酶与维生素的基本理论.ppt

第三章 酶与维生素 酶的概念 目前将生物催化剂分为两类 酶 、 核酶（脱氧核酶） 第一节酶的结构与功能 几个有关名词 底物（substrate,S)：酶作用的物质。 产物（product,P)：反应生成的物质。 酶促反应：酶催化的反应。 酶活性：酶催化化学反应的能力。 一、 酶的分子组成 *各部分在催化反应中的作用 酶蛋白决定反应的特异性 辅助因子决定反应的种类与性质 结合酶中： 单独酶蛋白或辅助因子没有催化活性 一种酶蛋白一般只与一种辅助因子结合 同种辅助因子可与不同的酶蛋白结合 酶的不同形式： 单体酶：仅具有三级结构的酶。 寡聚酶：由多个相同或不同亚基以非共价键连接组成的酶。 多酶体系：由几种不同功能的酶彼此聚合形成的多酶复合物。 多功能酶：一些多酶体系在进化过程中由于基因的融合，多种不同催化功能存在于一条多肽链中，这类酶称为多功能酶。 维生素B1 维生素B1又名硫胺素（thiamine） 体内活性形式为焦磷酸硫胺素（TPP） 维生素B2 FMN及FAD是体内氧化还原酶的辅基，主要起氢传递体的作用。 缺乏症：口角炎，唇炎，阴囊炎等。 维生素PP 维生素PP包括： 尼克（烟）酸、尼克（烟）酰胺 NAD+和NADP+的分子结构 维生素B6 维生素B6包括：吡哆醇，吡哆醛及吡哆胺。 体内活性形式：磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺。 磷酸吡哆醛是氨基酸转氨酶及脱羧酶的辅酶 分布广泛 食物中富含，肠道细菌可以合成供人体需要。 磷酸吡哆醛与磷酸吡哆胺的分子结构 泛酸 又名遍多酸 体内活性形式为辅酶A（CoA） CoA是酰基转移酶的辅酶，参与酰基的转移作用。 广泛存在，蜂王浆中含量最多。 叶酸 维生素B12 生物素（biotin）： 是噻吩与尿素相结合的骈环化合物，带有一戊酸侧链，有?，?两种异构体。生物素是羧化酶的辅基，在体内参与CO2的固定和羧化反应。 三、酶的活性中心 活性中心内的必需基团 第二节 酶促反应的特点与机理 酶与一般催化剂的共同点： 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 催化反应历程： 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： 绝对特异性：只能作用于特定结构的底物，进行一种专一的反应，生成一种特定结构的产物 。 相对特异性：作用于一类化合物或一种化学键。 立体化学特异性：作用于立体异构体中的一种。 绝对特异性 　　酶只作用于特定结构的底物，进行一种专一的反应，生成一种特定结构的产物 。 　　 相对特异性 　　酶作用于一类化合物或一种化学键。 （四）高度的不稳定性 酶的本质是蛋白质，凡影响蛋白质活性的因素皆可影响酶的催化活性。 酶作用专一性机理 锁钥学说--刚性模式 认为整个酶分子的天然构象是具有刚性结构的，酶表面具有特定的形状。酶与底物的结合如同一把钥匙对一把锁一样。 诱导契合学说---柔性学说 该学说认为酶表面并没有一种与底物互补的固定形状，而只是由于底物的诱导才形成了互补形状。 决定酶作用高效率的机制 第三节 影响酶促反应速度的因素 概念 研究各种因素对酶促反应速度的影响，并加以定量的阐述。 影响因素包括有 酶浓度、底物浓度、pH、温度、抑制剂、激活剂等。 一、底物浓度对反应速度的影响 单底物、单产物反应； 酶促反应速度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； 反应速度取其初速度，即底物的消耗量很小（一般在5﹪以内）时的反应速度； 底物浓度远远大于酶浓度。 （一）米－曼氏方程式 中间产物 （二）Km和Vmax的意义： 1. 当?= Vmax／2时，Km=[S]。因此，Km等于酶促反应速度达最大值一半时的底物浓度。 2. Km可以反映酶与底物亲和力的大小。Km越小，酶与底物的亲和力越大。 3. Km是酶的特征性常数：在一定条件下，某种酶的Km值是恒定的，因而可以通过测定不同酶（特别是一组同工酶）的Km值，来判断是否为不同的酶。 4. Km可用来判断酶的最适底物：当酶有几种不同的底物存在时，通过测定酶在不同底物存在时的Km值，Km值最小者，即为该酶的最适底物。 5. 可用来确定酶活性测定时所需的底物浓度：当[S]=10Km时，ν= 91%Vmax，此时即为最合适的测定酶活性所需的底物浓度。 6. Vmax可用于计算酶的转换数：当酶的总浓度和最大速度已知