湖南大学《环境工程微生物》课件-第一篇第4章 微生物的生理.pdfVIP

第四章微生物的生理

1、掌握酶的成分、结构、催化特性

2、掌握营养物质进入微生物细胞的方式

3、掌握3种生物氧化类型

4、了解微生物的合成代谢

第一节微生物的酶

第二节微生物的营养

第三节微生物的产能代谢

第一节微生物的酶

概述：酶的研究历史

酶的发现和提出：1897年，Buchner兄弟用不含细胞的酵

母汁成功实现了发酵。提出了发酵与活细胞无关，而与细

胞液中的酶有关。

1913年，Michaelis和Menten提出了酶促动力学原理—米

氏学说。

1926年，Sumner从刀豆种子中分离、纯化得到了脲酶结晶，

首次证明酶是具有催化活性的蛋白质。

1982年，Cech对四膜虫的研究中发现RNA具有催化作用。

一、酶（Enzyme）的概念

酶是活细胞产生的一类具有催化功能的蛋白质，亦称为

生物催化剂Biocatalysts。

绝大多数的酶都是蛋白质(Enzyme和Ribozyme)。

酶催化的生物化学反应，称为酶促反应Enzymatic

reaction。

在酶的催化下发生化学变化的物质，称为底物substrate。

二、酶的组成

C、H、O、N、S、P、Cu、Fe、I、Zn、Mo

单成分酶酶蛋白双成份酶

全酶酶蛋白+有机物

全酶酶蛋白+有机物+金属离子辅酶或辅基

全酶酶蛋白+金属离子

铁卟啉、辅酶A、NAD（辅酶I）、FAD（黄素腺嘌呤二核苷

酸）

几种重要的辅助因子（辅基、辅酶）

•某些小分子物质与酶蛋白结合在一起并协同实

施催化作用，这类分子被称为辅助因子。

•辅助因子是一类具有特殊化学结构和功能的物

质。参与的酶促反应主要为氧化-还原反应或

集团转移反应。

三、酶的分类

单成分酶、全酶（双成份酶）；

胞内酶，胞外酶，表面酶；

结构酶，诱导酶；

水解酶、氧化还原酶、转移酶、异构酶、裂解酶、合

成酶。

四、酶蛋白的化学结构

酶分子的基本结构单位

——氨基酸

自然界中氨基酸种类100种

组成蛋白质的氨基酸：20种

（基本氨基酸／蛋白质氨基酸）

除脯氨酸外，其余都是－氨基酸

具有一、二、三、四级结构

1.氨基酸

与所有的蛋白质一样，酶蛋白也是由氨基酸组成的。在生物体中的蛋白

质，由20种氨基酸组成：

Ala（丙氨酸）Arg（精氨酸）Asn（天冬酰胺）

Asp（天冬氨酸）Cys（半胱氨酸）Gln（谷氨酰胺)

Glu（谷氨酸）Gly（甘氨酸）His（组氨酸）

***

Ile（异亮氨酸）Leu（亮氨酸）Lys（赖氨酸）

**

Met（甲硫氨酸）Phe（苯丙氨酸）Pro（脯氨酸）

**

Ser（丝氨酸）Thr（苏氨酸）Trp（色氨酸）

Tyr（酪氨酸）Val（缬氨酸）

*为必需氨基酸；组氨酸为半必需氨基酸；其余为非必需氨基酸。

氨基酸的种类

Gly,G,甘氨酸

Ala,A,丙氨酸

Val,V,缬氨酸

Leu,L,亮氨酸

Ile,I,异亮氨酸

Met,M,甲硫氨酸

氨基酸的种类

Phe,F,苯丙氨酸

Tyr,Y,络氨酸

Trp,W,色氨酸