＞＞[E]，酶可被底物饱和的情况下，反应速率与酶浓度成正比。 关系式为：V = k3 [E];三、温度对反应速率的影响具有双重性;;酶的最适温度不是酶的特征性常数，它与反应进行的时间有关。 酶的活性虽然随温度的下降而降